基于声明式交互的数据可视化系统的设计与实现

摘要

随着信息时代的到来，越来越多的信息资源变得触手可及，人们在生产、生活当中也产生了海量的数据，因此信息在爆炸式增长。在数据分析的各种方法中，数据可视化是一种极其重要的策略。数据可视化以直观的方式展示数据及其结构关系，更有效地传递了信息，进而辅助人们进行决策。
　　本研究对数据可视化技术进行了深入的研究，提出并实现了数据可视化系统，以快速生成用户自定义样式的交互式图表。提出并解决了数据可视化技术中两大技术难题:一是系统如何将数据转换为可交互的图表来呈现给用户，并且用户如何达到个性化定制图表样式的目的。二是用户如何描述期望的交互操作，以及系统如何将交互操作产生结果反馈给用户。针对数据的可视化呈现难题，基于图形语法描述了图表结构，构建生成了图表视图。同时，本文提出了主题模型以满足用户对图表的高度定制化需求。针对用户交互的难题，提出了声明式交互语法，此语法使用类似自然语言的描述方式以声明用户的交互操作。在交互技术的实现方面，提出了事件流模型，对发生在图表中的各种事件进行建模。同时，实现了事件处理模型以解析用户的交互操作，将交互结果反馈给用户。实现的数据可视化系统，作为网易敏捷商业智能平台的子系统，在图表的可交互性和个性化定制这两方面得到了充分地检验，为探索数据的规律与意义奠定了良好的基础。

目录

声明

摘要

图目录

表目录

1．1 课题背景

1．2 研究现状

1．2．1 数据的可视化呈现

1．2．2 用户交互

1．3 本文工作与贡献

1．4 篇章结构

1．5 本章小结

第2章 相关技术研究

2．1 数据可视化技术

2．1．1 数据到可视化的直观映射

2．1．2 图形语法

2．1．3 数据到图表的构建

2．2 编程范式

2．2．1 函数式响应型编程

2．2．2 声明式编程

2．3 事件流模型

2．3．1 事件流建模

2．3．2 事件流的变换与组合

2．4 交互技术

2．5 本章小结

第3章 系统设计

3．1 架构设计

3．2 模块设计

3．2．1 图表描述模块

3．2．2 图表生成模块

3．2．3 图表渲染模块

3．3 主题模型

3．3．1 默认样式

3．3．2 用户自定义样式

3．4 本章小结

第4章 声明式交互设计与实现

4．1 声明式交互语法的设计

4．1．1 原生事件

4．1．2 逗号操作符

4．1．3 花括号操作符

4．1．4 中括号操作符和大于号操作符

4．1．5 事件流的组合

4．2 交互流程

4．3 事件仲裁

4．4 事件分发

4．4．1 构建操作消息

4．4．2 图元选择

4．4．3 事件分发机制

4．5 行为处理

4．6 本章小结

第5章 系统应用与可视化实例展示

5．1 系统应用

5．1．1 网易有数系统架构

5．1．2 网易有数系统界面

5．2 数据描述

5．3 选择操作实例

5．3．1 悬浮操作

5．3．2 点击操作

5．3．3 框选操作

5．4 过滤操作实例

5．4．1 通过图例过滤

5．4．2 通过透视轴过滤

5．5 导航操作实例

5．5．1 平移操作

5．5．2 缩放操作

5．6 用户自定义样式实例

5．7 本章小结

6．1 本文的工作总结

6．2 未来研究工作

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢