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数据导入与可视化算法的可扩展性方法研究与算法实现

赵晓宇  
【摘要】:数据可视化是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据以图形或图像的形式在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。现有的数据可视化工具存在可扩展性和易用性不足等问题。针对这些问题,本文在已有的数据可视化系统框架基础上,研究并实现一个具有可扩展性的数据可视化系统,包括数据导入模块、可视化算法选择模块、确定映射关系模块、可视化图表展示模块、可视化图表交互模块、可视化图表保存模块,实现友好的交互功能。本文主要工作有以下几点:(1)设计并实现灵活的数据导入方法。由于已有的可视化系统框架暂时只支持对分隔符格式的数据文件和从其他应用程序复制粘贴的文本进行导入,本文实现JSON格式的数据文件的导入方法和文件的拖拽导入方式,完善已有的数据导入功能模块,提高系统中数据导入的灵活性。(2)研究并实现层次数据、网络数据和时序数据的可视化算法。包括层次数据的集群图算法和分区图算法,网络数据的力导向图算法、弦图算法,时序数据的热力图、堆栈图、流图算法等。(3)设计并实现可视化算法导入工具——在线编辑器。在系统中搭建在线编辑器,利用该编辑器实现列表显示服务器中已有的可视化算法代码的功能,并且可以根据可视化算法接口标准新建可视化算法代码,实现系统的扩展。(4)设计并实现可视化图表的交互技术。针对不同的可视化图表,主要实现了以下几种可视化交互技术,包括冰柱图的文字提示框功能和局部放大功能、平行坐标法的刷(Brushing)技术等,实现友好的交互。通过以上几点工作,对已有的数据可视化系统框架进行完善,实现一个数据和可视化算法导入灵活、人机交互操作简单并可以进行扩展的数据可视化系统,满足用户的不同需求,使数据可视化变得更加简单高效。


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