大數(shù)據(jù)審計中可視化分析技術研究

□文/ 申 曦 姚利青 郭麗琴 黃 旺 周芹芳

（1.云南省地圖院；2.怒江州自然資源和規(guī)劃局 云南·昆明）

［提要］ 在現(xiàn)階段審計研究領域，大數(shù)據(jù)審計已是重要的研究發(fā)展方向，可視化分析技術作為大數(shù)據(jù)分析的信息化技術手段，是現(xiàn)代審計大數(shù)據(jù)處理過程中不可或缺的技術方法，在大數(shù)據(jù)審計中具有明顯優(yōu)勢。 本文介紹數(shù)據(jù)查詢方法、智能分析技術、多數(shù)據(jù)源綜合分析技術、可視化分析技術等大數(shù)據(jù)審計分析技術；從可視化技術的概念出發(fā)，總結可視化技術的特點以及基于大數(shù)據(jù)可視化技術審計方法的優(yōu)缺點；在此基礎上，總結大數(shù)據(jù)審計中可視化技術有關應用研究。

引言

近年來，國內(nèi)外興起了大數(shù)據(jù)的研究應用熱潮，對于大數(shù)據(jù)的定義也存在一些差異。麥肯錫公司對大數(shù)據(jù)的定義為：超過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫工具的獲取、存儲、管理和分析能力的數(shù)據(jù)集。Gartner 認為大數(shù)據(jù)指具有大量、高速、數(shù)據(jù)多樣性等特點的信息集合，通過采取新形式的處理方法，來優(yōu)化數(shù)據(jù)的分析、應用、決策效率。2015 年，《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》（國務院印發(fā)）明確提出：大數(shù)據(jù)是以存儲量大、數(shù)據(jù)類型多樣、存儲讀取速度快、應用價值高為主要特點的數(shù)據(jù)集合，它可以快速對數(shù)量龐大、來源多樣分散的數(shù)據(jù)進行采集、存儲、關聯(lián)分析，作為新一代的信息技術和服務業(yè)態(tài)，發(fā)現(xiàn)新的知識、創(chuàng)造新的價值?？傊?，大數(shù)據(jù)具有大量、多樣性、快速、價值等四個主要特點。隨著大數(shù)據(jù)的催生，原始的數(shù)據(jù)處理手段已不能滿足大數(shù)據(jù)時代處理的需求。而實現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理需要一些耗時短且能高效分析大量數(shù)據(jù)的技術，研究出不同類別的大數(shù)據(jù)技術，運用到計算機科學、統(tǒng)計學、經(jīng)濟學等學科，以便更充分地抓取有效信息。伴隨著信息技術與經(jīng)濟社會的關聯(lián)日益緊密，以數(shù)據(jù)分析為代表的計算機審計已逐漸成為審計領域的主流?；ヂ?lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)以及智能化移動終端的迅猛發(fā)展，激增了巨大的數(shù)據(jù)量和信息量，大數(shù)據(jù)正成為國家審計可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略性資源。

數(shù)據(jù)可視化起源很早，最早可追溯于計算機的誕生，早期雛形可推演為計算機圖形學。數(shù)據(jù)可視化技術的基本思維框架是用圖元元素表示數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)項，大量的數(shù)據(jù)集可構成數(shù)據(jù)圖像，同時用多維數(shù)據(jù)的形式表示數(shù)據(jù)的屬性值，可以從不同的維度更深入地觀察和分析數(shù)據(jù)。通俗地說，數(shù)據(jù)可視化就是將復雜的數(shù)據(jù)模型以圖形的形式表達出來，將數(shù)據(jù)中的信息清晰有效地展示出來，方便人們了解和掌握數(shù)據(jù)規(guī)律。在大數(shù)據(jù)的驅動下，數(shù)據(jù)可視化的內(nèi)涵和外延發(fā)生了重大變化，從簡單的呈現(xiàn)逐漸演變?yōu)閳D表、分析和交互的綜合融合。大數(shù)據(jù)可視化分析的研究領域主要包含信息認知理論分析過程、數(shù)據(jù)可視化理論、人機交互理論及用戶界面。大數(shù)據(jù)審計研究文獻比較少，個別文獻在特定的審計項目中進行了可視化技術的應用，但都沒有對大數(shù)據(jù)審計的可視化分析方法進行系統(tǒng)、全面的研究。本文首先介紹數(shù)據(jù)查詢方法、大數(shù)據(jù)智能分析技術、大數(shù)據(jù)多數(shù)據(jù)源綜合分析技術、大數(shù)據(jù)可視化分析技術等審計數(shù)據(jù)分析方法，然后從可視化技術的概念出發(fā)，總結可視化技術的特點以及基于大數(shù)據(jù)可視化技術審計方法的優(yōu)缺點，最后總結大數(shù)據(jù)審計中的可視化技術應用研究，便于審計人員能夠更深入地理解和認知大數(shù)據(jù)審計中的可視化分析技術相關研究。

一、審計數(shù)據(jù)分析方法

審計人員采用數(shù)據(jù)分析技術方法，來實現(xiàn)大數(shù)據(jù)環(huán)境下的電子數(shù)據(jù)審計。主要分析方法如下：

（一）數(shù)據(jù)查詢方法。 目前，審計人員最普遍使用的數(shù)據(jù)分析方法是數(shù)據(jù)查詢，是指審計人員結合自身實際工作經(jīng)驗，掌握一定的審計分析原理和分析模型，在Microsoft Access 等常見的軟件和審計軟件中采用SQL 語句來分析收集到的電子格式數(shù)據(jù)，或運用一些審計軟件通過執(zhí)行不同的查詢命令以某些預定義的格式來檢測查詢被審計對象的電子格式數(shù)據(jù)。此外，SQL 語句具有非常強大的查詢功能，為了完成復雜的審計數(shù)據(jù)分析，利用SQL 語句構造和執(zhí)行一些復雜的查詢語句，實現(xiàn)模糊查詢、多表交叉查詢等功能。

（二）大數(shù)據(jù)智能分析技術。 高性能處理算法、智能搜索以及挖掘算法作為大數(shù)據(jù)分析領域的主流研究內(nèi)容，從計算機角度來看，強調的是其計算能力和人工智能。大數(shù)據(jù)智能分析技術不受數(shù)據(jù)格式差異的影響，既有對傳統(tǒng)結構化數(shù)據(jù)的挖掘，也有對文本數(shù)據(jù)等半結構化數(shù)據(jù)的挖掘，通過分析、提取分詞或關鍵詞，提取關鍵字，生成標簽云圖，其中詞頻決定關鍵詞的顯示大小，從而實現(xiàn)“整體分析、發(fā)現(xiàn)疑點”的目的。目前，大數(shù)據(jù)智能分析技術研究大部分停留在理論層面，在審計領域的實踐應用研究還不夠成熟。

（三）大數(shù)據(jù)多數(shù)據(jù)源綜合分析技術。通過采用數(shù)據(jù)查詢等大數(shù)據(jù)技術方法手段，與相關數(shù)據(jù)進行復雜的綜合比對分析和關聯(lián)分析，從綜合比對和關聯(lián)分析結果中獲取更多掩藏的審計疑點和線索。必要的時候，審計人員可利用大數(shù)據(jù)分析工具，獲取被審計單位的相關項目信息，分析是否存在違反相關政策的問題。目前，此分析技術在審計領域應用較為成熟，且已成為了主流技術。

（四）大數(shù)據(jù)可視化分析技術。 目前，在大數(shù)據(jù)審計應用領域比較成熟，也是主流的分析技術，可以更簡潔、清晰地呈現(xiàn)被審計單位大數(shù)據(jù)信息，常見的表現(xiàn)形式有：時間序列示意圖、柱狀示意圖、折線示意圖、散點示意圖、氣泡示意圖、雷達示意圖、熱力示意圖，以及標簽云示意圖等等。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，審計人員可以借助大數(shù)據(jù)可視化分析工具，“洞悉”被審計數(shù)據(jù)信息中存在的內(nèi)在因素模式和關聯(lián)情況，能較迅速地從海量數(shù)據(jù)中提取相關審計疑點和線索。

二、可視化技術概述

（一）可視化技術基本概念。 1986 年10 月，全球范圍內(nèi)首次正式提出“科學計算可視化”這一專業(yè)概念。經(jīng)過近30 年的發(fā)展，可視化技術應用領域較廣泛，如科學計算機、數(shù)據(jù)、信息和知識等方面。伴隨著可視化技術與人機交互、認知科學、數(shù)據(jù)挖掘、決策理論等研究領域的交叉融合，出現(xiàn)了新的討論對象——可視化分析。2005 年，Thomas、Cook 提出可視化分析的概念：在用戶分析推理過程中，運用交互式可視化的視覺界面，輔助用戶分析推理大規(guī)模、復雜數(shù)據(jù)集的一種科學技術手段。

（二）可視化技術的特點?，F(xiàn)階段的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法或數(shù)據(jù)挖掘方法往往會簡化或抽象被審計對象的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)集的真實結構或形式有一定程度的隱藏，而可視分析技術更注重對復雜的、大尺度的和海量數(shù)據(jù)的發(fā)掘型分析，特點主要表現(xiàn)在：一是具有和睦的人機交互能力，通過鼠標人機交互可完成分析全部環(huán)節(jié)，操作簡單、不復雜，即使沒有任何計算機專業(yè)基礎的審計人員也能輕松運用。二是具有多樣的圖形化展示性能，通過數(shù)據(jù)立體展示、數(shù)據(jù)分層（分類）匯總等形式呈現(xiàn)出來，便于審計人員掌握全局情況，確定審計重點，梳理審計思路，提高審計效率和質量。三是具有強大的圖形化分析性能，通過交互構建和調整曲線、曲面、點云等數(shù)學方法模型，形成不同呈現(xiàn)形式的分析結果，從分析結果中把握海量數(shù)據(jù)的總體趨勢，以便輔助審計人員查找異常疑點數(shù)據(jù)。四是具有豐富的圖形化運算性能，可取代局部的數(shù)據(jù)庫編程，快速抓取異常數(shù)據(jù)。五是部分軟件具備多樣的工程核算性能，可高效計算出不規(guī)則形體的面積、體積、密度等。

（三） 基于大數(shù)據(jù)可視化技術審計方法的優(yōu)缺點。 基于SQL、電子表格軟件的數(shù)據(jù)查詢方法以及基于大數(shù)據(jù)可視化技術的審計方法，三種審計方法各有優(yōu)缺點?；赟QL 的數(shù)據(jù)查詢方法：可運用專業(yè)的審計軟件（或數(shù)據(jù)庫工具），易獲得；要求審計人員有一般的專業(yè)技術水平；分析結果的易理解性差；方法靈活程度高；所使用的審計軟件（或數(shù)據(jù)庫工具）的差異性會影響處理的數(shù)據(jù)量；審計功能發(fā)揮程度一般?；陔娮颖砀褴浖臄?shù)據(jù)查詢方法：分析工具容易獲取；不需要審計人員有專業(yè)技術的要求；分析結果的易理解性差；方法靈活程度一般；處理數(shù)據(jù)量?。粚徲嫻δ馨l(fā)揮程度差。基于大數(shù)據(jù)可視化技術的審計方法：需專業(yè)的可視化分析軟件，易獲得；要求審計人員有一般的專業(yè)技術水平；分析結果的易理解性很好；方法靈活程度高；處理數(shù)據(jù)量大；審計功能發(fā)揮程度好。

三、可視化分析技術應用

在數(shù)百年的發(fā)展期間，可視化理論與技術運用在地圖、科學與工程制圖、統(tǒng)計圖表行業(yè)?，F(xiàn)階段，可視化技術已服務更多的領域，如在醫(yī)學醫(yī)藥、交通運輸、城市規(guī)劃、水利水電設施建設等各行各業(yè)都發(fā)揮了巨大的作用，方便了人們的生活方式和業(yè)務工作，科學輔助指揮決策。近些年，可視化分析系統(tǒng)軟件也成為了國內(nèi)外研究的熱點。2013 年，美國國防預研計劃局對可視化分析系統(tǒng)軟件高度重視，以高額的研究經(jīng)費來尋求海量數(shù)據(jù)分析處理軟件和動態(tài)可視化系統(tǒng)。同年，中國氣象局國家衛(wèi)星氣象中心攜手浙江大學等單位，經(jīng)過多家單位的不懈努力和辛苦付出，攻克數(shù)項核心技術難題，成功研發(fā)出我國第一款關于全球三維數(shù)值大氣體可視化的分析軟件，實現(xiàn)了國際首次全球多模態(tài)三維大氣體的可視化。

此外，為了從大數(shù)據(jù)中得到有效的信息，大數(shù)據(jù)可視化方面的研究，如審計管理、大氣污染防治、扶貧審計等領域，成為近幾年國內(nèi)外各大公司、科研院校的研究熱點。李培培在已有審計數(shù)據(jù)和資源的基礎上，利用可視化分析技術構建審計管控平臺，同時采用三維可視化技術，對各種各樣的分散、零星信息和數(shù)據(jù)進行深度整合，清晰準確全面地反映審計管理的各個子系統(tǒng)、各個層面的信息數(shù)據(jù)。此外，在審計指揮中心的構建中應用可視化技術，也可以為項目的安排部署和進度跟蹤、領導的決策分析提供便利。陳偉結合現(xiàn)階段大數(shù)據(jù)審計的研究現(xiàn)狀以及應用情況，探索了基于大數(shù)據(jù)技術的業(yè)務連續(xù)性管理的審計方法，通過使用自己研發(fā)的審計軟件和大數(shù)據(jù)可視化等分析工具，對怎樣執(zhí)行業(yè)務連續(xù)性管理審計進行了分析，很大程度上填補了日常使用業(yè)務連續(xù)性管理審計方法的缺陷，進而證明了本研究的可行性和有效性。研究結果能提高相關審計項目的管理審計效率，也為今后防范并化解金融科技等風險提供了理論支撐和經(jīng)驗數(shù)據(jù)。陳偉等分析了大氣污染防治審計方法研究的重要意義，總結了目前常用的大數(shù)據(jù)審計技術方法，深入剖析其存在的缺點與不足。在此基礎上，提出了基于大數(shù)據(jù)可視化技術的大氣污染防治審計方法，同時也闡述了該方法的內(nèi)在原理。最后以某審計項目為例，開展了基于地區(qū)分布圖分析的相關空氣質量數(shù)據(jù)總體分析、空氣質量變化情況分析、空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)異常情況分析等方面，對此方法進行了驗證。陳偉分析了大數(shù)據(jù)扶貧審計方法原理，從大數(shù)據(jù)可視化技術分析視角出發(fā)，圍繞扶貧可疑數(shù)據(jù)和資金使用違規(guī)兩個方面的內(nèi)容，對怎樣利用大數(shù)據(jù)技術開展扶貧審計工作進行了深入研究，并進行了部分應用實踐探索，如扶貧項目內(nèi)容大數(shù)據(jù)可視化分析、扶貧資金使用情況大數(shù)據(jù)可視化分析，為今后大數(shù)據(jù)技術在扶貧審計項目中的應用提供了實踐經(jīng)驗數(shù)據(jù)。

四、結語

在大數(shù)據(jù)時代的審計研究領域，大數(shù)據(jù)審計已是重要的研究發(fā)展方向，數(shù)據(jù)查詢、大數(shù)據(jù)智能分析、多數(shù)據(jù)源綜合分析、可視化分析技術方法等大數(shù)據(jù)環(huán)境下的電子數(shù)據(jù)審計運用而生，應用市場也很廣闊。同時，作為大數(shù)據(jù)分析必要手段的可視化分析技術，是審計大數(shù)據(jù)中必不可少的技術方法，它既結合了計算機強大的計算分析能力，又結合了人類豐富的感知交互能力，在大數(shù)據(jù)審計中具有明顯優(yōu)勢。正因為大數(shù)據(jù)可視化分析技術的強大優(yōu)勢，大數(shù)據(jù)環(huán)境下的可視化分析技術理論研究和應用實踐相對較為廣泛，為審計人員高效提取可疑數(shù)據(jù)和其他相關審計工作提供了很大的技術支持。