信息可視化的發展趨勢研究

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1、信息可視化的發展趨勢研究［摘要］在分析近年來信息可視化國際會議的主題以及當前的研究成果基礎上，總結出信息可視化的4個發展趨勢，即以結構為中心的可視化研究范式向潛在現象的動態屬性可視化研究轉移、信息可視化技術與分析科學相結合、以用戶為中心、可視化技術產品化與商品化［關鍵詞］信息可視化發展趨勢可視分析［分類號1G202信息可視化是“利用計算機支撐的、交互的、對抽象數據的可視表示，來增強人們對這些抽象信息的認知”的方法與技術，在這個信息數量呈幾何級增長的信息時代裡，信息可視化對於信息資源的開發利用具有重要的意義。近年來

2、，信息可視化作為一個熱點研究課題，吸引著世界各地研究者的關註，尤其是20世際會議推動瞭紀中期開始召開的IEEEInfoVis和IEEEIV兩大信息可視化的迅速發展。在瀏覽近年來信息可視化國際會議的主題以及當前的研究成果基礎上，筆者發現信息可視化呈現出4個趨勢，即以結構為中心的可視化研究范式向潛在現象的動態屬性可視化研究轉移；信息可視化技術與分析科學相結合；以用戶為中心；可視化技術產品化、商品化1以結構為中心的可視化研究范式向潛在現象的動態屬性可視化研究轉移的趨勢抽象信息的結構是20世紀90年代第一代信息可視化研究

3、的中心，錐形樹（conetree）、樹圖（treemap）、雙曲樹（hyperbolictree）是處理信息結構的經典例子。目前，正在出現一種趨勢，那就是以結構為中心的研究范式正在向潛在現象的動態屬性可視化研究范式轉移，文獻對這種范式的轉移進行瞭討論，認為潛在現象的動態屬性可視化還沒成為主流。對潛在現象的動態屬性進行可視化不是一件容易的事，雖然在數據集中往往記錄瞭某種趨勢或深刻的變化，但是可視化刻畫出來的趨勢與變化往往並不足以引起用戶的註意。因此，有必要在可視化過程中嵌入趨勢探測機制，這需要超越第一代以結構為中心

4、的可視化研究范式。目前，對動態屬性的可視化研究已吸引著信息可視化領域的研究者，ThemeRiver（主題河）、TimeTube（時間管道）、累進知識域可視化㈣就是基於動態屬性可視化的研究成果ThemeRiver是一個可視化系統，用來幫助用戶識別文檔集中與時間有關的模式以及變化趨勢，這種可視化技術把從左向右流動的河流比作文檔集中隨時間變化的主題流，河流下面對應著一條時間線。河流由不同顏色的水流組成，每種顏色代表一個主題，該水流的寬度代表該主題的強度，寬度的變化指示著事件的變化。整條河流的寬度變化代表著全局的強度變化

5、（見1)2信息可視化技術與分析科學相結合的趨勢從2006年開始，IEEE增開瞭IEEEVAST（VisualAnalytics-ScienceandTcchnology)會議，即可視化分析科學與技術會議。這個會議的議題范圍建立在IlluminatingthePath：TheResearchandDevelopmentAgendaforVisualAnalytics(J.J.ThomasandK.A.Cook,2005)—書的基礎上。可視化分析是數據分析與信息可視化技術相結合的產物，目的是幫助人們從大量的、動態的並

6、且經常自相矛盾的數據中發現具有預見性的以及不可預知的現象與知識，並提供實時的、可防禦的並且可理解的判斷。可視化分析技術來源於科學分析以及信息可視化領域，並由生物以及國傢安全研究的需要來驅動和發展，目前已應用於各個領域，並不斷融合瞭來自知識管理、統計分析、認知科學、決策科學以及其他領域的技術分析推理是運用人類的思維能力，根據事實材料和假設來作出某種判斷的過程，可視分析是在分析推理的過程中，通過運用軟件來放大人類對復雜動態的數據和環境的感知、理解和推理能力，從而促進分析推理的進行，因此，發展可視分析技術，必須要懂得分

7、析推理過程，瞭解人類感知與認知的潛在規律，通過合適的可視化形式讓用戶在與信息的不斷交互變換中獲得新知或某種判斷結論例如，可視化的異常情況檢測是可視分析的一個重要應用，主要是從過去的事件發現事物之間的聯系或某種趨勢，以便為將Tomoharuiwata和KaZumismito提出瞭一種可視化的探測異常的方法，他們將多維的數據采用基於概率的方法在二維或三維空間中進行可視化，不僅可以幫助人們看出異常現象的數量，而且可以理解異常的與標準的樣本之間的關系。並分別通過假想的數據以及經濟時序數據進行測試，證實瞭該方法的有效性來的

8、危險做好準備，這在傢安全、應急事件的處理中非常重要。可視分析不太可能成為一個獨立的研究領域，但會看到它在很多現有的領域、會議以及出版物中的增長和影響力。不過，成功的關鍵是科學小組的高度跨學科工作。2004年以來，美國國土安全部成立瞭由太平洋西北國傢實驗室負責的全國可視分析中心(NationalVisualizationandAnalyticsCenter—NVAC),目的