信息可視化技術及應用研究

劉鴻宇

摘? 要： 隨著我國經濟水平的不斷提升，在人民群眾日常生產生活中，也應用了越來越多的先進科學技術，其中信息可視化技術就給人民群眾帶來了較大的便利。通過對信息進行可視化的處理，能夠對信息數據進行更為直觀的分析，使得對數據進行查閱也相對輕松。本文就對信息可視化技術的概念及運作過程進行闡釋，并淺談其在生產生活中的應用，以供參考。

關鍵詞： 信息可視化;技術;應用研究

【Abstract】： With the continuous improvement of China's economic level， more and more advanced science and technology have been applied in the daily production and life of the people， among which information visualization technology has brought greater convenience to the people. Through the visualization of information processing， the information data can be more intuitive analysis， making it relatively easy to access the data. This paper explains the concept and operation process of information visualization technology， and discusses its application in production and life for reference.

【Key words】： Information visualization; Technology; Application research

0? 引言

信息可視化技術其精髓在于將數據信息精準地轉變為視覺模式，能夠更為直觀地對信息數據進行查閱，大大地提升了工作效率。一般來說，信息可視化技術分為對數據進行預處理、圖形設計與繪制以及交互顯示三個階段，隨著信息時代的來臨，信息可視化技術主要被應用于網絡數據可視化、文本可視化、交通可視化、生物醫藥可視化及大數據挖掘可視化等方面。

1? 信息可視化技術概述

1.1? 信息可視化技術含義

信息可視化，英文名稱是Information visuali zation，屬于一種跨學科領域，其目的是對大規模非數值型信息數據資源進行視覺方面的呈現，比如在軟件系統中的大部分文件及行數較多的程序代碼。信息可視化技術主要用于對圖像圖形進行處理，以達到讓使用者能夠更好地對信息數據進行理解與分析的目的[1]。與科學可視化技術相比，信息可視化技術主要側重于對抽象數據進行收集與整理，比如非結構化文本等，一般來說并無具備固定的二維或三維幾何結構。

1.2? 信息可視化過程

在對數據信息進行可視化處理中，一般分為三個具體的階段，第一個階段是將原始數據轉換為數據表，對數據進行預處理[2]。簡而言之，就是提前處理獲取到的信息，以便于人們對其進行理解分析，有利于將其錄入到模塊之中。預處理的內容主要包括對數據信息的格式進行標準化處理、對數據信息進行變換及對數據信息進行壓縮與解壓等。在處理一些較為特殊的數據時，還要采用特殊的方法進行處理，比如對單幅圖像就要進行相應的降維處理。第二個階段是將數據表轉換為可視化結構，即圖形的設計與繪制。在這個階段，主要是將信息數據表中的內容通過設計與繪制，轉變為較為具象的圖? 形[3]。在設計與繪制過程中，要對使用人的需求進行合理分析，并在圖形中充分展示該意圖。第三個階段是將可視化結構轉換為視圖，即交互顯示。在這個階段，主要是將所設計與繪制的圖形按照一定的規章制度進行合理的傳輸，讓使用人得反饋內容能夠及時傳輸到軟件處理中心，進而實現有效的交互顯示。

2? 信息可視化技術分類

2.1? 多維數據可視化技術

在對多維數據進行處理時，如若沿用了傳統的二維圖像，存在著較大的弊端，無法滿足當前時代需求，不能夠對信息量進行有效地保證，不能夠滿足復雜性等要求。通過采用多維數據可視化技術，就能夠對上述的弊端進行有效的解決[4]。多維數據可視化技術種類較多，接下來分別就在日常生活生產中應用較多的方法進行探討。

（1）基于幾何機構的可視化方式

在這種類型中，應用較多的油平行坐標系及散點圖矩陣。前者主要是通過軸線的平行性來展示出相應的維度，將數據刻畫與軸線之中，并將軸線上某一數據項的坐標點通過折線進行連接，在二維模式就能夠明顯觀察到多維數據[5]。這類方式具有一定的不足，如若所處理的信息數據規模較大，所呈現的視圖就會顯得較為混亂，將會對人們進行查閱時的可視化內容造成干擾。后者主要是通過二維坐標中的數據點來展示出變量之間的聯系。在日常生產生活中，這類方式往往是與其余方式進行組合使用，能夠有效地提升信息數據的顯示效果，體現出規模較大的數據。這類方式能夠以較快的速度獲取成對變量之間的聯系，但如若維度較大，加之屏幕寬度有限，不能夠全面地展示出矩陣數據的總量[6]。

（2）基于圖標的可視化方式

這類方式主要是將具備可視化特點的幾何形狀作為圖標，并對多維數據進行刻畫，這類圖標往往具備較多的可視化屬性，諸如長度、顏色、形狀及大小都能夠被用作維度，通過圖表屬性與多維數據之間的映射，能夠有效體現出可視化效果。在這一類型中，應用較多的主要是星繪法及Chernoff面法。前者主要通過由點輻射到線的方式，來體現數據信息維度，而線段的長度則表示相應的維度數量[7]。后者主要是對人臉特征進行識別，來體現數據信息維度，通過對臉圖的繪制，能夠得到多維數據，并遵循相應的規則進行排序，從而使信息數據通過可視化模式直觀地展現。

（3）多維數據可視化技術的應用

多維數據可視化技術一般應用于動畫制作領域，能夠給人們帶來更為強烈的視覺沖擊。在信息可視化技術中，最為常見的是通過動畫的制作與使用，來提升交互性，使得人們能夠更為清晰地理解所獲取的數據信息。與傳統的圖文相比，在動畫中各類元素始終保持移動狀態，能夠清晰地得知所研究對象的變化情況，諸如其方位變化及色澤形態的變化等，能夠對下一步的規劃作出方向上的指導。在對動畫進行制作時，人們主要是在進行編碼初期便運用動作，將其變為附加的變量。同時，在各個環節的轉換過程中，通過動畫這一形式，能夠使得各個環節之間的銜接更為流暢，大大提升了工作效率。在將多維數據可視化技術應用于動畫制作時，需要注意控制好動畫的變化速率[8]。如若速率太慢，不但浪費了時間，影響了工作效率，還無形之中增加了成本支出，具有較大的弊端。如若速度太快，人們就不能對動畫的內容進行全方位的理解，所制作的動畫也缺乏實用價值。因此一定要控制好速度，根據場景的中狀態選取合適的動畫變化速率。

2.2? 時間序列數據可視化技術

時間序列數據可視化技術主要是指對信息數據通過時間發展特點進行收集整理，通過相應的手段使其呈現可視化形式。通過這一技術所呈現的可視化形式一般有以下幾個種類：第一，線形圖。線形圖是生產生活中應用最為普遍的一種形式，通過原始點來展示出時間發展下的數據信息變化，如圖1所示。在通過線形圖進行可視化呈現時，如若信息數據具備較多的時間維度，就應當為所有的維度創建出相應的圖標，并將其進行對齊，從而能夠明確地對比出時間發展方向。第二，堆積圖。堆積圖主要是對時間序列進行累積，能夠通過這一方法求得序列的總和，如圖2所示。這類方法存在著一定的缺陷，不能夠對所有的序列進行對比，且在處理時如若出現了負數，將會大大影響可視化呈現效果[9]。

2.3? 網絡數據可視化技術

網絡數據可視化技術主要是通過自動布局與自動計算將信息數據繪制成網狀結構的圖形。一般來說應用較為廣泛的有以下三種類型：第一是借助仿真物理學中力的概念對網狀圖進行繪制，通過各個受力節點來進行連接，進而達到可視化的目的。第二是對信息數據進行分層布局，繪制出層次結構分明的信息數據網狀圖[10]。第三是對信息數據采用? 網格布局的方式，繪制出類似于網格的信息數據網狀圖。

3? 結論

綜上所述，在信息化時代，信息可視化技術已經被廣泛應用于人民群眾的日常生產生活中，且對其所進行的技術方面的研究工作也取得了實質性的進展。經過各類莊家學者的不斷努力，當前我國已經在信息可視化技術上積累了豐富的經驗，且已經獲得了較為豐碩的成效。在將信息可視化技術應用于各個領域時，應當注意保證其藝術性、關聯性、直觀性及交互性，并與大數據挖掘數據有效結合，進而確保工作質量，提升工作效率，從而促進我國經濟建設的良好發展。

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