基于JAVA 數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

韓繼英

（山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原030006）

隨著大數(shù)據(jù)、云數(shù)據(jù)的協(xié)同發(fā)展，用戶數(shù)據(jù)挖掘價(jià)值也在不斷提高。為了實(shí)現(xiàn)良好的用戶界面，并達(dá)到較高的用戶滿意度，越來越多的用戶開始進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)可視化展示的研究。本文基于B/S 模式進(jìn)行開發(fā)，借助前沿的前端軟件開發(fā)功能，以智能配電管理系統(tǒng)為例進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，旨在提高配電管理的數(shù)據(jù)管理效率、促進(jìn)配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可視化展示功能應(yīng)用，為配電網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的普及提供良好的參考路徑。

1 基本概述

1.1 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

數(shù)據(jù)可視化是將生硬的數(shù)據(jù)表、資料等以易懂、易視的方式呈現(xiàn)給客戶群體，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)主要包括數(shù)據(jù)、信息以及科學(xué)計(jì)算結(jié)果的展示，基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，以圖元方式將計(jì)算機(jī)語言或者數(shù)據(jù)通過多種方式表達(dá)出來，使客戶能直觀的了解其所代表含義和意義。

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)通過綜合應(yīng)用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)和符合規(guī)則的協(xié)議，構(gòu)建可視化框架，借助接口技術(shù)將可視化技術(shù)將資料、數(shù)據(jù)原表展現(xiàn)出來，目前可視化技術(shù)主要包括EChart、D3.js、Vis.js 等，其可以提供豐富的圖文表達(dá)，每種數(shù)據(jù)可視化可達(dá)到不同的效果且支持自定義定制。

1.2 數(shù)據(jù)圖表工具

數(shù)據(jù)圖表工具作為數(shù)據(jù)報(bào)表的構(gòu)成，不僅支持圖文打印還支持圖標(biāo)定制，其通過安裝對應(yīng)的軟件即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可視化。

1.3 數(shù)據(jù)可視化平臺

數(shù)據(jù)可視化平臺基于客戶需求，為目標(biāo)客戶提供定制服務(wù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)集成且支持?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)計(jì)學(xué)分析等。

2 平臺總體設(shè)計(jì)

平臺總體設(shè)計(jì)按照用戶協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)規(guī)則可分為以下4 個部分，具體如圖1 所示。

圖1 業(yè)務(wù)架構(gòu)圖

平臺運(yùn)行架構(gòu)主要分為以下三個方面內(nèi)容：

（1）多源數(shù)據(jù)集成

平臺具有多類型數(shù)據(jù)的輸入，支撐多元化數(shù)據(jù)集成，并支持在線數(shù)據(jù)分析等模塊。

（2）多類型可視化技術(shù)集成

多類型數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)可視化接口技術(shù)，在平臺上可進(jìn)行不同類型的數(shù)據(jù)表呈現(xiàn)。

（3）可視化支撐服務(wù)

不同系統(tǒng)的兼容性不同，平臺為不同系統(tǒng)制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)展示接口，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)可在平臺兼容應(yīng)用。

3 功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)用戶的意圖在可視化平臺中將平臺可劃分為應(yīng)用層面、展示層面以及后臺和系統(tǒng)管理模塊具體如圖2 所示。

圖2 平臺功能架構(gòu)圖

平臺主要功能介紹如下所示：

（1）應(yīng)用系統(tǒng)集成管理

用戶可以在線定制系統(tǒng)集成模塊、數(shù)據(jù)加密、圖標(biāo)展示等，平臺可為對標(biāo)客戶提供對標(biāo)方案，通過參數(shù)調(diào)整和可視化界面匹配實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)集成管理。

（2）圖表管理

用戶可在線訪問、查詢系統(tǒng)集成后情況。圖表管理可通過數(shù)據(jù)模塊、展示模塊以及技術(shù)集成構(gòu)成，為數(shù)據(jù)的可視化提供技術(shù)保障。

（3）數(shù)據(jù)源管理

數(shù)據(jù)集成化程度是平臺、數(shù)據(jù)應(yīng)用深度的表征之一，通過數(shù)據(jù)庫管理、文件管理以及元數(shù)據(jù)管理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源控制。

（4）項(xiàng)目管理

作為管理單元，數(shù)據(jù)切入點(diǎn)，可在此模塊中進(jìn)行多個數(shù)據(jù)源、圖表以及系統(tǒng)集成，目前只有同一個項(xiàng)目資源才能進(jìn)行路徑的訪問。

（5）系統(tǒng)管理

平臺最基本模塊化管理，主要包括用戶體系、權(quán)限管理、安全管理等模塊，支持?jǐn)?shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)控和日常維護(hù)。

4 部署架構(gòu)設(shè)計(jì)

可視化平臺架構(gòu)設(shè)計(jì)基于木馬、病毒防護(hù)下，不同域名派送以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)則下，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定的傳輸和交互，具體如圖3 所示。借助域名派送原理可提高數(shù)據(jù)傳輸效率，提高寬度傳輸比，防火墻可實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)之間網(wǎng)絡(luò)的安全分離。

圖3 部署架構(gòu)設(shè)計(jì)

通過采用多種交互技術(shù)，降低由于單點(diǎn)造成的系統(tǒng)故障，因此在進(jìn)行平臺設(shè)計(jì)過程中需要將軟件和服務(wù)整合在同一臺服務(wù)器終端，并進(jìn)行數(shù)據(jù)用戶節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的動態(tài)兼容。

5 平臺功能驗(yàn)證

5.1 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境

本文通過以智能配電管理系統(tǒng)為例，進(jìn)行基于JAVA 數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，首先為保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分區(qū)處理，申請區(qū)、業(yè)務(wù)區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，數(shù)據(jù)可視化智能配電管理系統(tǒng)為后臺管理提供數(shù)據(jù)可視化框架體系，硬件配置要求：

CPU：奔騰雙核以上計(jì)算機(jī)

內(nèi)存：1G 以上

操作系統(tǒng)版本：Win7/vista/WindowsXP

軟件需求：EChart、Vis.js 、D3.js 等

開發(fā)語言：Java

系統(tǒng)開發(fā)工具：MyEclipse10.7.1

后臺服務(wù)器：ApacheTomcat7.0.73

數(shù)據(jù)庫：MYSQL

瀏覽器：360 安全瀏覽器8.1

5.2 可視化功能定制

可視化功能定制：主要包括項(xiàng)目管理、數(shù)據(jù)圖表管理以及應(yīng)用系統(tǒng)集成管理等。其中項(xiàng)目管理是資源化管理的單元之一，每個系統(tǒng)對應(yīng)一個資源端口，通過項(xiàng)目管理科進(jìn)行數(shù)據(jù)資源的查看和調(diào)用；數(shù)據(jù)管理主要保留數(shù)據(jù)和文件集成，用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)庫以及集成類型進(jìn)行數(shù)據(jù)源的甄別，分析其數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。

數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)管理是統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫和文件數(shù)據(jù)，用戶在系統(tǒng)規(guī)則下可選擇不同的數(shù)據(jù)方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、查詢、刪除和修改。

圖表管理：用戶根據(jù)圖表信息，通過數(shù)據(jù)選擇、篩選等進(jìn)行數(shù)據(jù)圖表的管理，在進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選過程中，需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行表、字段等信息的描述，借助SQL 查看數(shù)據(jù)篩選結(jié)果；圖表定制需要輸入對應(yīng)的標(biāo)題信息以及自定義坐標(biāo)軸的內(nèi)容。

5.3 平臺集成

智能配電管理平臺是供電企業(yè)進(jìn)行用電數(shù)據(jù)管理、用戶服務(wù)的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)管理、統(tǒng)計(jì)分析以及智能化服務(wù)。由于智能配電管理平臺訪問用戶較少，數(shù)據(jù)可視化平臺選用單機(jī)模式。智能配電系統(tǒng)平臺可根據(jù)總體情況，進(jìn)行不同設(shè)備的趨勢分析，具體如圖4 所示。

圖4 平臺趨勢分析

6 結(jié)論

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化體系的完善，海量數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長，如何在海量的數(shù)據(jù)用易懂、易視的圖形交互方式表達(dá)出來成為各行各業(yè)發(fā)展的迫切需要。本文基于B/S 模式以智能配電管理系統(tǒng)為例進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通過案例分析后，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和部署方案可行，可視化界面良好，極大促進(jìn)了數(shù)據(jù)使用效率的最大化，為數(shù)據(jù)的可視化技術(shù)應(yīng)用奠定了參考基礎(chǔ)。