數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在廣播電視監(jiān)測中的應(yīng)用

鄭鷺平

（作者單位：國家廣播電視總局五五三臺）

研究結(jié)果表明，人類通過肉眼識別圖像所獲取到的信息速度比通過閱讀文字獲取信息的速度要快很多。使用圖表結(jié)構(gòu)來體現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息，可以確保對關(guān)鍵信息的提取要比書面報告或電子表格更直觀。隨著計算機圖形學(xué)和圖像技術(shù)的不斷發(fā)展，大量由計算機產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)可實現(xiàn)可視化處理，使數(shù)據(jù)使用者能能夠更直觀地觀察到仿真和計算結(jié)果。近年來，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)已經(jīng)在多個領(lǐng)域有所應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)領(lǐng)域、數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域、氣象預(yù)報領(lǐng)域和地質(zhì)變化等領(lǐng)域。

目前，廣播電視播出形式呈現(xiàn)多元化，節(jié)目傳輸途徑多樣化，一些傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)難以跟上新時代的廣播電視監(jiān)測要求。在廣播電視監(jiān)測中，由于監(jiān)測業(yè)務(wù)與底層設(shè)備耦合度高，不僅需要對所傳輸?shù)男盘栙|(zhì)量、內(nèi)容進行監(jiān)測，還需要監(jiān)測人員實時了解監(jiān)測設(shè)備在線的運行狀況、網(wǎng)絡(luò)使用率等相關(guān)指標。若大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)以文字或報表的形式體現(xiàn)，會導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)沒有有效利用，缺乏對數(shù)據(jù)的分析和監(jiān)測態(tài)勢感知。監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化研究對廣播電視監(jiān)測來說是一個新的突破口，該技術(shù)的引入將大大提高監(jiān)測工作的效率。

1 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

1.1 數(shù)據(jù)可視化概念

數(shù)據(jù)可視化被許多的學(xué)科認為是視覺通信的現(xiàn)代等價物。它涉及創(chuàng)建和研究數(shù)據(jù)的視覺表現(xiàn)形式，該技術(shù)主要包括：數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)空間、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化。運用計算機圖形學(xué)及圖像處理技術(shù)，可實現(xiàn)圖形或圖像來表示抽象數(shù)據(jù)，顯數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，有效地反映了數(shù)據(jù)的變化趨勢。為了清晰有效地傳達信息，數(shù)據(jù)可視化可以使用統(tǒng)計圖形、圖表或者其他工具以多維的形式來顯示，從而在視覺上傳達定量的信息。

1.2 數(shù)據(jù)可視化標準

數(shù)據(jù)以實現(xiàn)信息的有效可視化可傳達，同時還應(yīng)兼顧美學(xué)和功能上的融合，直觀地展示出數(shù)據(jù)關(guān)鍵信息，便于使用者與數(shù)據(jù)進行交互，達到方便控制數(shù)據(jù)的目的。主要以下五個屬性為標準，直觀性是將數(shù)據(jù)以圖像化的形式直觀、形象地呈現(xiàn)；關(guān)聯(lián)性是通過數(shù)據(jù)間的對比，突出體現(xiàn)出數(shù)據(jù)之間相同性與差異性；實用性是提取主要數(shù)據(jù)信息，讓數(shù)據(jù)更加實用；藝術(shù)性是讓單純的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出更具藝術(shù)性的效果，豐富了數(shù)據(jù)的展現(xiàn)形式；交互性是讓使用者與數(shù)據(jù)交互更加方便，有利于使用者控制數(shù)據(jù)。

2 數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用要點

可視化有助于用戶分析和推理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，有利于用戶了解日常業(yè)務(wù)的開展情況。為更好地展示數(shù)據(jù)的價值，讓使用者能輕松了解到數(shù)據(jù)的背景，得到其所需要的信息，數(shù)據(jù)可視化過程中應(yīng)遵循以下五個要點。

一是了解數(shù)據(jù)可視化目的。數(shù)據(jù)可視化首先要了解需要可視化的數(shù)據(jù)是什么，所獲取的數(shù)據(jù)來源和獲取數(shù)據(jù)的方法都有哪些，被收集的數(shù)據(jù)所要展示什么樣的價值，這些是進行數(shù)據(jù)分析的過程和數(shù)據(jù)可視化的出發(fā)點。二是注重數(shù)據(jù)的比較。比較是一種相對的變化，只有在比較中才能看出數(shù)問題的存在。在可視化的界面中，圖形不應(yīng)該是一成不變的，它可以是動態(tài)的存在，只有在比較的過程中才能知道數(shù)據(jù)的變化，最終讓變化的數(shù)據(jù)體現(xiàn)在可視化的圖形或界面上，同時比較應(yīng)該是多維度的，在進行同比的同時也要進行環(huán)比。三是建立數(shù)據(jù)指標。在數(shù)據(jù)可視化的過程中，建立正確的數(shù)據(jù)指標，才知道標準的位置在哪里，從而體現(xiàn)出問題所在。數(shù)據(jù)指標的設(shè)置要結(jié)合自身的業(yè)務(wù)背景進行科學(xué)設(shè)置。如在廣播電視監(jiān)測中，不僅對所監(jiān)測的廣播電視信號設(shè)置正確的數(shù)據(jù)指標，對監(jiān)測中所用到的監(jiān)測設(shè)備也應(yīng)設(shè)置正確的數(shù)據(jù)指標，這對可視化系統(tǒng)中實時體現(xiàn)信號質(zhì)量和設(shè)備運行狀態(tài)是極其重要的。四是展示的形式應(yīng)從總體到局部。數(shù)據(jù)可視化的制作過程要有一個清晰邏輯的思路，其所展示的界面應(yīng)直觀易懂，界面的布局應(yīng)科學(xué)合理，先從總體看變化，再從局部看變化，才會有針對性的解決辦法。五是注重用戶體驗。在可視化過程中應(yīng)將復(fù)雜的數(shù)據(jù)進行簡單化、將零散的信息進行整合，從而提供更加人性化的信息數(shù)據(jù)。可在系統(tǒng)中加入更多的人機交互操作，實現(xiàn)用戶能與數(shù)據(jù)間對話。

3 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在廣播電視監(jiān)測中的應(yīng)用

3.1 監(jiān)測信號的可視化

在監(jiān)測過程中及時準確地發(fā)現(xiàn)信號的異常現(xiàn)象是保障廣播電視安全播出的核心工作。在廣播電視監(jiān)測中，不僅僅需要對音視頻質(zhì)量進行監(jiān)測，同時還需要對所接收的信號進行不同層面的指標分析，例如頻譜監(jiān)測、信道監(jiān)測、碼流監(jiān)測等。這些指標在信號中以數(shù)值的形式存在，同時由于受到外界環(huán)境和接收設(shè)備內(nèi)部噪聲的影響，這些數(shù)值會不斷變化，從如此龐大的數(shù)據(jù)中提取有價值的數(shù)據(jù)對于廣播電視監(jiān)測者來說是極其困難的，而把監(jiān)測信號中的相關(guān)指標可視化成相對應(yīng)的圖形，就有利于監(jiān)測者直觀明了地觀察信號的變化情況。

3.2 監(jiān)測設(shè)備資產(chǎn)可視化

隨著廣播電視監(jiān)測業(yè)務(wù)的不斷拓展和監(jiān)測手段的日益豐富，在日常的監(jiān)測工作中所需要的監(jiān)測設(shè)備也在不斷更新和增多，設(shè)備的資產(chǎn)數(shù)量龐大，種類眾多，傳統(tǒng)的表格形式管理模式效率低，實際操作性差。在資產(chǎn)可視化過程中可采用3D互動的技術(shù)手段來實現(xiàn)監(jiān)測臺站的設(shè)備信息的可視化管理，可以將設(shè)備檔案信息導(dǎo)入到可視化系統(tǒng)中，提供可視化的管理方式，進行分級信息的瀏覽和高級信息搜索，運用可視化技術(shù)可大大提升資產(chǎn)數(shù)據(jù)可用性、實用性和使用效率。

建議應(yīng)具備如下功能。（1）信息分級展示。利用3D場景技術(shù)，按照監(jiān)測臺區(qū)級、機房級、機柜級、設(shè)備及和端口級分層次進行展示，查詢設(shè)備的相關(guān)信息。（2）監(jiān)測設(shè)備的虛擬化仿真。包括監(jiān)測所需的各類天線、發(fā)電機、配電柜、UPS、精密空調(diào)等獨立設(shè)備，以及監(jiān)測服務(wù)器和各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。（3）設(shè)備信息在線查看。可在可視化界面中點擊查看設(shè)備的資產(chǎn)配置信息，設(shè)備的在線情況，調(diào)取設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進行對接，實現(xiàn)與設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)的自動同步。（4）快速模糊查詢。具備設(shè)備的快速模糊查找的能力，能將設(shè)備的位置和數(shù)量等搜索結(jié)果在可視化界面中展示出來。

3.3 工作環(huán)境可視化管理

傳統(tǒng)環(huán)境巡檢模式主要是以人力為基礎(chǔ)，依靠人工輪流值班巡視不僅效率低下，還不利于人才資源的充分利用。在實現(xiàn)工作環(huán)境可視化時，可與底層的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和安防監(jiān)控系統(tǒng)進行集成，在可視化界面展示環(huán)境的溫濕度數(shù)據(jù)，能實時查看空調(diào)設(shè)備的運行情況，在環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)生明顯變化并超出警戒值時，可在可視化界面上進行告警提示，當關(guān)鍵位置發(fā)生故障時能及時調(diào)用故障點附件的攝像頭進行查看。

4 結(jié)語

隨著廣播電視業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，新興媒體與傳統(tǒng)媒體間相互融合，新時代背景下的廣播電視監(jiān)測任務(wù)面臨著更加嚴峻的考驗，依靠傳統(tǒng)的監(jiān)測方法和機制已不符合當前工作的需要，應(yīng)充分利用先進的計算機技術(shù)，不單是可視化技術(shù)，如大數(shù)據(jù)、云平臺、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)都可運用到廣播電視監(jiān)測中，積極探索自動化、智能化和高效率的廣播電視監(jiān)測平臺，對加強廣播電視監(jiān)測工作和確保安全播出、提高服務(wù)質(zhì)量、促進廣電事業(yè)的發(fā)展有著重要的作用。