信息可视化概述

图 1 可视化参考模型
可视化是从数据到可视化形式再到人的感知系统的可 调节的映射。主要包括三个过程： 原始数据到数据表的析取 过程； 数据表到可视化结构的映射过程； 以及可视化结构到 视图对象的转换过程。基于用户任务的不同，每个过程都可 以提供相应的交互操作，这里的交互操作主要是指为使用可 视化模型的用户提供的操作。对应上述三个过程的交互操 作分别为： 原始数据的筛选； 可视化映射的选择； 以及视图 转换。
信息可视化概述
□高 琳
【摘 要】为了及时的处理信息，利用信息，人们需要快速理解大量信息之间的关系和其中介绍了信息可视化参考模型，重点说明了可视化结构构成以及映射的特点。简述了其研究热点及应 用领域，并从设计角度出发，指出了未来的研究方向。
【关键词】信息可视化； 可视化结构； 交互操作 【作者简介】高琳，北京理工大学设计与艺术学院研究生
一、煤矿巷道支护理论 我国科研学者对煤矿巷道支护理论方面进行了许多研 究，进而提出了一 些 支 护 理 论，以 下 对 其 中 三 种 支 护 理 论 进 行简单介绍： （ 一） 联合支护理论。该支护理论认为： 在困难复杂的 煤矿巷道中，仅仅 提 高 支 护 体 刚 度，很 难 使 围 岩 变 形 得 到 有 效控制，应该先让后抗以及先柔后刚，柔让要适度，进行稳定
人们对映射的认知和识别度有所不同，针对某种特定的 特征关系，总是存在人们认知度较高的映射关系。例如，面
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关于煤矿巷道支护技术的探究
□张路亭
【摘 要】本文就煤矿巷道支护技术进行了探究。首先，简单介绍了煤矿巷道支护理论； 其次，分析了煤矿巷道锚杆支护技术的 发展及作用机理； 最后，分析探究了煤矿软岩巷道支护存在的问题及对策。
属性，可视化的难 点 就 在 于 从 数 据 表 到 可 视 化 结 构 的 映 射 。 可视 化 结 构 包 括 三 个 基 本 组 成 部 分： 空 间 基 （ spatial substrate） ； 图形元素（ graphical elements） ； 以及图形属性（ graphical properties） 。空间基决定了最终视图的空间维度，包括一 维、二维、三维； 图形元素为可视化视图中的主体，通常用来 代表要表现的数据特征，常用的包括点、线、面、体； 而图形属 性为图形元素的 一 些 视 觉 属 性，包 括 静 态 和 动 态 属 性，例 如 闪烁等动态，常用的图形属性包括尺寸、形状、方向、颜色（ 细 分为色相、明度、饱和度） 、纹理等。在可视化过程中，数据表 被映射为可视化结构，可视化结构在一个空间基中用图形元 素和图形属性对信息进行编码，三者交叉构成不同的视图对 象。当涉及到时间因素的时候，可视化对象往往会采用动态 播放的方式，我 们 可 以 假 设 动 态 播 放 只 是 实 时 的 静 态 视 图 切换。
（ 一） 原始数据到数据表的析取过程。原始数据到数据 表的析取（ extract） 过程往往是由可视化项目背景和目标决定 的，项目目标 决 定 数 据 表 内 容，数 据 表 内 容 决 定 析 取 过 程。 析取过程对应的用户交互操作主要指对原始数据的筛选，例 如淘宝网中可以筛选符合某种要求 （ 在女装中选择价位为 200 ～ 300 元的） 的对象。
【关键词】煤矿巷道支护； 锚杆支护技术； 作用机理 【作者单位】张路亭，山西三元煤业股份有限公司
由于煤矿开采广度与强度的持续增加，煤矿巷道的埋深 也不断增加，地质条件日益复杂，这些使煤矿巷道支护难度 提高。煤矿巷道支护过程主要包括木支护、砌碹支护、型钢 支护及锚杆支护。锚杆支护是既有效又经济的支护技术，使 巷道支护成本减少，使巷道支护效果提高，使工人劳动强度 降低，这些已经 被 实 践 经 验 证 明。 目 前 在 国 内 外，锚 杆 支 护 技术已经有了普遍应用，是煤矿实现高效及高产不可缺少的 重要技术。
（ 二） 数据表到可视化结构的映射过程。数据表基于数 学关系，可视化结构则基于能够被人的视觉有效处理的图形
图 2 可视化参考模型与可视化部分系统的对应关系
可视化系统正是针对从数据表到可视化结构的一个系 统模型。数据 的 特 征 关 系 层 是 针 对 数 据 表 的 又 一 次 处 理。 从特征关系和视图对象的关系来看，映射分以下几种： 一是 一对一映射，一个特征关系对应一个视图对象。可以减少学 习和 记 忆 过 程，有 利 于 利 用 用 户 的 主 流 知 识。 例 如： 温 度———颜色。二是一对多映射，一个特征关系对应多个视图 对象。当原始数据 维 度 较 低 时 比 较 适 用，有 利 于 减 少 误 解。 例如： 当用点来表示某地人口时，可以同时用点的大小（ size） 和颜色来表示该地的人口数量。三是多对一映射，多个数据 特征关系对 应 一 个 视 图 对 象，适 用 于 对 比 一 个 实 体 的 多 个 维度。
信息可视化的主要目的正是高效的与大型数据集进行 交互，发现隐藏 在 信 息 内 部 的 特 征 和 规 律。 另 一 方 面，现 代 的计算机技术无论在硬件性能还是软件技术方面都为信息 可视化的实现奠定了坚实的基础。
一、信息可视化参考模型 为了建立数据的可视映射，Stuart Card 等人提出了可视 化参考模型（ Reference Model for Visualization） ，见图 1：
信息可视化 （ Information visualization） 是一个跨学科领 域，旨在研究大规 模 非 数 值 型 信 息 资 源 的 视 觉 呈 现 ，以 及 利 用图形图像方面的技术与方法，帮助人们理解和分析数据。
K． Andrews 认为信息可视化是为便于消化和理解抽象信 息的空间和结构而对信息的视觉表示。B． Shneiderman 认为 信息可视化的能 力 是 展 示 统 计 数 据、股 票 交 易、计 算 机 目 录 或文献集合的模式、聚类、差别或孤立点。