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研究信息可視化技術
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摘要：信息可視化技術通常是指依托計算機數(shù)據(jù)及圖形技術，將數(shù)據(jù)信息以可視的生動形象向客戶展示的一種新型技術手段。目前，信息可視化技術已在醫(yī)學、通信、網(wǎng)絡智能、金融等多個領域得到了十分廣泛的應用。在輔助用戶分析數(shù)據(jù)以及探索數(shù)據(jù)規(guī)律等方面發(fā)揮著十分重要的作用。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，信息數(shù)據(jù)規(guī)模正在呈現(xiàn)爆炸聲增長態(tài)勢，數(shù)據(jù)來源更具多樣性，信息可視技術發(fā)展迅猛。深入研究信息可視化技術，不僅具有重要的理論意義，也具有較強的實際應用價值。
關鍵詞：信息;可視化;人機交互
信息可視化最早可追溯到18世紀LAMERT和PLAYFAIR創(chuàng)建的信息可視化圖表，上世紀80年代的科學計算的出現(xiàn)是可視化技術向前邁出了實質性步伐，1998年，“信息可視化”作為專用詞匯首次出現(xiàn)。作為一種在非空間數(shù)據(jù)領域應用的可視技術，信息可視化可視為信息轉化視覺的技術，該技術以增強數(shù)據(jù)呈現(xiàn)效果為目的，可使用戶更加直觀的完成數(shù)據(jù)的瀏覽和觀察，清晰的發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關聯(lián)性和隱藏的特征。近年來，隨著現(xiàn)在計算機技術進步，交互方式更加多樣化，數(shù)據(jù)處理能力也有了質的提升，用戶可依托信息可視化技術更加直觀的對感興趣數(shù)據(jù)進行觀察研究，信息可視化技術也從傳統(tǒng)的領域逐步向社交、文本、交管、生物等領域擴展，呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展趨勢。
一、信息可視化技術概述
從實質上看信息可視化是信息與人可視化界面，是研究人機交互的技術。通過信息可視化技術可實現(xiàn)多學科的有效融合，是抽象的信息更加直觀的體現(xiàn)處理，是使用者對抽象信息的認知度更強，是研究人與計算機交互影響的技術。信息可視化技術是數(shù)據(jù)發(fā)掘、圖像處理、人機交互及科學可視化的有機整合，是使人們利用直觀感知和視覺觀察研究信息的方法。信息可視化技術以圖形設計學和認知心理學為基礎。其中圖形設計重點解決可視化表現(xiàn)的藝術性問題，以實際操作經(jīng)驗為具體導向。認知心理學則以人類感知過程為主要研究課題，重點解決人類感知理論問題和認知過程。信息可視化是數(shù)據(jù)的直觀化映射過程，可將信息特征通過整合、映射、轉換等形式，通過圖畫、圖像以及動畫的形式對信息內容進行表達，圖像、文字和語音均可稱為信息可視化的信息源，其可視化過程可通過不同的模式完成和實現(xiàn)。
二、信息可視化類型劃分
根據(jù)類型信息可視化可分為七類。一是一維數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)以一維向量和程序為主，是僅具有單一屬性的信息。二是二維數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)以平面設計和地理數(shù)據(jù)為主，平面設計多采用橫縱坐標顯示二維數(shù)據(jù)，而地理數(shù)據(jù)多以經(jīng)緯度體現(xiàn)。三是三維數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)的應用領域較廣泛，醫(yī)學、地質學、氣象學均有廣泛應用。通過三維信息技術，可較直觀反映數(shù)據(jù)狀態(tài)。四是多維數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)以金融和統(tǒng)計數(shù)據(jù)為主，數(shù)據(jù)包含四個或者四個以上信息屬性，是目前信息可視化的研究重點方向。五是層次數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)模式是抽象數(shù)據(jù)最常見的一種關系，傳統(tǒng)的圖書資源管理及視窗系統(tǒng)資源管理模式均是典型的層次數(shù)據(jù)。六是文本數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式多樣，報紙、郵件、新聞等均可視為文本信息，網(wǎng)路時代到來后，多媒體和超文本成為文本信息的新形勢，文本信息也是可視化信息技術最大的信息來源之一。七是網(wǎng)絡信息。這里所說網(wǎng)絡信息并非傳統(tǒng)意義上的網(wǎng)絡信息，是指網(wǎng)路節(jié)點與其他節(jié)點間的聯(lián)系，節(jié)點間可存在多種屬性關系，信息間可無直接層次關系，此類信息獲取難度較大，是信息可視化技術的研究難點之一。
三、信息可視化技術的常見應用
1、信息可視化技術在生物學上的應用
生物學發(fā)展產生的海量數(shù)據(jù)內容成為了信息可視化技術在生物學領域應用的重要推動力量。依托信息可視化技術的生物數(shù)據(jù)研究已經(jīng)當前的一項熱點研究領域。特別是對DNA、蛋白質、核糖核酸等復雜結構進行研究時，借助光鏡等設備和剖片信息，可對大量蛋白質數(shù)據(jù)進行大規(guī)模定量和定性研究，實現(xiàn)生物數(shù)據(jù)到生物知識的過度，對加速新藥開發(fā)具有十分重要的實用價值。
2、信息可視化技術在金融信息上的應用
依托信息可視化技術可實現(xiàn)對海量金融數(shù)據(jù)的處理和分析，在基金分析、股票分析等領域應用十分廣泛。對復雜的金融數(shù)據(jù)分析還可實現(xiàn)金融犯罪的預防和調查，通過對銀行和信貸機構的信息規(guī)整，可構成清晰的資金活動鏈和金融活動網(wǎng)，在檢查和預防金融犯罪中作用十分明顯。
3、信息可視化技術在網(wǎng)絡監(jiān)測上的應用
隨著個人電腦的普及和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)數(shù)量呈現(xiàn)出翻番增長勢頭，依托信息可視化技術可使網(wǎng)絡流量、節(jié)點連接特性以及地域信息得到清晰反映，實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)通信監(jiān)控，判斷用戶實時網(wǎng)絡應用服務狀態(tài)。
4、信息可視化技術在商業(yè)信息上的應用
近年來電子商務發(fā)展迅速，以淘寶為代表的網(wǎng)上購物不僅成為網(wǎng)絡應用的熱點，同時也改變著傳統(tǒng)的商業(yè)模式。每天在網(wǎng)上均進行著大量的商業(yè)交易，并產生了海量商業(yè)數(shù)據(jù)，采用信息可視化技術手段可有效挖掘商業(yè)信息中的有效價值，實現(xiàn)商業(yè)信息價值最大化。
四、未來信息可視化技術的發(fā)展方向
大數(shù)據(jù)定義增長迅速，很企業(yè)數(shù)據(jù)已經(jīng)進入了TB級別，在處理海量數(shù)據(jù)過程中，信息可視化的速度和效率提升已經(jīng)成為業(yè)界關注的重點。此為，由于多維度大數(shù)據(jù)可能導致視覺混亂，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘和信息可視化技術的有機結合，提升數(shù)據(jù)的可操作性是未來研究的重要課題。由于海量數(shù)據(jù)的信息可視化處理多需要團隊開發(fā)完成，對協(xié)作空間和同步性的要求較高，需要利用并行性來取得較高的加速比。協(xié)同可視化領域的研究方向可能向平臺開發(fā)和視圖設計領域發(fā)展。
隨著數(shù)據(jù)量的不斷加大，信息可視化技術的挑戰(zhàn)性越來越強。其中最明顯的制約來自硬件顯示，如何在有限的顯示器上顯示大規(guī)模數(shù)據(jù)成為信息可視化技術的一項發(fā)展難題，多維數(shù)據(jù)的分析是一個信息可視化技術具有挑戰(zhàn)性的研究內容。但我們相信，隨著大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，信息可視化技術的應用領域必將不斷擴大，為提升工作效率和生活質量作出更大的貢獻。
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