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關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)可視化 可視化分類 可視化應(yīng)用

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

數(shù)據(jù)作為信息的載體在當(dāng)今世界發(fā)揮著越來越重要的作用，我們正處在一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，每天都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，在這樣的背景下，海量數(shù)據(jù)只有被合理的采集、分析和表達(dá)之后才有一定的意義，而數(shù)據(jù)可視化無疑是讓數(shù)據(jù)變得易于理解的最優(yōu)途徑。

1數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化是順應(yīng)大數(shù)據(jù)時(shí)代而興起，縱觀國內(nèi)研究的相關(guān)資料，常見的數(shù)據(jù)可視化有：科學(xué)可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化、知識可視化等等，這所有的研究其實(shí)都是數(shù)據(jù)某種形式的表達(dá)。

1.1可視化技術(shù)

“可視”不是可以看見，它更多的指“可理解”，是使繁雜抽象的數(shù)據(jù)變得具體易懂，以便于傳播、交流和研究。

可視化技術(shù)就是把數(shù)據(jù)變成圖像展示給大家，更多的注重技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和算法的優(yōu)化，它涉及到計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，可以說可視化技術(shù)是數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)。

1.2可視化表現(xiàn)

可視化的表現(xiàn)形式多種多樣，主要是將復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加清晰易懂的圖形圖像的表現(xiàn)，不僅僅指視覺，亦可結(jié)合聽覺、嗅覺以及觸覺等，加入交互式處理技術(shù)，讓用戶在交互中理解數(shù)據(jù)。同時(shí)，可視化還通過對心理學(xué)等知識進(jìn)行合理運(yùn)用來展現(xiàn)數(shù)據(jù)深層次的意義。

可視化技術(shù)主要關(guān)注的是如何實(shí)現(xiàn)，而可視化表現(xiàn)則更多的關(guān)注以什么樣的形式表現(xiàn)，因此，可以說可視化表現(xiàn)是可視化技術(shù)的指導(dǎo)思想和具體體現(xiàn)。

2數(shù)據(jù)可視化分類

可視化是一種技術(shù)統(tǒng)稱，分為很多種類?？梢暬皇且粋€(gè)新的學(xué)科，它一直存在，因此，研究數(shù)據(jù)可視化必須要理解各種可視化的類別和方法才能明白它的真正含義。

2.1科學(xué)可視化

是可視化領(lǐng)域最早的學(xué)科，主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像學(xué)和圖形學(xué)處理數(shù)據(jù)，創(chuàng)建視覺圖像。其處理對象一般是類似于勘測、測量得到的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行三維世界的可視化表達(dá)。所以科學(xué)可視化屬于數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)子集。

科學(xué)可視化主要應(yīng)用領(lǐng)域是自然學(xué)，如：物理、化學(xué)、地理科學(xué)等，通過對科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋、操作和處理來尋研究其中的特點(diǎn)。

2.2信息可視化

其歷史可追溯到20世紀(jì)90年代，那時(shí)由于圖形界面誕生，提供了人與信息交互的平臺，因此大量的科學(xué)家投入到信息可視化的研究中。

信息可視化與科學(xué)可視化相比，它主要研究對象是大規(guī)模的非數(shù)值型信息，即非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集。信息可視化的產(chǎn)物要通過人的感官傳遞到大腦，然后使人理解信息，因此它對技術(shù)的要求更高。它主要涉及的是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以外的人機(jī)交互以及商業(yè)等領(lǐng)域。也是數(shù)據(jù)可視化的一個(gè)部分。

2.3知識可視化

從一般觀點(diǎn)來說，知識和數(shù)據(jù)關(guān)系不大，但是，知識也是一種信息，存在于人腦，知識可視化被認(rèn)為是在信息可視化的基礎(chǔ)發(fā)展而來的，它可以使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來表達(dá)，同時(shí)也可以是其它的方式如草圖等，而且，它不僅傳達(dá)事實(shí)，同時(shí)幫助人們正確地重構(gòu)知識。

2.4思維可視化

思維可視化理論上來說應(yīng)該是繼知識可視化后出現(xiàn)的，如現(xiàn)在常說的思維導(dǎo)圖等，它主要是幫助人們用放射性的思考方式來解決問題，用視覺的方式來描述知識，推動(dòng)觀點(diǎn)的創(chuàng)新。

3數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用

研究數(shù)據(jù)可視化的最終目的是應(yīng)用，將可視化技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮最大的價(jià)值才是數(shù)據(jù)可視化研究的意義所在。

3.1生命科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

生命科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用已經(jīng)比較成熟了，尤其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如三維圖像可視化，屬于生物醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)的一部分，用可視化手段將相關(guān)檢測進(jìn)行圖像融合，有利于幫助醫(yī)生準(zhǔn)確定位診斷。

3.2地理、氣象信息領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

地理信息是地理學(xué)和地圖學(xué)的結(jié)合，描述的是自然和文化現(xiàn)象的分布和組合，地理信息可視化從維度上可分為二維、三維和多維動(dòng)態(tài)可視化等；從表達(dá)方式上可分為地圖（圖形）、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

可視化在氣象信息方面的運(yùn)用與地理信息類似，譬如虛擬地理信息系統(tǒng)也可用來模擬天氣過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對于天氣預(yù)報(bào)、氣象預(yù)測更有不可小覷的作用。

3.3工程和工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

工業(yè)、工程方面的數(shù)據(jù)可視化是非常必要的，現(xiàn)如今，通過建模渲染等技術(shù)把抽象概念、符號、數(shù)據(jù)等用三維圖形呈現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”，使得設(shè)計(jì)師、工程師、制造商抑或是招標(biāo)商的效率都有了極大的提高。

3.4金融、商務(wù)和通信領(lǐng)域的數(shù)據(jù)可視化

如我們所知，大數(shù)據(jù)時(shí)代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)如若不能被人們合理運(yùn)用便是無用的，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系、其中隱含的規(guī)律和發(fā)展趨勢等都是各行各業(yè)的專業(yè)人員在努力了解和探尋的，在金融、商務(wù)和通信行業(yè)尤是如此。

金融、商業(yè)領(lǐng)域，通過數(shù)據(jù)挖掘等一系列技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理和分析，達(dá)到解決問題的目的；在通信行業(yè)，各大運(yùn)營商都構(gòu)建了大規(guī)模的業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)，整合資源，增加盈利。

數(shù)據(jù)可視化是一種手段，一種工具，它在每個(gè)領(lǐng)域都有自己的特點(diǎn)，同時(shí)也有一定的局限性，但只要運(yùn)用得當(dāng)，能夠幫助人們解決問題就是成功的數(shù)據(jù)可視化。

4結(jié)語

數(shù)據(jù)可視化是一種具有普適性和獨(dú)特性、以服務(wù)為導(dǎo)向的綜合性研究系統(tǒng)，目前的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)已為大多數(shù)用戶掌握，這使得數(shù)據(jù)可視化在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用。在未來，數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)將不再以“視覺”為主導(dǎo)，聽覺、嗅覺、觸覺等等將都會融入進(jìn)來，它將是一個(gè)提供真實(shí)感受的虛擬實(shí)驗(yàn)室。

參考文獻(xiàn)

[1] 曾悠.大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下的數(shù)據(jù)可視化概念研究[D].浙江大學(xué)，2014.

篇2

在大數(shù)據(jù)領(lǐng)域，重要的是數(shù)據(jù)本身以及從中得到的價(jià)值，但同時(shí)可視化的推動(dòng)作用，為不同年紀(jì)、不同職責(zé)的用戶采用大數(shù)據(jù)提供了更好的體驗(yàn)，降低了認(rèn)知的壁壘。

商業(yè)決策離不開互動(dòng)性的可視化

目前的大數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)，大多數(shù)以表格、餅圖等方式展示，例如用戶比較熟悉的支付寶用戶的全年消費(fèi)記錄。雖然類似的可視化提供了直觀的數(shù)據(jù)感受，但另一方面，不得不說其呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息量有限，內(nèi)容較為死板，特別是在商業(yè)上，難以提供更多的價(jià)值或知識。在硅谷領(lǐng)先大數(shù)據(jù)公司Taste Analytics數(shù)據(jù)可視化副總裁俞立看來，數(shù)據(jù)可視化不僅需要提供直觀、形象的體驗(yàn)，同時(shí)還應(yīng)該包含重點(diǎn)信息提取、可追蹤，以及人機(jī)互動(dòng)性增強(qiáng)兩個(gè)方面。

“在商業(yè)決策上，企業(yè)需要的大數(shù)據(jù)可視化不僅是一張張大致方向上的圖表，同時(shí)需要在這些圖表上進(jìn)行任意維度的選擇，對真正重要、感興趣的信息進(jìn)行查找、追蹤?！彼硎?，在最終數(shù)據(jù)呈現(xiàn)上，現(xiàn)在的可視化大多停留在數(shù)據(jù)包含哪些場景和要素領(lǐng)域，而對數(shù)據(jù)中最重要的人、事物、數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間地點(diǎn)、用戶討論這些場景與要素的位置等細(xì)節(jié)卻無從追蹤，所以企業(yè)難以得到更多的知識。

此外，目前國內(nèi)大多數(shù)非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品，包括關(guān)鍵詞提取、情感分析、輿情模型分析等，常常采用預(yù)先定義文檔標(biāo)簽和關(guān)鍵詞，來進(jìn)行分類，需要人工大量干預(yù)。

“業(yè)界比較前沿的做法，是機(jī)器通過一定的規(guī)則進(jìn)行文檔自動(dòng)分類。例如Taste Analytics的Signals平臺不用定義標(biāo)簽，借助系統(tǒng)后臺的焦點(diǎn)提取功能，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和統(tǒng)計(jì)歸類的方法，自動(dòng)地提取出數(shù)據(jù)的分類模型，同時(shí)從語義方向分析這些數(shù)據(jù)。”俞立，這位在學(xué)生時(shí)代便一直研究大規(guī)模時(shí)變數(shù)據(jù)可視化的博士表示，這類做法的優(yōu)勢在于，不僅人工干預(yù)少，而且能夠更智能、客觀地分析趨勢；同時(shí)，對于數(shù)據(jù)科學(xué)家等用戶，可以在此基礎(chǔ)上對分析結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，加入更多的參數(shù)或信息，機(jī)器便能重新學(xué)習(xí)并處理數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

可視化應(yīng)同時(shí)服務(wù)兩類用戶

“從用戶角度看，大數(shù)據(jù)分析應(yīng)該越傻越好，越簡單越好，人工干預(yù)越少越好?！盩aste Analytics移動(dòng)技術(shù)總監(jiān)沈於眾說道，盡管如此，但實(shí)際上大數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品應(yīng)該面向不同類型的用戶，例如對于數(shù)據(jù)科學(xué)家、分析師，其可能需要更多的觀察或與數(shù)據(jù)間的互動(dòng)；而對于企業(yè)CEO、產(chǎn)品經(jīng)理等，其需要最終呈現(xiàn)的信息能直擊企業(yè)痛點(diǎn)，越重要越好。所以Taste Analytics的可視化便是同時(shí)服務(wù)這兩類人群，專業(yè)的數(shù)據(jù)分析師、科學(xué)家，以及對數(shù)據(jù)分析“業(yè)余”的決策層人士。另一方面，在可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，采用SVG和HTML5已經(jīng)成為業(yè)界事實(shí)上的規(guī)范。

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關(guān)鍵詞：GIS 數(shù)字管道 應(yīng)用

1 概述

1998年1月31日，美國副總統(tǒng)在美國加利福尼亞科學(xué)中心發(fā)表了題為“數(shù)字地球：二十一世紀(jì)認(rèn)識地球的方式”的講演，提出了“數(shù)字地球”概念――一個(gè)可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)的、多分辨率的、真實(shí)地球的三維表示，提出了“數(shù)字地球”這一戰(zhàn)略思想，3S技術(shù)迅速在全球發(fā)展應(yīng)用起來。現(xiàn)今“3S”（GPS、RS、GIS）技術(shù)已從各自獨(dú)立發(fā)展進(jìn)入相互融合、共同發(fā)展的階段，并且在資源調(diào)查、車船導(dǎo)航、環(huán)境監(jiān)測、區(qū)域管理、城市規(guī)劃、商業(yè)管理等諸多領(lǐng)域里得到了迅速廣泛的應(yīng)用，三維可視化技術(shù)就是其最好的體現(xiàn)。

2 三維可視化技術(shù)概述

在上世紀(jì)80年代中期，人類研究了一門集計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理、圖像顯示的綜合性前緣技術(shù)――三維可視化（3D Visualization）技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是基于三維數(shù)據(jù)顯示，對現(xiàn)象和特征進(jìn)行描述和解釋的一種圖像顯示工具，實(shí)質(zhì)是將描述物理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成圖形和圖像，并通過各種視覺表現(xiàn)形式（如顏色、透視、動(dòng)畫和觀察視點(diǎn)的實(shí)時(shí)改變），使人通過觀察到的不可見的對象洞察事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。尤其是數(shù)字地球概念的提出，使得其近十幾年來迅速發(fā)展起來的一種空間信息獲取和分析處理的綜合技術(shù)，它們與空間、電子、光學(xué)、地理學(xué)、地圖學(xué)以及信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科密不可分，在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

3 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是整個(gè)三維系統(tǒng)建設(shè)的核心工作之一。數(shù)據(jù)的完整性、實(shí)用性、精確性、現(xiàn)勢性等從根本上決定了系統(tǒng)的價(jià)值。項(xiàng)目建設(shè)中，需要根據(jù)不同的數(shù)據(jù)類型特點(diǎn)以及應(yīng)用的需要，建立實(shí)用有效的數(shù)據(jù)采集、加工及處理流程與規(guī)范。

3.1 數(shù)據(jù)存儲方式

即從數(shù)據(jù)管理維護(hù)方便性、提高數(shù)據(jù)的共享程度、保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性、提高查詢的效率等角度出發(fā)。

3.2 地理空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)原則

在數(shù)據(jù)庫建設(shè)之初，必須制定相關(guān)建設(shè)原則，只有遵循這些建設(shè)原則，才能有明確的目標(biāo)和要求，才能獲得最終可用的大量資源財(cái)富。在數(shù)據(jù)庫建設(shè)過程中，需要始終遵循如下三條原則：共享性、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)劃性三個(gè)原則

3.3 三維模型和紋理數(shù)據(jù)庫總體設(shè)計(jì)

針對地形、地物創(chuàng)建的三維模型的要求。

4 元數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

元數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫的核心內(nèi)容之一。數(shù)據(jù)提供者通過管理、更新、維護(hù)元數(shù)據(jù)庫來了解空間數(shù)據(jù)集信息。元數(shù)據(jù)庫管理的空間數(shù)據(jù)集信息由標(biāo)識信息、數(shù)據(jù)質(zhì)量信息、參照系統(tǒng)信息、內(nèi)容信息、以及聯(lián)系信息構(gòu)成。空間元數(shù)據(jù)包括兩級，一級數(shù)據(jù)涵蓋了實(shí)體和元素，比如核心元素和編目信息，大致概括了二級數(shù)據(jù)中部分必選項(xiàng)信息。通過一級數(shù)據(jù)可以了解數(shù)據(jù)集總體的比較宏觀的信息集合；二級數(shù)據(jù)包含若干個(gè)代表數(shù)據(jù)集某一方面信息的子集，這些都是數(shù)據(jù)集的具體信息。第二級地理空間元數(shù)據(jù)內(nèi)容可分為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容及引用內(nèi)容。

5 數(shù)據(jù)庫優(yōu)化設(shè)計(jì)

空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的響應(yīng)速度直接反映其性能優(yōu)劣。性能良好的系統(tǒng)能夠確保在系統(tǒng)用戶可承受的時(shí)間范圍內(nèi)接收到系統(tǒng)的響應(yīng)。鑒于此，在設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫時(shí)須綜合分析可能干預(yù)系統(tǒng)性能的各類因素，在設(shè)計(jì)過程中對這些因素優(yōu)化設(shè)計(jì)，或采取規(guī)避措施，以確保系統(tǒng)的響應(yīng)速度達(dá)到性能要求。

6 結(jié)束語

三維可視化技術(shù)打破了二維空間信息在二維平面中單調(diào)展示的局限性，在實(shí)際應(yīng)用中方便了信息判讀及空間分析，為各行業(yè)提供更直觀的輔助決策支持，利用三維可視化技術(shù)人們基本可以直接實(shí)現(xiàn)物體的再現(xiàn)，但其效果取決與數(shù)據(jù)庫建設(shè)的程度，它為三維再現(xiàn)提供了最直接的支持，如屬性數(shù)據(jù)查詢，屬性數(shù)據(jù)查詢圖形，以及圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的互查以及水平測距、垂直測距、斜距，三維面積等，因此數(shù)據(jù)庫建設(shè)必須要做好功課。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張平.采用三維可視化技術(shù)再現(xiàn)城市景觀[A].新型工業(yè)化道路與城市發(fā)展模式及途徑――中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會30分會場論文集[C].2003.

[4]梁鵬帥，馮冬敬.三維可視化的研究現(xiàn)狀和前景[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009（07）.

[5]韓磊，楊科.采礦工程三維可視化虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011（06）.

篇4

[關(guān)鍵詞]R語言；數(shù)據(jù)可視化；gg3310t；統(tǒng)計(jì)分析

中圖分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）05-0127-01

1引言

近年來，隨著社會的不斷進(jìn)步以及信息技術(shù)的不斷應(yīng)用，人類在生產(chǎn)、生活以及創(chuàng)造的過程中產(chǎn)生以及積累了大量的數(shù)據(jù)，如何有效的處理和挖掘這些數(shù)據(jù)已經(jīng)成為時(shí)下的技術(shù)熱點(diǎn)，R語言作為一種簡單易學(xué)、功能強(qiáng)大的開源統(tǒng)計(jì)分析軟件，迅速被業(yè)界廣泛使用；同時(shí)，從各類數(shù)據(jù)庫中取出來的數(shù)據(jù)是越來越大量且繁雜的，如果不借助圖，比較難以展示出來，所以，數(shù)據(jù)的可視化就成了一件很重要的事；R語言自帶了強(qiáng)大的繪圖系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)的圖形化展示提供了便捷的工具，從而也使得R成為了一款優(yōu)秀的數(shù)據(jù)可視化工具。

2數(shù)據(jù)可視化

如何分析所獲得的大量、復(fù)雜和多維的數(shù)據(jù)呢？研究表明，人類獲得的關(guān)于外在世界的信息80%以上是通過視覺通道獲得的，因此答案就是要提供像人眼一樣的直覺的、交互的和反應(yīng)靈敏的可視化環(huán)境，可見，發(fā)展數(shù)據(jù)可視化技術(shù)具有重要的意義。

可視化，也稱科學(xué)計(jì)算可視化（Visualization in Scientific Computing），其定義為：“可視化是一種計(jì)算方法，它將符號或數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的幾何圖形，便于研究人員觀察其模擬和計(jì)算過程。可視化包括了圖像綜合，這也就是說，可視化是用來解釋輸入到計(jì)算機(jī)中的圖像數(shù)據(jù)，并從復(fù)雜的多維數(shù)據(jù)中生成圖像的一種工具?！睌?shù)據(jù)可視化本身是一門復(fù)雜的學(xué)科，包含了很多方面；現(xiàn)代的數(shù)據(jù)可視化（Data visualization）技術(shù)指的是運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)視覺及人機(jī)交互技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)可視化概念也在不斷地?cái)U(kuò)展，它不僅包括科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)的可視化，而且包括工程數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的可視化。

3 R語言簡介

R是用于統(tǒng)計(jì)分析、統(tǒng)計(jì)繪圖的語言和操作環(huán)境，是屬于GNU系統(tǒng)的一個(gè)自由、免費(fèi)、源代碼開放的軟件。是貝爾實(shí)驗(yàn)室（BeflLaboratories）的RickBeeke、JohnChamberS和AllanWilkS開發(fā)的s語言的一種實(shí)現(xiàn)，提供了一系列統(tǒng)計(jì)和圖形顯示工具。s語言則是目前比較流行的統(tǒng)計(jì)軟件S-PLUS的基礎(chǔ)。R的創(chuàng)始人RosSIhaka和RobertGentleman，由于這兩位“R之父”的名字都是以R開頭，所以就命令為R。

4 R的繪圖系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)挖掘過程中，當(dāng)完成數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、清洗，并將其匯總統(tǒng)計(jì)以后，接下來的工作就是繪圖，R有三種不同的繪圖系統(tǒng)可供選擇：

第一個(gè)圖形系統(tǒng)base圖形系統(tǒng)是最古老的系統(tǒng)，在R的存在初期它就已經(jīng)存在了，base圖形很容易上手，但其所繪制的圖形有時(shí)需要大量的修改，而且它很難擴(kuò)展到新的圖標(biāo)類型中，通過對base中的一些限制進(jìn)行開發(fā)形成了grid圖形系統(tǒng)，從而使繪圖更加靈活，grid允許你在繪圖時(shí)涉及系統(tǒng)底層，可以具體指定在哪里畫哪個(gè)點(diǎn)、線或矩形。

第二個(gè)圖形系統(tǒng)lattice建立在grid系統(tǒng)之上，它為所有常見的圖表類型提供了高級函數(shù)，它有兩個(gè)突出的特點(diǎn)是base圖形系統(tǒng)所不具備的。首先，每個(gè)繪圖的結(jié)果能被保存到一個(gè)變量中，而不僅僅是繪制在屏幕上；第二，它可以在一個(gè)格子中包含多個(gè)面板，因此你能把數(shù)據(jù)分成不同的類別并比較各組之間的差異。

第三個(gè)圖形系統(tǒng)ggplot2是也建立在grid系統(tǒng)之上，gg代表granlnlar of graphics（制圖語法），其目標(biāo)在于把圖形分解成不同的組塊。ggplot2圖形系統(tǒng)是功能最強(qiáng)大的圖形系統(tǒng)，你幾乎可可以使用ggplot2做任何事情，但它與其他圖形系統(tǒng)相比需要更多的計(jì)算。

5通過R實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化本身是一門復(fù)雜的學(xué)科，包含了很多方面，在R中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化，目前主要是指數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)圖展示。在展示時(shí)，分為低維數(shù)據(jù)的展示和多維數(shù)據(jù)的展示。由于ggplot2圖形系統(tǒng)是R中功能最強(qiáng)大的圖形系統(tǒng)，使用ggplot2展示的數(shù)據(jù)會更加美觀和方便，所以本文在展示R中的各類統(tǒng)計(jì)圖時(shí)選用ggplot2圖形系統(tǒng)。

在使用ggplot2之前，需要先安裝并載入該包：

>install.packages（“ggplot2”）

>library（ggplot2）

5.1散點(diǎn)圖

散點(diǎn)圖是展示在回歸分析中，數(shù)據(jù)點(diǎn)在直角坐標(biāo)系平面上的分布圖。它用于研究兩個(gè)連續(xù)變量之間的關(guān)系，是一種最常見的統(tǒng)計(jì)圖形。

R語言自帶的數(shù)據(jù)carsi記錄了1920年代汽車速度對剎車距離的影響，通過使用R語言中的散點(diǎn)圖繪圖函數(shù)，我們可以清楚的看出剎車距離在不同車速情況下的分布情況：

>ggplot（data=cars，aes（x=speed，y=dist））+geom point（）

5.2線圖

如果想研究連續(xù)變量如何隨特定參數(shù)變化，線圖往往比散點(diǎn)圖更加容易理解。

以R自帶的preasure數(shù)據(jù)為例，該數(shù)據(jù)記錄了溫度隨著氣壓的升高而的變化規(guī)律。通過R語言的線圖繪圖函數(shù)，將氣壓的升高與溫度變化曲線進(jìn)行繪圖，形可直觀的展示出，氣壓從零開始升高時(shí)，對溫度的影響巨大，但隨著氣壓達(dá)到一定程度，其對溫度的影響作用是逐漸變?nèi)醯模?/p>

>ggplot（data=pressure，aes（x=pressure，y=temperature））+geom line（）

5.3直方圖

直方圖（Histogram）又稱質(zhì)量分布圖。是一種統(tǒng)計(jì)報(bào)告圖，由一系列高度不等的縱向條紋或線段表示數(shù)據(jù)分布的情況。一般用橫軸表示數(shù)據(jù)類型，縱軸表示分布情況。

以r語言自帶的數(shù)據(jù)beaverl為例，該數(shù)據(jù)記錄了持續(xù)對一只海貍每109鐘進(jìn)行體溫監(jiān)測的數(shù)據(jù)，共114條數(shù)據(jù)，為了便于觀察海貍正常的體溫分布，我們可以使用R語言的繪圖函數(shù)繪制直方圖來進(jìn)行觀察：

>ggplot（beaverl，aes（temp））+geom_bistogram（binwidth=0.1）

篇5

Abstract: Application of MATLAB in three-dimensional data visualization is very flexible, data is more difficult to understand. In the introduction of three-dimensional graphics commands, the meanings of mapping data are analyzed in detail and applied. Aims at understanding of various forms of data are to provide a powerful help.

關(guān)鍵詞：MATLAB；數(shù)據(jù)可視化；mesh

Key words: MATLAB；data visualization；mesh

中圖分類號：TP312文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）24-0143-01

0引言

MATLAB在數(shù)據(jù)可視化方面提供了強(qiáng)大的功能，它可以把數(shù)據(jù)用二維、三維乃至四維圖形表現(xiàn)出來。通過對圖形的線型、立面、色彩、渲染、光線以及視角的處理，將計(jì)算數(shù)據(jù)的特性表現(xiàn)得淋漓盡致。

在實(shí)際的教學(xué)過程中，學(xué)生對數(shù)據(jù)可視化很感興趣，二維繪圖指令較容易掌握，但是三維表現(xiàn)圖的內(nèi)容比較多，變現(xiàn)形式靈活，它有三維曲線圖、三維曲面圖和三維網(wǎng)面圖。尤其對曲面和網(wǎng)面繪圖指令中的數(shù)據(jù)理解不清。因此，本文詳細(xì)分析三維面圖指令中各種形式數(shù)據(jù)的含義。

1數(shù)據(jù)的三維面圖生成過程

三維曲面繪圖的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備比較復(fù)雜，可分四個(gè)步驟：①產(chǎn)生自變量采樣向量；②產(chǎn)生自變量格點(diǎn)矩陣；③計(jì)算格點(diǎn)矩陣上的函數(shù)值矩陣；④在平面網(wǎng)格基礎(chǔ)上繪制三維面圖。在數(shù)學(xué)上，函數(shù)z=f（x，y）的圖像是三維空間的曲面，在MATLAB中，總是假設(shè)函數(shù)z=f（x，y）定義在一個(gè)矩形的區(qū)域D=[x1，xn]×[y1，ym]上。為了生成x-y矩形區(qū)域上的頂點(diǎn)坐標(biāo)值采用meshgrid命令。得到了網(wǎng)格點(diǎn)上的函數(shù)值矩陣后，可以利用MATLAB中函數(shù)mesh或surf來生成函數(shù)的網(wǎng)面圖或曲面圖。

2數(shù)據(jù)的三維網(wǎng)面圖

函數(shù)mesh是MATLAB三維網(wǎng)面繪圖指令，繪制出來的圖形線條有顏色，空檔處是白色的，它有六種調(diào)用方式。

①mesh（X，Y，Z，C）：參數(shù)X、Y、Z都為矩陣值，X（mXn）矩陣的每一個(gè)行向量都是相同的，Y（mXn）矩陣的每一個(gè)列向量都是相同的，Z（mXn）矩陣是格點(diǎn)上的值。參數(shù)C表示網(wǎng)格曲面的顏色分布情況；②mesh（X，Y，Z）：參數(shù)X、Y、Z都為矩陣值，X（mXn）矩陣的每一個(gè)行向量都是相同的，Y（mXn）矩陣的每一個(gè)列向量都是相同的，Z（mXn）矩陣是格點(diǎn)上的值。網(wǎng)格曲面的顏色分布與Z方向上的高度值成正比；③mesh（x，y，Z，C）：參數(shù)x和y為長度分別是n和m向量值，而參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，參數(shù)C表示網(wǎng)格曲面的顏色分布情況；④mesh（x，y，Z）：參數(shù)x和y為長度分別是n和m向量值，而參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，網(wǎng)格曲面的顏色分布與Z方向上的高度值成正比。

對于③和④這兩種格式，相當(dāng)于執(zhí)行了下面兩條命令：[X，Y]=meshgrid（x，y）和mesh[X，Y，Z，C]。

⑤mesh（Z，C）：參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，C表示網(wǎng)格曲面的顏色分布情況；⑥mesh（Z）：參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，網(wǎng)格曲面的顏色分布與Z方向上高度值成正比。

對于⑤和⑥，則繪圖時(shí)柵格數(shù)據(jù)點(diǎn)的取法是x=1:n；y=1:m。其實(shí)，這種格式的命令相當(dāng)于執(zhí)行了下面5條命令：[m，n]=size（Z）；x=1:n；y=1:m；[X，Y]=meshgrid（x，y）；mesh[X，Y，Z，C]。

3數(shù)據(jù)的三維曲面圖

函數(shù)surf是MATLAB三維曲面繪圖指令，繪制出來的圖形線條有黑色，空檔處是有顏色的，它有六種調(diào)用方式。

①surf（X，Y，Z，C）：參數(shù)X、Y、Z都為矩陣值，參數(shù)C表示網(wǎng)格曲面的顏色分布情況；②surf（X，Y，Z）：參數(shù)X、Y、Z都為矩陣值，網(wǎng)格曲面的顏色分布與Z方向上的高度值成正比；③surf（x，y，Z，C）：參數(shù)x和y為長度分別是n和m向量值，而參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，參數(shù)C表示網(wǎng)格曲面的顏色分布情況；④surf（x，y，Z）：參數(shù)x和y為長度分別是n和m向量值，而參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，網(wǎng)格曲面的顏色分布與Z方向上的高度值成正比；⑤surf（Z，C）：參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，參數(shù)C表示網(wǎng)格曲面的顏色分布情況；⑥surf（Z）：參數(shù)Z是維數(shù)為mXn的矩陣，網(wǎng)格曲面的顏色分布與Z方向上的高度值成正比。

4實(shí)例

在x，y∈[0，2?仔]區(qū)間里，繪制z=sin（y）*cos（x）的三維網(wǎng)面和曲面圖。

4.1 網(wǎng)面圖（圖1）

x=[0:0.15:2*pi]；y=[0:0.15:2*pi]；

[X，Y]=meshgrid（x，y）；Z=sin（Y）.*cos（X）；

mesh（X，Y，Z）。

4.2 曲面圖（圖2）

x=[0:0.15:2*pi]；y=[0:0.15:2*pi]；

Z=sin（y'）*cos（x）；surf（x，y，Z）。

在網(wǎng)面繪圖指令中，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備是按步驟進(jìn)行的，Z的計(jì)算采用數(shù)組運(yùn)算，而在曲面繪圖中，沒有按照步驟進(jìn)行，這時(shí)Z的計(jì)算采用矩陣運(yùn)算得到。通過對比，對三維面圖的后四種不按照正常步驟準(zhǔn)備三維數(shù)據(jù)理解的更加透徹。

5結(jié)束語

通過對常用的三維繪圖指令中的數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析，給學(xué)習(xí)MATLAB圖形表現(xiàn)功能的有關(guān)人員提供一個(gè)有力的幫助。使得Matlab的圖形功能可實(shí)際應(yīng)用于高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、計(jì)算方法等課程的教學(xué)過程中，使抽象的教學(xué)內(nèi)容變得可視化，增加了課程內(nèi)容的生動(dòng)性與表現(xiàn)力。

參考文獻(xiàn)：

篇6

一般的數(shù)據(jù)圖表都可以拆分成最基本的兩類元素:所描述的事物及這個(gè)事物的數(shù)值，我們暫且將其分別定義為指標(biāo)和指標(biāo)值。比如一個(gè)性別分布中，男性占比40%，女性占比60%，那么指標(biāo)就是男性、女性，指標(biāo)值對應(yīng)為40%、60%。

1.將指標(biāo)值圖形化

一個(gè)指標(biāo)值就是一個(gè)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)的大小以圖形的方式表現(xiàn)。比如用柱形圖的長度或高度表現(xiàn)數(shù)據(jù)大小，這也是最常用的可視化形式。

傳統(tǒng)的柱形圖、餅圖有可能會帶來審美疲勞，可嘗試從圖形的視覺樣式上進(jìn)行一些創(chuàng)新，常用的方法就是將圖形與指標(biāo)的含義關(guān)聯(lián)起來。

2.將指標(biāo)圖形化

一般用與指標(biāo)含義相近的icon來表現(xiàn)，使用場景也比較多。

3.將指標(biāo)關(guān)系圖形化

當(dāng)存在多個(gè)指標(biāo)時(shí)，挖掘指標(biāo)之間的關(guān)系，并將其圖形化表達(dá)，可提升圖表的可視化深度。常見有以下兩種方式：

借助已有的場景來表現(xiàn)

聯(lián)想自然或社會中有無場景與指標(biāo)關(guān)系類似，然后借助此場景來表現(xiàn)。

比如百度統(tǒng)計(jì)流量研究院操作系統(tǒng)的分布，首先分為windows、mac還有其他操作系統(tǒng)，windows又包含xp、2003等多種子系統(tǒng)。

根據(jù)這種關(guān)系聯(lián)想，發(fā)現(xiàn)宇宙星系中也有類似的關(guān)系：宇宙中有很多星系，我們最為熟悉的是太陽系，太陽系中又包括各個(gè)行星，因此整體借用宇宙星系的場景，將熟知的windows比喻成太陽系，將xp、window7等比喻成太陽系中的行星，將mac和其他系統(tǒng)比喻成其他星系。

構(gòu)建場景來表現(xiàn)

指標(biāo)之間往往具有一些關(guān)聯(lián)特征，如從簡單到復(fù)雜、從低級到高級、從前到后等等。如無法找到已存在的對應(yīng)場景，也可構(gòu)建場景。

比如百度統(tǒng)計(jì)流量研究院中的學(xué)歷分布，指標(biāo)分別是小學(xué)、初中、高中、本科等等，它們之間是一種越爬越高，從低等級到高等級的關(guān)系，那么，這種關(guān)系可以通過構(gòu)建一個(gè)臺階去表現(xiàn)。

4.將時(shí)間和空間可視化

時(shí)間

通過時(shí)間的維度來查看指標(biāo)值的變化情況，一般通過增加時(shí)間軸的形式，也就是常見的趨勢圖。

空間

當(dāng)圖表存在地域信息并且需要突出表現(xiàn)的時(shí)候，可用地圖將空間可視化，地圖作為主背景呈現(xiàn)所有信息點(diǎn)。

5.將數(shù)據(jù)進(jìn)行概念轉(zhuǎn)換

先看下生活中的概念轉(zhuǎn)換，當(dāng)我們需要喝水時(shí)，通常會說：給我來一杯水;而不會說：給我來30ml的水。在這里，30ml是一個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)，但是難以感知，所以用一杯的概念來轉(zhuǎn)換。

同樣在數(shù)據(jù)可視化，有時(shí)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行概念轉(zhuǎn)換，可加深用戶對數(shù)據(jù)的感知。常用方法有對比和比喻。

對比：

下圖是一個(gè)介紹中國煙民數(shù)量的圖表：如果只看左半部分中國煙民的數(shù)量：32000000，知道數(shù)據(jù)量級很大，但具體有多大卻很難感知;直到看到右半部分：中國煙民數(shù)量超過了美國人口總和，這樣一對比，對數(shù)據(jù)的感知就加深了。

比喻：

下圖是一個(gè)介紹雅虎郵箱處理數(shù)據(jù)量的圖表，大意是每小時(shí)處理的電子郵件大小有1.2TB，相當(dāng)于644245094張打印的紙。

這又是一個(gè)很大的數(shù)據(jù)，但到底有多大?在這里用了一個(gè)比喻的手法：644245094張紙，如果把每一張紙首尾對接，可以繞地球4圈多。到這里，能較深刻感受到雅虎郵箱處理的數(shù)據(jù)量之大，為地球節(jié)省了很多紙張。

更進(jìn)一步地，還將這個(gè)比喻進(jìn)行了圖形化表現(xiàn)。

6.讓圖表“動(dòng)”起來

數(shù)據(jù)圖形化完成后，可結(jié)合實(shí)際情況，將其變?yōu)閯?dòng)態(tài)化和可操控性的圖表，用戶在操控過程中能更好地感知數(shù)據(jù)的變化過程，提升體驗(yàn)。

實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化通常以下兩種方式：交互和動(dòng)畫。

交互

交互包括鼠標(biāo)浮動(dòng)、點(diǎn)擊、多圖表時(shí)的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)等等，如下是百度統(tǒng)計(jì)流量研究院的時(shí)間分布圖，采用左圖右表的聯(lián)動(dòng)形式，左圖中，鼠標(biāo)浮動(dòng)則顯示對應(yīng)數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊則切換選擇：

動(dòng)畫

包括增加入場動(dòng)畫、交互過程的動(dòng)畫、播放動(dòng)畫等等。

入場動(dòng)畫：即在頁面載入后，給圖表一個(gè)“生長”的過程，取代“數(shù)據(jù)載入中”這樣的提示文字。

交互動(dòng)畫：用戶發(fā)生交互行為后，通過動(dòng)畫形式給以及時(shí)反饋。

篇7

［關(guān)鍵詞］心臟聽診;可視化;數(shù)據(jù)庫;心動(dòng)超聲

診斷學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)向臨床醫(yī)學(xué)過渡的橋梁。在診斷學(xué)教學(xué)中，心臟檢查歷來是教學(xué)的重點(diǎn)，而心臟聽診又是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)［1］。通過正確的聽診可以獲得重要信息，對于結(jié)構(gòu)性心臟病，如房間隔缺損、風(fēng)濕性二尖瓣狹窄以及一些臨床急危重癥，如急性心肌梗死后室間隔穿孔等機(jī)械并發(fā)癥具有重要的早期診斷價(jià)值，因此心臟聽診是醫(yī)學(xué)生和臨床醫(yī)生必須掌握的基本實(shí)踐技能。但是，心臟聽診的心音、額外心音，尤其是雜音部分一直是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，絕大部分學(xué)生都很難理解和掌握。導(dǎo)致這種教學(xué)困局的原因可能為①近年來，隨著心血管疾病譜的改變，風(fēng)濕性心臟病、先天性心臟病患者的發(fā)病率逐年降低，心臟聽診病源明顯減少;②隨著心動(dòng)超聲、心肌灌注顯像、冠脈影像學(xué)的大量使用，臨床醫(yī)生越來越依賴輔助檢查，對心臟查體的重視程度逐年下降，甚至個(gè)別心血管病?？漆t(yī)生查房時(shí)不帶聽診器，這也給醫(yī)學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了不利的影響;③心臟聽診的本質(zhì)是聲音，聲音的教學(xué)很難用文字、圖表的形式講解清楚，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法主要靠錄音來完成，毫無真實(shí)感，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)感到難以理解和掌握;④見習(xí)課時(shí)，一方面時(shí)間有限、病源不足，醫(yī)學(xué)生無法切實(shí)體會和學(xué)習(xí);另一方面教師也沒有有效的訓(xùn)練方法和儀器，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果不佳。由于以上教學(xué)困境，國內(nèi)外教學(xué)工作者進(jìn)行了多項(xiàng)教學(xué)改革以提高心臟聽診的教學(xué)質(zhì)量。如:加強(qiáng)理論與多媒體教學(xué)［1］;在心動(dòng)超聲指導(dǎo)下結(jié)合心臟結(jié)構(gòu)理解心音的聽診特點(diǎn)［2］;使用電腦模擬人來模仿心臟病患者的各種陽性體征［3］等。然而，這些教學(xué)方法的嘗試和實(shí)踐均存在各自的局限和不足，如理論教學(xué)對聽診訓(xùn)練無具體直觀的作用，超聲學(xué)習(xí)需要周期，而電腦模擬人價(jià)格昂貴，又受到時(shí)間、場地的限制，很難滿足教學(xué)的實(shí)際需要。近年，隨著心音采集設(shè)備的大力發(fā)展，使得將心臟聽診的聲音特點(diǎn)可視化成為可能，實(shí)現(xiàn)“聽覺”向“視覺”的轉(zhuǎn)變［4］，這將大大促進(jìn)醫(yī)學(xué)生對心臟聽診的理解和掌握，通過對心音、額外心音、各種心臟雜音的收集和轉(zhuǎn)化，結(jié)合圖片、理論講解、超聲指導(dǎo)，建立心臟聽診的可視化數(shù)據(jù)庫，有望成為心臟聽診教學(xué)的一種有效方法和新的趨勢和方向。

1數(shù)據(jù)庫的建立

1．1收集、整理數(shù)據(jù)材料

心臟聽診過程中，采用心音采集設(shè)備收集心音、額外心音、雜音等聽診資料，按照由正常至異常、由簡單至復(fù)雜、由生理至病理、由心音至雜音的原則對資料進(jìn)行分類、整理，然后將聽診資料轉(zhuǎn)化為可視化心音圖，變“聽”為“看”，同時(shí)收集其心動(dòng)超聲圖像，最后將所有圖片、視頻和音頻資料進(jìn)行歸類(包括以條文分類和以心音類型分類)，將原始聽診音頻數(shù)據(jù)信息、可視化心音圖及心動(dòng)超聲視頻數(shù)據(jù)儲存在計(jì)算機(jī)文檔中，并配以相應(yīng)的講解和說明，搜集資料的過程中積極咨詢相關(guān)心血管病專家、心動(dòng)超聲專家和網(wǎng)絡(luò)專家的意見，確保相關(guān)資料的準(zhǔn)確性和整理的合理性，為建立數(shù)據(jù)庫做準(zhǔn)備。圖1為技術(shù)路線圖。

1．2建立數(shù)據(jù)庫

收集完善相關(guān)聽診數(shù)據(jù)資料后，建立心臟聽診可視化數(shù)據(jù)庫(圖2)。數(shù)據(jù)庫擬劃分為四大板塊:知識學(xué)習(xí)板塊、模擬練習(xí)板塊、聽診考核板塊、管理更新板塊。知識學(xué)習(xí)板塊以指導(dǎo)學(xué)生更好地掌握心臟聽診技能為出發(fā)點(diǎn)，介紹心臟解剖生理知識，詳細(xì)描述正常心音及雜音形成機(jī)制，結(jié)合可視化圖形、超聲圖像講解各種心臟雜音的要點(diǎn)。模擬練習(xí)板塊在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上選取部分心音、心臟雜音，為易混淆的心音對比提供鑒別訓(xùn)練平臺?？己税鍓K包括知識點(diǎn)考核和聽診技能考核。管理更新板塊主要是教師管理維護(hù)板塊。該數(shù)據(jù)庫不僅包含診斷學(xué)中心臟聽診要求的全部教學(xué)內(nèi)容，而且計(jì)劃增加部分不常見的雜音聽診內(nèi)容，從而增加學(xué)生的聽診經(jīng)驗(yàn)。數(shù)據(jù)庫的實(shí)際效果主要取決于心音原始素材質(zhì)量的好壞，因此在聲音的選擇上注重收集典型的心音和雜音，保證聲音素材來源的質(zhì)量，一些罕見的、復(fù)雜的雜音可作為補(bǔ)充學(xué)習(xí)資料。

篇8

1 大數(shù)據(jù)時(shí)代新聞可視化傳播的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)新聞大數(shù)據(jù)時(shí)代新聞可視化傳播的主要特點(diǎn)。數(shù)據(jù)新聞這個(gè)概念并非突然橫空出世，而是新聞業(yè)長期探索積累的成果。大數(shù)據(jù)時(shí)代的科學(xué)技術(shù)將數(shù)據(jù)新聞推上了一個(gè)新的高度，在以往新聞工作中，主要是強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)運(yùn)用在新聞制作中的科學(xué)性與精確性，而大數(shù)據(jù)時(shí)代則是利用龐大的數(shù)據(jù)倉庫和科學(xué)的分析方法，來挖掘和預(yù)測數(shù)據(jù)背后可能存在的固定行為模式和這些行為模式發(fā)生的必然原因，再利用豐富的和具有交互性的可視化傳播工具，來達(dá)到創(chuàng)新新聞報(bào)道的目的。對于數(shù)據(jù)新聞的生產(chǎn)流程，大部分新聞工作機(jī)構(gòu)主要是采取獲取數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可視化等步驟來完成[1]。在整個(gè)數(shù)據(jù)采集、分析與可視化的過程中能充分體現(xiàn)數(shù)據(jù)的公共價(jià)值，并為廣大受眾提供精彩紛呈的新聞故事。

數(shù)據(jù)新聞在與傳統(tǒng)的精確新聞相比較的過程中，可以清晰地看出數(shù)據(jù)新聞是在挖掘龐大數(shù)據(jù)倉庫背后的意義，從而開發(fā)數(shù)據(jù)的預(yù)測功能與可視化功能。在以往精確新聞中新聞工作者往往將數(shù)據(jù)當(dāng)作新聞內(nèi)容的支撐點(diǎn)和判斷論據(jù)，即用數(shù)據(jù)來增強(qiáng)報(bào)道的準(zhǔn)確性和可信性[2]。而數(shù)據(jù)新聞一方面通過采集龐大的量級數(shù)據(jù)，再對量級數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，來提前預(yù)測新聞走向和事物的發(fā)展趨勢，為新聞工作者提前指明新聞采集方向，搶奪新聞報(bào)道先機(jī)；另一方面，數(shù)據(jù)新聞采用新型科技手段改變以往以文字為中心的敘事方式，將龐大的數(shù)據(jù)通過豐富多彩的、直觀易見的可視化方式展示出來，讓不同的用戶能夠獨(dú)立地去理解及參與和開發(fā)新聞內(nèi)容。

2 大數(shù)據(jù)時(shí)代新聞可視化傳播的創(chuàng)新路徑

由于大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)新聞發(fā)展速度較快，在實(shí)際的新聞傳播工作中，對數(shù)據(jù)新聞的可視化運(yùn)用，主要集中在信息圖、動(dòng)態(tài)圖和交互地圖等方面。

2.1 信息圖的運(yùn)用

信息圖運(yùn)用在新聞可視化傳播中，主要是由于其能夠用簡單明了的方式來闡釋較為復(fù)雜的文字信息。這也較好地適應(yīng)了現(xiàn)代人淺閱讀的習(xí)慣模式，用最直觀和一目了然的信息圖在最短的時(shí)間內(nèi)將文段的核心內(nèi)容輸送給讀者，瞬間抓住讀者的閱讀興趣。目前，眾所皆知的四大門戶網(wǎng)站近期相繼推出了自己的數(shù)據(jù)新聞專欄：《圖解天下》《數(shù)讀》等。這些欄目旨在為觀眾提供輕松直觀、簡單易懂、以圖達(dá)意的閱讀體驗(yàn)[3]?？梢?，信息圖已經(jīng)成為當(dāng)前快節(jié)奏生活中的人們的主要閱讀方式，且這種方式也給提倡創(chuàng)新的社會帶來了耳目一新的感覺，并將會隨著高新技術(shù)的發(fā)展和人們生活工作節(jié)奏的加強(qiáng)，成為未來新聞傳播的主要趨勢。

2.2 動(dòng)態(tài)圖的運(yùn)用

動(dòng)態(tài)圖主要運(yùn)用于財(cái)經(jīng)新聞報(bào)道中。財(cái)經(jīng)新聞的特性決定了其新聞報(bào)道的主要內(nèi)容由數(shù)字和圖表等構(gòu)成，而這些數(shù)字、圖表對一般用戶來說理解起來存在一定的困難[4]。隨著人們理財(cái)熱度的升溫，越來越多的人開始關(guān)注股票市場及其他經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢，而動(dòng)態(tài)圖則能較好地解決財(cái)經(jīng)新聞的該項(xiàng)瓶頸，它能讓財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀和趨勢變得清晰、直觀和易于理解。在實(shí)際的數(shù)據(jù)新聞中，動(dòng)態(tài)圖能將抽象的數(shù)據(jù)含義用豐富的可視化圖表表現(xiàn)出來，并通過動(dòng)態(tài)的形式來反映這些數(shù)據(jù)發(fā)展變化的趨勢，例如，2013年中國科技企業(yè)網(wǎng)秦在美國紐交所遭渾水做空事件，財(cái)新網(wǎng)針對該事件推出了以動(dòng)態(tài)圖為主的新聞報(bào)道，報(bào)道中插入了5張動(dòng)態(tài)氣泡圖表，通過這5張動(dòng)態(tài)圖表回顧了中國企業(yè)自1992年以來參與美國資本市場的歷程，圖中歷數(shù)了在美股上市的近300家中概股的發(fā)展情況，將中概股在美股的發(fā)展總結(jié)為曾經(jīng)風(fēng)光狂潮終止風(fēng)雨飄搖冬去春來4個(gè)階段[5]，每個(gè)階段再對應(yīng)有理有據(jù)的敘事內(nèi)容，讓當(dāng)時(shí)焦慮擔(dān)憂的股民眼前一亮，頗有柳暗花明又一村的感覺。

2.3 交互地圖的運(yùn)用

在新聞工作中城市建設(shè)、地震災(zāi)害、海嘯災(zāi)害、爆炸事件、污染事件、群體事件等都是報(bào)道的主要內(nèi)容，而這些內(nèi)容都在一定程度上涉及了空間地理數(shù)據(jù)。對于空間地理數(shù)據(jù)的報(bào)道，通過文字和靜態(tài)地圖來描述遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到理想的傳播效果，觀眾也無法從中感受到事情的發(fā)展情況，在這種情況下，如果新聞工作者采用可查詢交互地圖，便能較好地將數(shù)據(jù)地圖報(bào)道化繁為簡，讓觀眾通過自動(dòng)點(diǎn)擊交互地圖，通過交互地圖中展示的具置和立體逼真的現(xiàn)實(shí)場景，來感知事件發(fā)生的具體情況和發(fā)展態(tài)勢[6]。同樣，我們可以想象一下，在512地震發(fā)生之后，如果新聞?dòng)浾吣軌蛲ㄟ^交互地圖準(zhǔn)確地報(bào)道和展示震區(qū)的救援情況，那么震區(qū)外的救援自愿者則能更便捷和清晰地為震區(qū)內(nèi)災(zāi)民提供必要和周到的援助；如果慈善自愿者和新聞?dòng)浾吣軌蛲ㄟ^交互地圖準(zhǔn)確地為觀眾報(bào)道中國癌癥村或污染企業(yè)的發(fā)展與分布情況，那么我們的環(huán)保事業(yè)則將會有一個(gè)更大的突破。

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Abstract　As multisource images have very large data range， how to complete quickly point transformation is difficult in image processing system. By introducing concept of re_mapping table， color look_up_table and two_level color look_up_table， this paper puts forward an arithmetic called FVAMSIPT. By this algorithm， the image point transformation of multisource image data can be timely completed.

Key words　multisource image， look_up_table， histogram， gray transformation， image processing system， geographic information system.

在常規(guī)的圖象處理中，空間域點(diǎn)變換處理［1，2］是一種最基本的圖象處理操作.大多數(shù)的空間域點(diǎn)變換處理算法是以常規(guī)圖象數(shù)據(jù)為處理對象，圖象數(shù)據(jù)通常是8位的整數(shù)數(shù)據(jù).還有一類專業(yè)圖象數(shù)據(jù)，在本文中稱為多源圖象數(shù)據(jù)，包括遙感數(shù)據(jù)、航測數(shù)據(jù)、航空雷達(dá)數(shù)據(jù)、各種攝影的圖象數(shù)據(jù)，以及通過數(shù)字化和網(wǎng)格化的地質(zhì)圖、地形圖，各種地球物理、地球化學(xué)數(shù)據(jù)、高程數(shù)據(jù)和其他專業(yè)圖象數(shù)據(jù).它們的取值范圍變化很大，需要用不同的數(shù)據(jù)類型來表示，如遙感數(shù)據(jù)通常用8位的整數(shù)表示，地球物理數(shù)據(jù)通常用32位的浮點(diǎn)數(shù)表示.為處理多源圖象數(shù)據(jù)，常規(guī)圖象處理系統(tǒng)通常采用的方法是對多源圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理，將數(shù)據(jù)的取值范圍歸一到8位整數(shù)范圍內(nèi)，但是這種量化處理是以損失專業(yè)圖象數(shù)據(jù)的精度為代價(jià)的，有時(shí)這種損失專業(yè)圖象數(shù)據(jù)精度的方法是不可接受的.

為了保證精度不丟失和提高空間域點(diǎn)變換處理的速度，本文提出了多源圖象點(diǎn)變換的快速可視化算法(FVAMSIPT).它能處理所有可能的數(shù)據(jù)類型，包括8位的常規(guī)灰度圖象到64位的雙精度浮點(diǎn)專業(yè)圖象數(shù)據(jù).

圖1　多源圖象點(diǎn)變換的快速可視化

Fig.1　Fast visualization of multisource image point transformation

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關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；ECharts；數(shù)據(jù)可視化；監(jiān)控；實(shí)時(shí)性

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）01-00-02

0 引 言

近年來，全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)增長迅猛，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)品成本持續(xù)下降。我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)也得到迅速發(fā)展，已成為我國為數(shù)不多的，可以同步參與國際競爭，并有望達(dá)到國際領(lǐng)先水平的行業(yè)。

在此背景下，由于光伏電站結(jié)構(gòu)龐大且地處偏僻，急需一套完善、高效、合理的光伏電站信息化管理平臺對光伏電站進(jìn)行科學(xué)有效的管理，以減少資源浪費(fèi)，清除管理漏洞，實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測光伏電站，為光伏電站維護(hù)人員提供高效有序的實(shí)時(shí)信息，使光伏電站運(yùn)行效率最大化。

1 ECharts特點(diǎn)

ECharts是一個(gè)純 JavaScript 圖表庫，可以流暢的運(yùn)行在 PC 和移動(dòng)設(shè)備上，兼容當(dāng)前絕大部分瀏覽器（IE8/9/10/11，Chrome，F(xiàn)irefox，Safari等），底層依賴輕量級的Canvas類庫 ZRender，提供直觀、生動(dòng)、可交互、可高度個(gè)性化定制的數(shù)據(jù)可視化圖表。

ECharts具有豐富的圖表類型，支持多個(gè)坐標(biāo)系、深度的交互式數(shù)據(jù)探索及大數(shù)據(jù)量的展現(xiàn)，支持多維數(shù)據(jù)與豐富的視覺編碼手段、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)和絢麗的特效等。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)簡介

光伏發(fā)電信息化管理平臺是湖北大學(xué)開發(fā)的一套基于B/S結(jié)構(gòu)的太陽能光伏發(fā)電云服務(wù)系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用Java開發(fā)，后臺數(shù)據(jù)庫采用MySQL數(shù)據(jù)庫，前臺頁面使用流行的EasyUI框架，團(tuán)隊(duì)開發(fā)管理選擇SVN，數(shù)據(jù)可視化展示應(yīng)用ECharts，系統(tǒng)開發(fā)采用SpringMVC框架。該系統(tǒng)是一套通過瀏覽器和數(shù)據(jù)庫及服務(wù)器后臺進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的監(jiān)控管理應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的光伏電站管理基于集團(tuán)級、企業(yè)級信息中心設(shè)計(jì)，其包含運(yùn)營管理平臺、運(yùn)維管理平臺以及手機(jī)App平臺。

（1）\營管理平臺用于領(lǐng)導(dǎo)層對電站運(yùn)行過程的全程把控，并以此為依據(jù)做出相應(yīng)的決策；

（2）運(yùn)維管理平臺用于運(yùn)維人員對電站相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及與電站建設(shè)相關(guān)的日常辦公所需功能；

（3）手機(jī)App平臺順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)辦公趨勢，建立手機(jī)App平臺便于隨時(shí)隨地掌握電站運(yùn)行的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

此管理平臺是由功能型光伏電站向智能型光伏電站的轉(zhuǎn)變，具備可行性、可靠性，真正實(shí)現(xiàn)光伏電站的一體化管理。分布式運(yùn)營管理系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

本系統(tǒng)要求能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)展示數(shù)據(jù)，由于ECharts是純JavaScript圖表庫，因此需要在模型層和控制器中準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，然后通過JSON將數(shù)據(jù)傳送到JSP頁面，供ECharts接受、展示。以電量指標(biāo)分析為例，ECharts展示數(shù)據(jù)的代碼如下：

var fileLocation ='js/echarts'；

require.config（{

paths：{

echarts： 'js/echarts'，

'echarts/chart/line'： fileLocation，

'echarts/chart/bar'： fileLocation，

'echarts/chart/pie'： fileLocation

}}）；

require（

[

'echarts'，

'echarts/chart/bar'

]，

function（ec）{

var barChart = ec.init（document.getElementById（'echartBar'））；

barChart.showLoading（{

text ： "圖表數(shù)據(jù)正在努力加載..."

}）；

var JH = []；

var SJ = []；

var SW = []；

// 同步執(zhí)行

$.ajaxSettings.async = false；

// 加載數(shù)據(jù) $.post（"DLZBFX.do？Time=&Station="，{}， function（data） {

var newArr = JSON.parse（data）；

for（var i=0；i

{JH[i] = newArr[i].JH；

SJ[i] = newArr[i].SJ；

SW[i] = newArr[i].SW；

}；}）；

var echartBarOption={

title ： {

text： '電量指標(biāo)分析'，

}，

tooltip ： {

trigger： 'axis'

}，

legend： {

data：['計(jì)劃發(fā)電量（萬kwh）'，'實(shí)際發(fā)電量（萬kwh）'，'上網(wǎng)電量（萬kwh）']

}，

toolbox： {

show ： true，

feature ： {

mark ： true，

dataView ： {readOnly： false}，

magicType：['line'， 'bar']，

restore ： true，

saveAsImage ： true

}}，

calculable ： true，

xAxis ： [

{

type ： 'category'，

boundaryGap ： false，

data： ['1月'，'2月'，'3月'，'4月'，'5月'，'6月'，'7月'，'8月'，'9月'，'10月'，'11月'，'12月']

}]，

yAxis ： [

{

type ： 'value'，

axisLabel ： {

}，

splitArea ： {show ： true}

}]，

series ： [

{

name：['計(jì)劃發(fā)電量']，

type：'line'，

data：JH

}，{

name：['實(shí)際發(fā)電量']，

type：'line'，

data：SJ

}， {

name：['上網(wǎng)電量']，

type：'line'，

data：SW

}]}；

barChart.setOption（echartBarOption）；

barChart.hideLoading（）；

}）；

具w效果如圖2所示。

從圖2中可以清晰地看出計(jì)劃發(fā)電量、實(shí)際發(fā)電量以及上網(wǎng)電量全年的電量增減走勢和他們之間的對比。

4 結(jié) 語

在當(dāng)前信息化時(shí)代的背景下，數(shù)據(jù)量與日俱增，對數(shù)據(jù)的可視化效果提出了更高的要求，本文通過ECharts對數(shù)據(jù)的可視化展示較傳統(tǒng)表格更直觀、生動(dòng)，且可交互，同一份數(shù)據(jù)可以可視化成多種看似截然不同的形式。

參考文獻(xiàn)

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