收藏本站
《浙江大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不确定性可视化及分析方法研究

陈海东  
【摘要】:数据可视化是一门研究数据可视表达的学科,其旨在将不可见或难以直接显示的数据转换为图形、符号、颜色、纹理等可视表达形式,帮助用户理解数据、挖掘潜在规律、分析有意义的模式。根据数据处理对象和方法的不同,传统数据可视化主要包含科学可视化和信息可视化两个方向。近年来,随着数据可视化技术与数据分析理论的逐渐结合,可视分析学应运而生。科学可视化、信息可视化和可视分析学共同组成了现代数据可视化的三个重要分支。不确定性指事物的存在状态或所能产生的结果不能被精确描述,数据的测量值仅描述了事物在某些特定假设下的特征。它是数据的一个重要组成部分。与数据矛盾和错误不同(通常由不正确的实验方式引起),其不可避免地存在或产生于数据收集、数据变换、可视化结果生成等数据可视化流程的各个环节。不确定性的存在会极大地影响数据可视化结果的可靠性,对它的忽视将导致数据分析者产生理解偏差从而做出错误的决策。要使数据可视化、可视分析成为一种有效的决策支持工具,必须以某种直观的方式将数据中的不确定性准确地呈现给用户。本学位论文以不确定性的来源为研究角度,围绕不确定性的建模、度量、可视化、规避等问题展开了相关研究。论文的主要贡献概括如下:●提出一种不确定性感知的多变量集合数据的可视化与探索方法。集合数据是一种典型的不确定数据,在数值模拟等领域内有着广泛应用。高维度、不确定是多变量集合数据可视化与探索面临的两大严峻挑战。在该工作中,我们首先采用核密度估计方法重构每个集合数据对象的高维分布,再联合使用集合均值差异与集合分布差异刻画不同集合数据对象之间的不相似性关系,接着采用改进的拉普拉斯投影算法将所有集合数据对象嵌入到二维可视平面,帮助用户可视探索集合数据集的内部结构、分布模式等。我们还提出两种集合不确定性度量方法,并设计了集合条可视表达方法编码集合数据对象的总体不确定性与分布。此外,我们开发了一款配备一系列交互工具的多变量集合数据可视探索原型系统。●提出一种基于LMDS两步投影算法的空间线几何的差异可视化及分析方法。纤维追踪是一种常用的DTI数据变换方法。它可将复杂的张量数据转换为基于空间线几何表达的纤维模型。为了可视探索因纤维追踪不确定性造成的追踪结果(纤维模型)差异,在该工作中,我们首先将不同纤维模型配准至同一空间,然后采用基于LMDS的两步投影算法将所有纤维模型投影至同一可视平面,并采用核密度估计方法增强投影结果的可视化效果,进而生成一系列纤维模型的签名图。为了帮助用户识别签名图之间较大差异的存在区域,我们使用了区域增长算法对截断方差图进行分割。我们还设计了DiffRadar可视表达方法编码差异区域内纤维的统计差异细节。同时,我们也开发了一款基于并排和显示编码比较模式的纤维模型差异可视探索界面。●提出一种基于层次式多类蓝噪声采样的多类散点图的可视简化与探索方法。在可视化过程中,可视化算法参数及可视化结果输出载体的局限性亦会造成用户理解和认知方面的不确定性。在该工作中,我们提出了一种层次式多类蓝噪声采样方法,并应用该方法降低多类散点图中显示散点数据的规模,同时保持不同数据类之间的相对密度特征,进而降低因散点覆叠问题和散点绘制顺序问题造成用户理解和认知方面的不确定性。为了增强可视简化结果的视觉感知,我们还构造了一个散点颜色优化模型,并提出了两种可编码局部趋势的散点形状设计。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP391.41

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 雷辉;陈海东;徐佳逸;吴向阳;陈为;;不确定性可视化综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2013年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周芳芳;刘勇刚;赵颖;梁兴;施荣华;樊晓平;;基于尺度空间的体数据边界不确定性可视化研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2014年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 童卡娜;黄东军;徐鸣;;音乐可视化及其研究进展[J];计算机仿真;2008年01期
2 黄明峰;;预案可视化与推演技术[J];办公自动化;2010年16期
3 朱良学;;学习可视化的意义与内涵研究[J];软件导刊(教育技术);2013年05期
4 张蕾磊;郭蔚臻;;可视化借你一双慧眼[J];大学生;2013年05期
5 刘有源,黄新民,陈定方;知识的可视化获取[J];湖北工学院学报;2002年02期
6 孙敏,马蔼乃,毛善君;3DGIS中树的表达与可视化研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年10期
7 廖通逵,姚静,王平,姚谦;基于GIS的水流信息可视化表达[J];遥感信息;2004年04期
8 华翔;康凤举;;一种分布式的电磁场可视化叠加法[J];西安邮电学院学报;2011年04期
9 时磊;廖琦;林闯;;基于变换的大图点边可视化综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2013年03期
10 张宝一;郑坤;刘修国;吴信才;;自适应可视化研究综述[J];地理信息世界;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 彭维德;;西部内河港物流可视化研究与实践[A];第二届中国港口物流与自动化技术研讨会论文集[C];2004年
2 尹章才;;时态GIS可视化的技术探讨[A];地图学与GIS学术讨论会论文集[C];2002年
3 邬群勇;王钦敏;;基于WebGIS的统计数据可视化表达[A];全国地图学与GIS学术会议论文集[C];2004年
4 陈华根;王海亮;耿树方;范本贤;;中国及邻区岩石圈三维结构动态模型可视化表达[A];第五届全国地质制图与GIS学术讨论会论文集[C];2007年
5 彭璇;方艾芬;蔡岗;张森;;基于Flex的公路监控可视化框架设计[A];第八届中国智能交通年会论文集[C];2013年
6 张古斌;徐泮林;池长艳;;3D GIS中实体的表现方式探讨[A];山东省“数字国土”学术交流会论文集[C];2007年
7 李朝奎;郑拴宁;王勇;王志强;;基于3DCM的电磁波场强空间分布模拟及其可视化[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
8 赵飞;李雅彦;任福;阮依香;杜清运;;以任务流为中心的在线动态地图集设计研究[A];中国测绘学会2010年学术年会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 左常睿;中文可视化搜索引擎“图说”上网公测[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海东;不确定性可视化及分析方法研究[D];浙江大学;2015年
2 陈永康;3DGIS中大数据量场景可视化研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
3 黄杰;海洋环境综合数据时空建模与可视化研究[D];浙江大学;2008年
4 贺欢;空间环境可视化关键技术研究[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2009年
5 陈洪亮;过渡状态可视化理论、方法及其应用研究[D];浙江大学;2002年
6 刘东海;工程可视化辅助设计理论方法及其应用[D];天津大学;2003年
7 江雯倩;交互式协同空间天气数值模拟框架及可视化研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 伍艳莲;作物形态结构的可视化技术研究[D];南京农业大学;2009年
9 杨振舰;可视化数据挖掘技术在城市地下空间GIS中的应用研究[D];河北工业大学;2012年
10 潘军;多元地学空间数据融合及可视化研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘加银;海底声学探测数据综合可视化[D];国家海洋局第一海洋研究所;2015年
2 陈翠;基于GIS的地下水位红线管理可视化技术研究[D];南京师范大学;2015年
3 高广大;地磁场空间结构和强度分布的可视化[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2015年
4 程璐;动态逻辑主题建模与可视化[D];浙江大学;2015年
5 王玉林;基于GIS的可视化组件开发[D];浙江大学;2015年
6 崔加胜;流线可视化技术的研究与应用[D];江苏大学;2008年
7 颜廷华;基于物理特征的海洋流场可视化技术研究[D];中国海洋大学;2008年
8 钟大伟;空间决策支持系统的可视化技术研究与应用[D];福州大学;2004年
9 陈应祥;三维GIS建模及可视化技术的应用研究[D];武汉理工大学;2007年
10 孙晓勇;基于环境影响的森林时空分布仿真与可视化[D];浙江工业大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026