信息可視化的發(fā)展趨勢研究

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1、信息可視化的發(fā)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(chǔ)上，總結(jié)出信息可視化的4個發(fā)展趨勢，即以結(jié)構(gòu)為中心的可視化研究范式向潛在現(xiàn)象的動態(tài)屬性可視化研究轉(zhuǎn)移、信息可視化技術(shù)與分析科學相結(jié)合、以用戶為中心、可視化技術(shù)產(chǎn)品化與商品化［關(guān)鍵詞］信息可視化發(fā)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(shù)據(jù)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(shù)，在這個信息數(shù)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(fā)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(guān)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(fā)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(chǔ)上，筆者發(fā)現(xiàn)信息可視化呈現(xiàn)出4個趨勢，即以結(jié)構(gòu)為中心的可視化研究范式向潛在現(xiàn)象的動態(tài)屬性可視化研究轉(zhuǎn)移；信息可視化技術(shù)與分析科學相結(jié)合；以用戶為中心；可視化技術(shù)產(chǎn)品化、商品化1以結(jié)構(gòu)為中心的可視化研究范式向潛在現(xiàn)象的動態(tài)屬性可視化研究轉(zhuǎn)移的趨勢抽象信息的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的經(jīng)典例子。目前，正在出現(xiàn)一種趨勢，那就是以結(jié)構(gòu)為中心的研究范式正在向潛在現(xiàn)象的動態(tài)屬性可視化研究范式轉(zhuǎn)移，文獻對這種范式的轉(zhuǎn)移進行瞭討論，認為潛在現(xiàn)象的動態(tài)屬性可視化還沒成為主流。對潛在現(xiàn)象的動態(tài)屬性進行可視化不是一件容易的事，雖然在數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)為中心

4、的可視化研究范式。目前，對動態(tài)屬性的可視化研究已吸引著信息可視化領(lǐng)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(tài)屬性可視化的研究成果ThemeRiver是一個可視化系統(tǒng)，用來幫助用戶識別文檔集中與時間有關(guān)的模式以及變化趨勢，這種可視化技術(shù)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(yīng)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(shù)與分析科學相結(jié)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(shù)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(chǔ)上?？梢暬治鍪菙?shù)據(jù)分析與信息可視化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，目的是幫助人們從大量的、動態(tài)的並

6、且經(jīng)常自相矛盾的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)具有預(yù)見性的以及不可預(yù)知的現(xiàn)象與知識，並提供實時的、可防禦的並且可理解的判斷?？梢暬治黾夹g(shù)來源於科學分析以及信息可視化領(lǐng)域，並由生物以及國傢安全研究的需要來驅(qū)動和發(fā)展，目前已應(yīng)用於各個領(lǐng)域，並不斷融合瞭來自知識管理、統(tǒng)計分析、認知科學、決策科學以及其他領(lǐng)域的技術(shù)分析推理是運用人類的思維能力，根據(jù)事實材料和假設(shè)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(fù)雜動態(tài)的數(shù)據(jù)和環(huán)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(fā)展可視分析技術(shù)，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(guī)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(jié)論例如，可視化的異常情況檢測是可視分析的一個重要應(yīng)用，主要是從過去的事件發(fā)現(xiàn)事物之間的聯(lián)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(shù)據(jù)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?，F(xiàn)象的數(shù)量，而且可以理解異常的與標準的樣本之間的關(guān)系。並分別通過假想的數(shù)據(jù)以及經(jīng)濟時序數(shù)據(jù)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(yīng)急事件的處理中非常重要?？梢暦治霾惶赡艹蔀橐粋€獨立的研究領(lǐng)域，但會看到它在很多現(xiàn)有的領(lǐng)域、會議以及出版物中的增長和影響力。不過，成功的關(guān)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