气动设计数据手册自定义生成系统的设计与实现

针对传统模式下编写气动设计数据手册(ADDB)存在的数据筛选困难、模式单一、生成效率低等问题,在已有气动数据基础上,设计并实现了气动设计数据手册自定义生成系统。该系统基于溯源技术构建数据供应链,能实时显示气动设计过程,并对设计过程进行质量评估,辅助研究人员快速选择ADDB的内容;实现了ADDB模板自定义生成,能满足研究人员对ADDB内容与样式的个性化要求;并根据用户自定义的模板,使用OOXML规范以及Enjoy模板引擎技术动态生成ADDB,极大提高了ADDB的规范性和时效性,减少了研究人员的工作量。实际应用表明,该系统界面友好,性能稳定,能够简单快捷地生成ADDB文档,满足研究人员的研究需要。     

基于MVVM模式的嵌入式系统通用数据可视化工具设计与实现

为满足多个不同嵌入式系统采集数据实时监测的需要,基于MVVM(Model-View-ViewModel)模式设计并实现了一种嵌入式系统通用数据可视化工具。基于结构化文件的数据交互模型,使可视化工具适用于各种嵌入式系统,具有通用性。再结合Ajax技术、CGI技术和Echarts图表库,以网页的形式实时动态呈现采集到的数据。经测试,该工具具有很好的可行性、通用性、实用性、高效性和可拓展性。     

面向航天器测试领域的可定制数据查询分析方法

基于当前航天器测试领域数据查询分析需求及应用系统的现状,提出了一种基于服务组合技术的可定制数据查询分析方法.给出了由数据查询分析基本服务生成组合服务的算法,解决了多变数据查询分析需求的动态满足的问题.实验表明,该方法可以动态生成数据查询处理逻辑,并正确可行.     

面向电信承载网的监控系统设计与实现

面对电信承载网连接的日益增长的海量终端设备，运营商需要结合网络拓扑对终端设备产生的数据进行高效的汇聚统计、异常分析、故障定位处理等操作。针对已有系统存在的操作困难、分析效率低等问题，设计与实现了一个面向电信承载网的高效监控系统，提供实时与离线数据分析和多维可视化分析的能力。对网管、认证、终端等系统及设备采集的数据进行结构化存储，对采集的数据进行拓扑相关性和时间序列方法分析，根据分析结果实现基于动态阈值控制的异常实时告警、定位等操作，并提供多维度可视化分析对网络状态进行实时监控。实际应用结果表明，该系统性能优异，具有良好交互性，能较好地满足承载网运维人员业务分析需求。     

运载火箭飞行力学环境虚拟试验及可视化系统设计与实现

运载火箭的飞行力学环境随着飞行过程不断发生变化,而当前无论是基于实物试验还是基于数值分析,火箭的飞行力学环境分析大多针对特定飞行状态和工况而无法给出动态变化信息,因此开展了飞行力学环境虚拟试验及可视化技术研究。基于特征代理模型采用Fortran语言设计了场数据快速预测算法,在采样数值仿真的基础上实现了火箭在大气飞行过程中的动态气动力与气动热环境虚拟试验;采用C++开发了实时分站载荷算法,实现了火箭飞行期间的载荷环境虚拟试验。开发了与运载火箭飞行仿真配合的总线通信接口,并基于EnSight开发了分布式动态可视化系统,通过共享内存的进程间通信方式实现了飞行力学环境的动态显示。结果表明,该系统可以给出火箭飞行力学环境的全局和关注点信息的动态变化,为飞行力学环境精细化分析和直观可视化研究提供了手段。     

飞行器表面矢量场数据动态纹理可视化方法

面向飞行器表面流场数据可视化的应用需求,提出一种基于线性卷积（LIC）及纹理平流（IBFVS）相结合的动态纹理可视化方法。算法通过将IBFVS方法的背景随机噪声替换为LIC纹理方式,结合了LIC纹理结果对比度高及IBFVS方法生成速度快的优势;针对LIC绘制速度慢的不足,利用GPU对曲面矢量场投影并插值,生成规则矢量数据场;用GPU对LIC部分进行并行加速,有效提高了LIC纹理图像产生速度;将LIC结果图像加入到IBFVS进行平流,生成纹理图像,最后加入颜色映射,丰富流场信息。实验结果表明,该方法生成的飞行器表面动态纹理图像对比度高,清晰度强,实时绘制性能好。     

缝制电控制造数据可视化平台的设计与应用

针对在缝制设备电控生产制造中应用可视化管理系统的需求,开发了生产制造数据可视化平台。采用基于面向服务的数据集成方式和通用通信协议,搭建了一套Web应用系统,实现了对多业务系统数据和生产环境数据的采集、处理和展示功能,解决了从生产制造过程中获取各类数据并通过丰富的图形图表进行呈现的问题。测试结果表明：现场生产人员可直接从生产看板获取主要指标数据,对生产过程和车间环境进行管控;管理人员可通过数据大屏实时监控特定时期业务完成情况。目前,该可视化平台已经应用于某缝制设备电控生产制造中心。该平台的实现将数据可视化技术有效应用于传统的缝制设备电控制造中,对我国后续缝制行业生产制造数据可视化具有借鉴和指导意义。     

可视化动态报表系统的LIML建模研究与实现

文章通过对报来系统的研究．利用ＵＭＬ技术,建立了基于对象的可视化动态报表系统的模型．该报表系统是用户自行开发的一种通用报表系统,它具有学习功能,在应用程序执行时能根据可视化的用户需求动态生成报表,并且以二进制文件的形式作为模板加入到报表知识库中,供以后调用、修改。     

可视化及可视分析专题前言

在大数据时代,从浩瀚复杂的数据中快速而准确地获取相关重要信息,是各行各业发展甚至赖以生存的重要基础.为此,可视化及可视分析的研究在全球正方兴未艾,并密切地融于实际应用中,为社会发展与生产实践的进步发挥了巨大的作用.这方面的工作一般分为科学计算可视化、信息可视化及可视分析,各有侧重.近年来,大数据的多样性、复杂性及其应用的适应性对可视化及可视分析领域的基础理论和技术手段提出了很多新的挑战.本专题选题为可视化及可视分析,反映我国学者在这方面工作的部分近期研究成果. 本专题公开征文,并与IEEE PacificVis 2015和第2届中国可视化与可视分析大会(ChinaVis 2015)合作进行专题组稿,共收到稿件65篇.经过会议筛选,并邀请国内外相关领域专家参与审稿工作,历时6个月,经初审、复审、会商和终审各个阶段,最终遴选出12篇高质量的论文入选本专题. 首先,研究新的更高效、更适用的可视化和可视分析方法是这方面工作的重要基础.以下论文在这方面进行了探讨,特别是研究了层次化多维数据的处理. 《基于密度-距离图的交互式体数据分类方法》依据物质中心密度大且物质中心间距离远这一特性,提出新的体数据分类方法,无需预设物质类别的数量,能够快速地实现较高准确度的分类. 《树比较可视化方法综述》对处理层次数据的树比较可视化方法进行了较为全面的分析和评估,探讨了不同方法对于不同数据分析需求的适用性,并展望了将来的发展. 《一种层次结构中多维属性的可视化方法》为具有层次结构且属性多维的复杂数据提出了有效且实用的可视表达方法,并已应用于全国各地区、各超市、各农产品中农药残留检出和超标情况侦测数据的可视化. 《面向层次化数据的变分圆形树图》提出了优化布局多个圆的快速计算方法,提高了圆形树图的空间利用率,并方便支持层次下行、层次上行与焦点+上下文等自然交互方式,有利于交互可视分析的实施. 《基于层次狄利克雷过程的交互式主题建模》对层次狄利克雷过程进行了改进,使其支持单词约束,由此可基于矩阵视图交互迭代地优化主题模型,提高文本数据分析的主题建模质量. 《基于维度扩展的Radviz可视化聚类分析方法》提出了基于数据概率分布的维度增加方法,提高了RadiViz这种径向投影型多维数据可视化方法的聚类表达效果. 其次,多篇论文探讨了可视化及可视分析在具体应用中的实施和系统构建,相关的应用领域包括气象分析、视频分析、文本阅读、移动日志、网络监控等. 《一种全球尺度三维大气数据可视化系统》完成了一个面向气象预报与气象研究需求的可视化分析系统,能够有效地处理具有时变、多源、多维度、数据量大和多尺度等特征的气象数据,流畅地全方位展现气象数据中的信息. 《运动目标三维轨迹可视化与关联分析方法》研究了视频数据中运动目标的跟踪分析,并进而探讨对象之间关联性获取的方法,以提高视频分析的效率. 《基于文本摘要及引用关系的可视辅助文献阅读》描述了一个基于文本摘要和引用关系的可视辅助文献阅读系统,以帮助读者快速找到最重要、最相关的文献,避免阅读过程中的迷失. 《基于移动终端日志数据的人群特征可视化》提出了移动终端日志数据的深度分析与相应的可视化展示方法,能够更加准确地概括出移动终端用户的特征. 《多视图合作的网络流量时序数据可视分析》提出了一个自顶向下的网络流量时序分析流程模型,并实现了一个多视图合作的网络流量时序数据可视分析原型系统,便于网络安全分析人员使用网络流量时序数据检测网络异常情况. 《一种模型驱动的可视化生成系统》给出了一种可视化描述语言,并由此提出一种模型驱动的可视化生成系统,能够实现所见即所得的可视化系统快速生成. 本专题主要面向数据处理、可视化及可视分析等相关领域的研究人员,反映了我国学者在可视化及可视分析等领域的最新研究进展.在此,我们要特别感谢《软件学报》编委会对本专题工作的指导和帮助,感谢编辑部各位老师从征稿启示发布、审稿专家邀请至评审意见汇总、论文定稿、修改及出版所付出的辛勤工作和汗水,感谢本专题评审专家及时、耐心、细致的评审工作.此外,我们还要感谢向本专题踊跃投稿的作者对《软件学报》的信任. 最后,感谢本专题的读者们,希望本专题能够对相关领域的研究工作有所帮助.     

一种面向列车车载控制软件的需求分析方法

由于缺少面向列车车载控制软件的需求分析工具,需求分析人员难以自动分析出预期数据。针对该问题,提出基于模型抽取的需求分析方法,设计控制软件需求分析工具。通过抽取需求描述文档中的需求条目建立可执行模型,使用数据流方法对其进行分析,得到变量影响关系图和状态迁移图,利用动态分析获得以需求描述文档为依据的预期输出数据,并将其与软件的真实运行输出数据进行对比,生成控制软件的可视化分析报告。实验结果表明,该方法可以帮助需求分析人员快速发现软件实现错误,为列车安全运行提供保障。     

高性能计算环境下陆面建模系统的关键技术

为了从多角度精确评估陆面特征,改善陆面过程模型的模拟性能,并为研究者提供一套完整的从数据处理到模拟分析的陆面建模系统.采用多种脚本语言和模型数据融合方法来构建陆面建模系统.此建模系统集成观测数据、陆面过程模型、高性能计算、数据处理和分析方法,以及可视化等技术手段.在此系统内针对两种不同的陆面过程模型进行了应用示范,证明了不同脚本语言的建模系统在目前高性能计算环境中的应用潜力,以及不同可视化方案在陆面建模系统的作用.     

电子商务数据挖掘可视化系统模型研究及应用

将数据挖掘与相关的数据可视化技术和联机分析处理技术集成,构造一个应用于电子商务Web环境中的以数据挖掘技术为基础的数据可视化分析系统模型——电子商务数据挖掘可视化模型(EDVM),并技术实现主要模块功能,使之能够进行挖掘结果的动态更新与可视化输出,并通过实验初步验证了EDVM模型的有效性。     

民机试飞遥测地面实时数据处理软件设计与研发

为了满足大型民机试飞实时监控的需求,针对遥测数据设计研发了一套实时处理软件,软件包含后端解析服务和前端显示软件两大部分;后端解析服务采用多线程调度技术,实现实时处理及数据回放等不同工作模式下IRIG 106 CH10数据的接收、PCM数据的解析和数据的实时存储;前端显示软件基于WPF框架采用MVVM设计模式开发,包括任务管理、参数配置、算法处理和数据同步等子模块;经实际测试,软件实现了国产某大型客机不少于8000个遥测数据和多路视频的实时解析、分析和转发,满足了试飞过程中的实时监控需求,为试飞任务的安全开展提供了有力保障。     

基于WPF MVVM的甘蔗种植管理系统

针对甘蔗种植信息化管理的需求,在模型．视图-视图模型（MVVM）设计模式下,运用Windows Presentation Founda-tion（WPF）技术开发基于农业物联网的甘蔗种植管理系统的后台管理软件,拟实现甘蔗种植地图管理、采集数据查询、田地信息管理和种植户管理等功能。重点描述后台管理系统的设计架构和MVVM框架在系统搭建时的运用,并对实现过程中的MVVMLight运用,NHibernate实现对象与数据库映射等关键技术进行解析。系统能正常稳定运行,有较好的稳定性和适用性,可为种植甘蔗提供科学依据。     

一个基于Web的轻量级大数据处理与可视化工具

科研人员在日常研究中经常使用Excel,Spss等工具对数据进行分析加工来获得相关领域知识。然而随着大数据时代的到来,常用的数据处理软件因单机性能的限制已经不能满足科研人员对大数据分析处理的需求。大数据的处理和可视化离不开分布式计算环境。因此,为了完成对大数据的快速处理和可视化,科研人员不仅需要购置、维护分布式集群环境,还需要具备分布式环境下的编程能力和相应的前端数据可视化技术。这对很多非计算机科班的数据分析工作者而言是非常困难且不必要的。针对上述问题,提出了一种基于Web的轻量级大数据处理和可视化工具。通过该工具,数据分析工作者只需通过简单的点击和拖动,便可以在浏览器中轻松地打开大型数据文件(GB级别)、快速地对文件进行定位(跳转到文件某一行)、方便地调用分布式计算框架来对文件内容进行排序或求极大值、便捷地对数据进行可视化等。 实证研究证明,该解决方案是有效的。     

EAST低温历史数据可视化软件设计与实现

在EAST低温远程监控系统中,需提供对EAST低温控制历史数据的分析处理和可视化。为此给出EAST低温历史数据可视化软件的设计与实现,详细说明了基于winsock网络传输和多线程技术的服务端与客户端实现;并针对数据可视化给出了面向对象的可视化模型;同时分析了大规模数据在数据处理和网络传输方面存在的问题并给出可行的解决方案。     

空间数据可视化的研究与发展

随着3S技术的融合和空间信息处理技术的发展和广泛应用,空间数据的可视化以及基于可视化技术的空间分析、空间数据挖掘和知识发现已经发展成为空间信息处理的重要手段和关键技术。可视化方法已由数据的空间展现逐步发展成为可以表现数据的内在复杂结构、关系和规律的技术。由静态空间关系的可视化发展到表示系统演变过程的可视化。可视化方法不仅用于数据的理解,而且用于空间知识的呈现。可视化技术充分利用了人对于色彩和空间的敏锐的感知能力使人机有机地融合,在空间信息和知识的发现过程中发挥着重要作用。该文总结了空间分析中可视化技术的研究成果,分析了可视化技术的发展现状,给出了可视化方法的分类。从认知和空间数据所表征的客观对象的复杂性及非线性动力学特征分析了其发展演化规律的可视化方法,并对空间数据可视化技术的现状及发展趋势进行探讨。