面向数据空间的多格式信息可视化方法研究

摘要

随着科学技术的持续发展，信息可视化越来越流行，它与人们日常生活的联系也越来越紧密。信息可视化是一种通过视觉进行人机交互的技术，研究内容是非数值型数据，目的是帮助人们理解和分析数据。信息可视化发展到现在已经产生了很多可视化方法，并且可视化技术已经应用到很多领域，例如金融、商业、文献、抽象概念等方面。然而，对于数据空间领域的信息可视化研究还很少。
　　数据空间中的可视化分为两个方面，一是对象之间关联关系的可视化，二是具体对象实例的可视化。数据空间的数据格式多种多样，且分布在不同的数据源中，由于数据的分布性、异构性等特征使得数据之间缺乏明确的语义信息，无法构建数据间确定的模式信息。数据空间的这些特点对其可视化带来一定挑战，现有可视化方法难以在数据空间中直接使用。对于关联关系的可视化，一般利用图布局算法，但是传统的图布局算法并没有利用数据属性及数据模式的信息；对于具体对象实例的可视化，传统异构数据的可视化过程需要首先进行数据集成，并指定数据属性与可视化属性之间的关系，这一步骤耗费时间较长。
　　本文针对数据空间信息可视化存在的问题，采取两种方式分别予以解决。对于关联关系可视化，本文对传统Triple模型进行语义扩展使其可以描述类；将虚节点引入力导向图布局算法FR中使其可以处理类的概念，并在图布局算法中引入四种不同的力将类与对象在计算时区分开。对于对象实例可视化，首先对可视化任务需求进行了形式化描述，然后将数据属性到可视化属性的映射问题转化为模式匹配问题，接着介绍了几种启发式规则处理模式匹配问题，从而省去了数据集成这一繁琐步骤。
　　最后，本文针对iDataSpace系统实现了iVis信息可视化模块。然后对具体应用场景进行了可视化实验，可视化效果表明，本文所述方法可以有效应对数据空间的信息可视化需求。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 本文组织结构

第2章 相关理论及技术

2.1 数据空间相关研究

2.2 可视化相关研究

2.3 文本匹配相关研究

2.4 本章小节

第3章 基于扩展三元组的关联关系可视化

3.1 研究概述

3.2 Triple模型含义扩展

3.3 基于虚节点的关联关系可视化方法

3.4 本章小节

第4章 基于任务需求的对象实例可视化

4.1 研究概述

4.2 可视化任务

4.3 可视化匹配

4.4 本章小结

第5章 可视化模块iVis的设计与实现

5.1 设计目标

5.2 体系结构

5.3 功能实现

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢