基于分布式操作系统的三维城市模型组织方法

日益增长的三维城市模型在线实时可视化应用需求对大规模复杂三维城市模型的高效组织与管理提出了更高的要求,传统基于"图层-对象"的组织方法没有考虑三维城市模型不同内容以及不同细节层次的粒度差异,导致在网络环境下的传输效率很低,难以满足网络环境下多用户并发访问的流畅可视化需求。本文深入分析大范围漫游与小范围聚焦的不同用户体验特点,提出了顾及用户体验的面向网络实时可视化的复杂三维城市模型数据自适应组织方法。该方法采用索引元数据统筹模型对象的组织与调度,将小数据量的索引元数据和最粗一级模型数据打包传输,即时响应用户请求,并将多细节层次的复杂三维模型依据视觉特点合理分解存储并渐进调度,针对模型LOD和分解的对象,设计结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。以分布式数据MongoDB为平台进行实验,验证了本文方法的可行性和有效性。     

基于本体可视化的关联数据集表达

近年来不同学科领域的语义数据井喷式增长,关联数据集关联关系的发布形式直接决定了这些数据集能否被快速、准确地理解和使用。目前,数据集关联关系的发布均采用文本,而本论文提出一种基于本体可视化的方法来表达关联数据集,使数据集更容易被理解和使用。设计关联数据集发布方案,基于 OWL2VOWL 项目实现将关联关系转化为 WebVOWL 规定格式的 JSON 元素,并将其结合 WebVOWL 嵌入到发布模型中,完成关联数据集关联关系的发布。依据以微生物为核心的关联数据集的关系可视化表示,完成在数据集上的查询,验证方案带来的便利。通过设计的本体可视化模型来完成关联数据集的表达,丰富了关联数据集的发布形式,并使得关联数据集更容易被专家甚至不懂本体的使用者理解和使用。     

分子结构网络三维可视化系统的设计与实现

生物学数据的复杂性导致针对生物信息的可视化研究的不断深入,而网络是新兴的可视化工作的媒介,因此针对异地生物学数据设计网络三维可视化系统十分必要.该文研究网络环境下如何异地调用原始数据以及可视化工具,制定分子结构网络三维可视化系统的设计方案,实现网络环境下的分子结构可视化模型.该可视化系统在客户端仅仅需要一个标准浏览器而非胖客户端,使用户能方便地使用个人电脑远程浏览蛋白质分子结构图.通过不同原子个数的蛋白质分子在不同显示模式下的性能测试,表明了该系统的可行性.该系统有助于可视化地分析和利用生物学数据.     

基于公共交通智能卡数据的可视化分析

针对现有公共交通数据的可视分析方法很难在不同空间粒度下对乘客时空分布、客流时空分布、区域间客流时序变化进行多任务分析的问题,设计实现了一个多视图融合的可视化分析系统。该系统结合城市公共交通的智能卡数据、车辆GPS数据、地铁和公交线路信息,利用出行链路模型和基于出行时空特征的回归模型完成了乘客起讫点（origin-destination,OD）推断;然后,设计了层次聚类的地图可视化方法,结合了融合方位信息的玫瑰图和动态对比堆叠折线流图来分析各区域间的客流时序特点、关联关系;最后,利用真实的深圳市公共交通数据的可视分析结果验证了系统的有效性。     

基于概念格的多值属性关联规则可视化

针对传统关联规则可视化方法无法展现数据间的频繁模式和关联关系,表示形式比较单一,缺乏多模式展现形式等问题,提出了一种新的多值属性关联规则可视化表示算法。该算法运用概念格理论对多值属性数据进行了重新定义和分类,将频繁项集和关联规则中的多值数据项分别以概念格结构进行表示,实现了频繁项集可视化展示和一对一、一对多、多对一、多对多及概念分层的多模式关联规则可视化展示。最后,以某省全员人口数据为基础对算法进行了具体实现和分析,同时实现了对人口数据的源数据、频繁模式以及关联关系的可视化展示。实验结果表明,所提出的可视化形式和已有成果相比具有良好的频繁项集与多模式关联规则展现效果。     

一种通用的数据可视化模型设计与实现

随着互联网、物联网、云计算等信息技术的迅猛发展,大量非结构化信息不断涌现,对数据可视化与可视化分析的需求不断增加,同时可视化开发成本不断提高。数据可视化模型的研究对于可视化开发必不可少。基于此背景,根据数据信息的分类研究提出一种通用、模块化的数据可视化模型,将可视化流程分为可视化结构映射、可视化空间布局、可视化视图映射三个主要模块,并基于数据可视化模型利用开源的Echarts图表工具包和D3函数库形成可视化工具DVL.js(Data Visualization Layout)。该工具可应用于Web平台,包含丰富的图形展示方式如柱状图、折线图、时序图、饼图、雷达图、层次树、力导向图、标签云等,这些展示方式都提供了完备的数据与交互接口,能应对不同场合的可视化需求。     

基于Web的信息可视化系统的设计与实现

可视化技术的发展能够帮助我们加深对大规模复杂数据和信息间相互关系的理解,因此人们针对不同领域开发出各种功能的可视化系统。以高等级生物安全实验室协同工作平台CBL项目为背景,根据生物安全实验室环境监控和生物安全知识库的可视化需求,设计并开发了CBL信息可视化系统。该系统采用基于Web的B/S三层架构,利用MVC设计模式,根据需求分别采用合适的可视化模型开发可视化组件,并根据可视化界面与用户交互的不同方式采用相应的Web客户端技术,方便用户更加高效地获取和理解信息。     

SunMap:一种基于热图和放射环的关联层次数据可视化方法

针对食品安全等领域对数据空间分布和关联关系分析的需求,提出一种基于热图和放射环的关联层次数据可视化方法——Sun Map(Sunburst+Map).利用基于地理信息的热力型数据地图展示数据的地域分布,用基于节点排序的放射环可视化具有层次结构的数据,将热图置于放射环内,并用直线表示热图节点与放射环节点之间的关联;为减少视觉混乱,提出一种基于Bézier曲线的路径优化算法,通过设置过渡点,用三次Bézier曲线取代直线优化边;加入矩阵热图展示数据细节;采用数据选择、Sun Map和矩阵热图多视图联动等交互手段实现对关联层次数据的可视分析.将Sun Map应用于可视化全国农药残留侦测数据,通过用户研究对该方法进行评价.实验结果表明,该方法能有效地帮助用户快速找到目标信息,探寻隐含在数据之间的关联;它还可用于经济、金融、社会网络等领域的关联层次数据可视分析.     

基于Unity3D的虚拟博物馆信息可视化系统

信息可视化技术可以帮助我们加深对大规模复杂数据和信息间相互关系的理解, 而三维技术为信息可视化领域带来了新思路. 本文根据杭州工艺美术博物馆虚拟博物馆三维展厅浏览和藏品知识点信息浏览的可视化需求, 设计并实现了藏品信息可视化系统. 该系统基于Unity3D开发平台搭建, 根据杭州工艺美术博物馆虚拟博物馆藏品信息可视化需求分别设计实现相应的三维可视化组件, 通过Web3D客户端技术实现了用户通过浏览器高速、便捷地浏览博物馆三维可视化信息的功能需求.     

农业信息搜索可视化平台研究

针对传统搜索引擎检索返回结果数量庞大、专业性差且只能为用户提供一维、线性搜索结果的问题,在分析研究农业垂直搜索引擎的基础上,构建农业信息搜索可视化服务平台。基于农业文献,对数据进行信息抽取、关联分析,并设计了一种基于最大距离法选取初始质心的K-means层次聚类算法来发现领域概念间关系;在此基础上,利用信息可视化模型与基于Java的Prefuse插件包为用户提供图形化的结果呈现方式,实现信息的交互控制,优化检索过程。通过实验验证,改进的层次聚类算法提高了领域概念间关系聚类效果的同时降低了聚类总耗时,平台满足用户检索的专业性需求。     

并行分布可视化系统JaVis中的I/O优化机制

针对目前的TB级大规模数据场,可视化过程中数据场的I/O是比较花费时间的,并行分布可视化系统如何设计其数据结构管理机制,才能减少数据场的I/O处理、提高可视化处理速度,这是目前可视化系统必须解决的重要问题之一.详细阐述了JaVis系统采用的合约机制、元数据管理机制、子集管理机制以及数据组织格式等多种优化方式大大减少了数据I/O处理,提高了数据可视化的处理速度.     

数值模拟网格数据模型设计与实现

在等离子体动力学、电磁学理论等物理问题的数值模拟中,各类数值模拟程序产生了大量复杂结构的科学数据.一方面,计算程序需要以高效率的I/O方式存储数据,另一方面,数据需要在各类程序间很容易地交换与共享.随着数据的规模与复杂度不断增加,传统数据管理方式的局限性日益突出.为此,设计了面向计算物理领域的数据存储模型--数值模拟网格数据模型(JAD),引入元数据管理机制,对数值模拟程序数据对象进行抽象与封装,在HDF5软件库基础上实现了高层I/O函数库(JADLib),集成先进的数据存储技术,提供直观、易用的应用程序编程接口(API),使得数值模拟数据以统一格式高效率地存储.目前,JADLib已推广应用于高功率微波、惯性约束聚变等领域多个数值模拟程序中,与元数据管理系统(JADIS)、并行可视化系统(JaVis)建立了耦合,使得用户可以直接利用这些系统进行数据的浏览、分析及可视化,促进了应用程序间的数据共享.     

ReDE:一个基于正则表达式的生物数据抽取方法

从异构生物数据源抽取数据,建立查询分析平台是目前研究的热点,而抽取过程会涉及大量相互依赖的元数据．充分利用这种依赖关系可降低维护工作量．基于正则表达式（RE）提出了ReDE抽取方法：通过围绕RE组建立分析树,设计了基于RE的关系数据库模式生成算法和通用抽取与组装算法,其特点是：RE是惟一的元数据,易于管理和维护．该方法奠定了生物数据库辅助设计工具和高自动化抽取工具的基础,已用于构建国内第1个整合的生物信息在线数据仓库．     

环境监测信息共享与时空表达研究

在我国环境监测体系的建设过程中,各种监测系统大多相互独立,缺少统一数据格式和系统规范,环境监测信息共享与可视化问题急待解决;针对此,研究了环境信息集成与共享技术,基于环境信息元数据内容及空问数据库管理引擎,提出了环境监测数据仓库的概念;同时还提出了面向对象的环境监测时空数据建模与时空表达技术;基于上述方法设计实现的环境监测信息共享与时空表达原型系统已投人广州市环境监测体系中测试;结果表明,基于广州市建立的包含信息共享与时空表达的环境监测平台,能够有效地形成一个全面监控环境质量与污染物排放情况的体系,为当地管理部门提供环境监测的数据管理、时空分析和可视化等决策支持服务.     

基于元数据的通用数据维护框架设计

针对数据维护程序代码重复、对需求变化适应性差等问题,提出一种以数据库表的元数据为核心的通用数据维护框架。该元数据模型能描述表之间的一般关系和基于面向对象的继承关系。框架实现了数据操纵SQL语句和数据维护程序界面的自动生成,并能自适应表结构的变化。实际应用验证了该框架的可行性和高效性。     

内容与结构相结合的科学元数据相似度计算

为更加精确的计算科学数据共享工程中科学元数据间的相似度,提出了一种内容与结构相结合的科学元数据相似度计算方法。在综合分析各个领域元数据特点的基础上,把科学元数据相似度的计算分为两个方面:内容相似度和结构相似度。其中内容相似度基于改进的向量空间模型计算而得,结构相似度包含元数据树的节点相似度和层次相似度两个方面,两者叠加计算出相似度值,并通过实验证明了该方法具有更高的准确性和有效性。     

数据仓库元数据集成技术研究与应用

元数据集成是数据仓库元数据管理的一项重要内容。文章在目前元数据集成研究成果的基础上,提出了一种基于SOA架构的数据仓库元数据集成技术。该技术以Web Service技术为应用框架,以CWM为元数据模型,采用XML设计元数据封装器,实现了分布环境下数据仓库元数据的集成与重用。文章重点介绍了系统的体系构架,及CWM元数据模型的结构设计和不同Web Service方法设计和调用。最后,将该技术应用到消防工程领域的一个实际数据仓库项目中,验证了该技术的可行性、有效性、实用性。     

移动相册的复杂网络分析*

带有照相功能的移动终端的普及,产生了大量的照片,记录了用户的日常生活,这些照片附带了大量的多维元数据如时间、地点、作者、事件等,如何利用多维的元数据有效管理这些照片是一个研究热点。创新地提出利用复杂网络的方法分析和可视化移动相册,将照片看做一个节点,利用照片的多维元数据之间的相关性建立照片之间的边,这样所有在相册中的照片就组成了一个多维复杂加权网络。分析了照片复杂加权网络的统计特性,揭示了其小世界特性。利用照片复杂网络,不仅可以可视化照片之间的多维关系,而且可以快速检索相关照片。