面向对象的图可视化系统研究与设计

摘要

可视化是利用计算机图形和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。图可视化是可视化的一个重要研究分支，它是将数学上建模为点边集二元组的抽象图用图形或图像的可视形式展现出来，以便使观察者能直观地分析、理解数据的相关关系、发现潜藏的有价值的结构模式以及方便地进行信息导航等。
　　本文主要从图可视化系统的实现目的着手，分析了可视化系统研究的背景、方法、意义以及国内外研究的现状与问题;按照面向对象开发和信息可视化模型分层架构的理论，使用UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）方法，建立了描述本系统的需求关系模型、状态模型以及功能模型，在此基础上实现了对多个可视化领域常用的布局算法，提供了对GML（Geography Markup Language即地理标识语言）、DAT（DATA的缩写）、TXT（TEXT的缩写）、自定义等多种图形数据封装格式的存取功能，以及对可视化结果进行操作;在系统实现过程中，本文着重描述了开发所涉及到的面向对象、迭代式增量开发、类间接口的定义、.NET数据存取、GDI+绘图等技术在该系统中的应用;最后，通过部分具有代表性的图可视化数据的运行结果，对本系统的功能和使用方法进行详细的说明。
　　本文所设计实现的图形可视化系统，能够对多种数据格式的文件进行可视化处理，支持多种布局方式，支持用户对可视化属性的设置和动态刷新，支持可视化结果进行交互操作，支持将可视化结果保存为多种数据存储格式，并提供了良好的可扩展性。基于本系统，用户可以计算任意节点的度数与边的介数，完成对所支持数据格式类型的可视化呈现与操作，将原本抽象、无序的数据类型能够以多种方式清晰直观地展现出来，尤其对于密度极大的图形，该系统提供了对可视化结果进行缩放、导航的功能，便于对可视化结果进行相应的操作;同时该系统预留下来的接口，为新的布局算法和不同的数据存储格式的扩展提供了便利条件。最后，该系统利用.NET强大的界面设计功能，简化界面的设置选项，避免用户涉及到软件开发技术细节，严格遵循windows传统界面风格，使用户不会因界面的改变而不知如何操作。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 系统开发背景及意义

1．2 国内外可视化技术的研究现状

1．3 本文的主要工作及论文组织结构

第二章 图可视化系统相关知识概述

2．1 图及图可视化的定义

2．1．1 图

2．1．2 图可视化

2．2 图布局的美学标准

2．3 可视化框架模型

2．4 常用图可视化布局算法介绍

2．4．1 力导向布局算法

2．4．2 模拟退火算法

2．4．3 KK算法

2．4．4 Linlog能量模型

2．4．5 射线布局算法

2．5 边介数和点介数

2．6 本章小结

第三章 系统建模

3．1 系统需求分析

3．2 可视化系统的用例

3．3 系统静态建模

3．3．1 类图

3．3．2 包类

3．4 系统动态建模

3．4．1 时序图

3．4．2 活动图

3．5 本章小结

第四章 系统的实现与测试

4．1 软硬件运行环境

4．1．1 硬件环境

4．1．2 软件环境及编程语言

4．2 迭代式开发

4．3 系统的实现

4．3．1 数据的存取

4．3．2 系统实现的算法

4．3．3 图形绘制的实现

4．3．4 可视化交互操作的实现

4．4 可视化系统的测试

4．5 系统运行效果

4．6 本章小结

第五章 结果与展望

5．1 结果

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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