書名: 大數(shù)據(jù)可視分析方法與應(yīng)用作者名: 陳為 巫英才 鮑虎軍等本章字?jǐn)?shù): 6171字更新時(shí)間: 2020-05-07 14:46:10
1.4 實(shí)例2——基于知識(shí)圖譜的交互關(guān)系瀏覽與分析
復(fù)雜數(shù)據(jù)的關(guān)系表達(dá)本質(zhì)上是多目標(biāo)對(duì)象的關(guān)系表達(dá)。語(yǔ)義上,復(fù)雜數(shù)據(jù)構(gòu)建了一個(gè)多目標(biāo)對(duì)象的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。本案例采用知識(shí)圖譜作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型,提出一套關(guān)系分析中所需要的數(shù)據(jù)模型,如圖1-13所示。我們將復(fù)雜數(shù)據(jù)構(gòu)建的多對(duì)象異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)映射到知識(shí)圖譜表現(xiàn)的多實(shí)體異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),在此基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮空間信息在分析工作中的重要性,以及空間信息作為復(fù)合數(shù)據(jù)在可視化中的特殊性,設(shè)計(jì)建模方案。數(shù)據(jù)模型具體包括:對(duì)象、對(duì)象的屬性、對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)、對(duì)象的空間結(jié)構(gòu)。與知識(shí)圖譜的實(shí)體、實(shí)體的屬性、實(shí)體之間的關(guān)系的模型相比,該模型更能表達(dá)和利用空間地理信息。

圖1-13 面向關(guān)系分析的數(shù)據(jù)模型
1.4.1 對(duì)象的可視化
根據(jù)Tamara Munzner的What-Why-How可視化分析框架(圖1-14),我們可以對(duì)領(lǐng)域數(shù)據(jù)進(jìn)行如表1-1所示的數(shù)據(jù)抽象(What)。

圖1-14 可視化分析框架
表1-1 領(lǐng)域數(shù)據(jù)到抽象數(shù)據(jù)類型的映射

通過任務(wù)操作和任務(wù)目標(biāo)的合理組合,我們得到如表1-2所示的異構(gòu)矩陣視圖用以表達(dá)本文中的任務(wù)抽象(Why)。
表1-2 異構(gòu)矩陣視圖

表1-2中矩陣視圖的設(shè)計(jì)目的在于結(jié)合給定數(shù)據(jù)模型,將任務(wù)拆解為一系列元任務(wù),降低系統(tǒng)可視化和交互設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。通過組合元任務(wù)的設(shè)計(jì)編碼或交互方式,達(dá)到解決復(fù)雜任務(wù)的目的。這些元任務(wù)根據(jù)語(yǔ)義層次不同,分為高層、中層、底層語(yǔ)義任務(wù)。越是底層的任務(wù),越基礎(chǔ),也易于設(shè)計(jì);越是高層的任務(wù),越接近人的知識(shí)理解。高層語(yǔ)義任務(wù)依賴于中層語(yǔ)義任務(wù),中層語(yǔ)義任務(wù)依賴于底層語(yǔ)義任務(wù),因此底層語(yǔ)義任務(wù)還可以實(shí)現(xiàn)高層語(yǔ)義任務(wù)的具化,后續(xù)章節(jié)將通過案例來解釋這樣的具化。
這種系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)方法可以高度地抽象數(shù)據(jù)、任務(wù),可以讓設(shè)計(jì)者避免受到領(lǐng)域信息的干擾,更準(zhǔn)確地認(rèn)知系統(tǒng),設(shè)計(jì)更加完善的設(shè)計(jì)編碼和交互方式;同時(shí)設(shè)計(jì)者可以對(duì)比和借鑒具有相似抽象數(shù)據(jù)、任務(wù)的其他領(lǐng)域系統(tǒng),以此優(yōu)化設(shè)計(jì)編碼和交互方式。
良好的設(shè)計(jì)編碼和交互方式有以下功能。
①提高用戶工作效率:直觀、易理解、易記憶的可視界面操作比命令行更加方便、有效。
②增加展示信息量:通過空間的復(fù)用,在有限的分辨率下向用戶展示更多的信息。
③降低用戶認(rèn)知成本:通過控制可視界面的細(xì)節(jié)程度,隱藏或突出部分?jǐn)?shù)據(jù),降低用戶對(duì)信息的認(rèn)知成本。
下面主要介紹系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)鏈接視圖、空間地理視圖、時(shí)間軸視圖、對(duì)象屬性視圖和統(tǒng)計(jì)視圖(橫向柱狀圖)。具體介紹表1-2中元任務(wù)的實(shí)現(xiàn),以及相關(guān)可視設(shè)計(jì)編碼和交互方式。所用數(shù)據(jù)來自Wikidata、Facebook、Twitter、LinkedIn以及本地文本文檔。
1.4.2 可視化
表1-1中的高維數(shù)據(jù)抽象了領(lǐng)域數(shù)據(jù)模型中的對(duì)象,在知識(shí)圖譜中則表現(xiàn)為實(shí)體。一個(gè)實(shí)體擁有唯一的URI作為標(biāo)識(shí)符,同時(shí)擁有自身的屬性、空間結(jié)構(gòu)以及與其他實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,且擁有確定的類型。在語(yǔ)義層面上看,實(shí)體表達(dá)了一個(gè)事物,較為具象,貼近人的理解,系統(tǒng)中對(duì)實(shí)體的操作,也是符合人的認(rèn)知中對(duì)相應(yīng)事物的操作。下面介紹結(jié)合不同語(yǔ)義任務(wù)中對(duì)數(shù)據(jù)的可視化設(shè)計(jì)。
1.4.2.1 數(shù)據(jù)的可視化
(1)底層語(yǔ)義任務(wù)
①識(shí)別單對(duì)象:用照片、形狀(圖形)、顏色編碼對(duì)象或?qū)ο蟮念愋停子谧R(shí)別(如圖1-15所示)。

圖1-15 層次布局的搜索結(jié)果
②比較多對(duì)象:并列對(duì)象屬性視圖,進(jìn)行比較(如圖1-16所示)。

圖1-16 比較多對(duì)象
③摘要對(duì)象集:關(guān)聯(lián)其他視圖+過濾,如圖1-17所示,通過關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)視圖中的類別統(tǒng)計(jì)中執(zhí)行過濾,從黃色高亮的對(duì)象集中摘要部分對(duì)象,并用橙色高亮表示。

圖1-17 摘要對(duì)象集
(2)中層語(yǔ)義任務(wù)
查取、查閱對(duì)象:獲取已知位置的已知或未知對(duì)象,可通過選擇對(duì)象實(shí)現(xiàn)。例如圖1-18中選擇A節(jié)點(diǎn)的操作。
定位對(duì)象:獲取未知位置的已知對(duì)象,導(dǎo)航+識(shí)別對(duì)象,例如通過縮放、平移等定位手段選擇圖1-18代表目標(biāo)對(duì)象的B節(jié)點(diǎn)。
瀏覽對(duì)象:獲取未知位置的未知對(duì)象,導(dǎo)航+選擇,例如探索圖1-18顯示范圍外的未知節(jié)點(diǎn)。

圖1-18 查閱、定位對(duì)象——力引導(dǎo)布局
(3)高層語(yǔ)義任務(wù)
標(biāo)記對(duì)象:選擇。
推導(dǎo)多對(duì)象的相關(guān)性:標(biāo)記對(duì)象+比較多對(duì)象,在圖1-16中選中對(duì)象,比較對(duì)象,其中對(duì)象信息窗口的高亮跟隨鼠標(biāo),由圖中信息可以推導(dǎo)出兩個(gè)對(duì)象是不同的人。
展示多對(duì)象分布:定位多對(duì)象+編碼。
發(fā)現(xiàn)多對(duì)象分布:展示多對(duì)象分布+重配(如改變布局算法),如圖1-15的層次布局,圖1-18的力引導(dǎo)布局,使用圖1-19的網(wǎng)格布局和圓環(huán)布局可以較為輕松地發(fā)現(xiàn)分布中關(guān)系集中的對(duì)象。

圖1-19 搜索結(jié)果的網(wǎng)格布局(左)和圓環(huán)布局(右)
1.4.2.2 屬性的可視化
表1-1中的屬性抽象了領(lǐng)域數(shù)據(jù)模型中對(duì)象的屬性,在知識(shí)圖譜中表現(xiàn)為實(shí)體除空間結(jié)構(gòu)以外的其他屬性。一個(gè)屬性是對(duì)其所屬實(shí)體自身信息的一個(gè)描述,屬性值根據(jù)類型的不同可能是類別型、有序型或數(shù)值型。時(shí)間屬性屬于數(shù)值型屬性,通過時(shí)間軸視圖進(jìn)行可視化;非時(shí)間屬性通過統(tǒng)計(jì)視圖中的橫向柱狀圖進(jìn)行可視化;另外數(shù)值型屬性可以通過熱力圖映射進(jìn)行可視化。
(1)底層語(yǔ)義任務(wù)
識(shí)別單對(duì)象屬性的分布、模式、異常:用橫向柱狀圖可視化對(duì)象屬性,如圖1-20屬性統(tǒng)計(jì)視圖(左)和熱力圖(右),右側(cè)顯示了對(duì)選中節(jié)點(diǎn)的屬性的統(tǒng)計(jì),將數(shù)值型屬性編碼到熱力圖的顏色。

圖1-20 屬性統(tǒng)計(jì)視圖(左)和熱力圖(右)
圖1-21為時(shí)間軸視圖。

圖1-21 時(shí)間軸視圖
復(fù)雜數(shù)據(jù)中,附帶時(shí)間信息的部分?jǐn)?shù)據(jù)可以抽取事件。事件作為特殊的實(shí)體,帶有時(shí)間屬性,通過一維映射的方式,可視化在時(shí)間軸上。用戶通過改變時(shí)間軸的跨度、精度,可以觀察時(shí)間的分布情況、特定事件的先后關(guān)系以及事件序列隱藏的特征等。
(2)中層語(yǔ)義任務(wù)
定位、瀏覽對(duì)象屬性的分布——導(dǎo)航,在圖1-20的屬性統(tǒng)計(jì)視圖中查找或?yàn)g覽獲取對(duì)象屬性的統(tǒng)計(jì)信息。
(3)高層語(yǔ)義任務(wù)
發(fā)現(xiàn)和展示對(duì)象屬性分布、極值:摘要對(duì)象+識(shí)別對(duì)象的分布、模式、異常,如圖1-22所示,在展示的對(duì)三個(gè)實(shí)體的統(tǒng)計(jì)信息中可以發(fā)現(xiàn):
①三個(gè)實(shí)體都是人(type屬性);
②三個(gè)實(shí)體都是男的(gender屬性);
③兩位名為“Barack Obama”,一位名為“Barack Obama,Sr.”(name屬性)。
統(tǒng)計(jì)視圖如圖1-22所示。

圖1-22 統(tǒng)計(jì)視圖
柱狀圖可用于查看多個(gè)對(duì)象在一個(gè)或多個(gè)維度上的數(shù)據(jù)分布信息。統(tǒng)計(jì)視圖以柱狀圖的方式,統(tǒng)計(jì)多個(gè)對(duì)象的屬性分布情況。對(duì)象的屬性根據(jù)數(shù)據(jù)類型可分為:類別型屬性、有序型屬性和數(shù)值型屬性。其中有序型屬性和數(shù)值型屬性的統(tǒng)計(jì)默認(rèn)根據(jù)其次序進(jìn)行可視化,便于發(fā)現(xiàn)對(duì)象屬性的分布、極值。
1.4.2.3 關(guān)系的可視化
對(duì)象之間的關(guān)系抽象了領(lǐng)域數(shù)據(jù)模型中對(duì)象之間的關(guān)聯(lián),在知識(shí)圖譜中表現(xiàn)為實(shí)體和實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。關(guān)系依賴于其對(duì)象存在,所以關(guān)系可視化流程部分依賴于對(duì)象可視化。大量的關(guān)系將不同的對(duì)象關(guān)聯(lián)起來,呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的形式,讓用戶更直觀地發(fā)現(xiàn)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中隱含的價(jià)值,比如觀察信息在關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中的流動(dòng)規(guī)律,或者關(guān)系網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)等。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可視化中,最核心的要素是布局呈現(xiàn)方式。我們針對(duì)節(jié)點(diǎn)鏈接圖的布局(圖1-23)做了一定的可視化設(shè)計(jì),以增強(qiáng)可視化效果。

圖1-23 節(jié)點(diǎn)鏈接圖在復(fù)雜關(guān)系上的布局應(yīng)用
不同的節(jié)點(diǎn)鏈接圖的布局,呈現(xiàn)出不同的網(wǎng)絡(luò)信息的隱喻,這里使用了四種不同的布局方法。
(1)力引導(dǎo)布局
如圖1-24(a)所示,力引導(dǎo)布局的核心思想是采用彈簧模型,使得布局在動(dòng)態(tài)變化后,節(jié)點(diǎn)之間不存在相互的遮擋。布局不僅美觀,對(duì)空間也有較高的利用率。通過力引導(dǎo)布局,能夠反映實(shí)體之間的親疏關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的拓?fù)鋵傩浴?/p>

圖1-24 節(jié)點(diǎn)鏈接圖的布局方法
力引導(dǎo)布局可以清楚地識(shí)別出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的核心人物(關(guān)鍵點(diǎn)),可以快速識(shí)別出社區(qū)團(tuán)體以及他們之間的關(guān)系,對(duì)網(wǎng)絡(luò)的中心性有較好的反映。因此,力引導(dǎo)布局在社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系描述中使用頻繁。
(2)層次布局
如圖1-24(b)所示,層次布局可以描述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中其他節(jié)點(diǎn)與關(guān)心節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)近距離,或是隱含的從屬或包含關(guān)系。例如,可在社交關(guān)系圖中查看興趣人的一級(jí)關(guān)系人脈、二級(jí)關(guān)系人脈等;或在分析的老板-公司-職員關(guān)系圖中,發(fā)現(xiàn)其中老板擁有哪些公司,每個(gè)公司雇用了哪些職員。
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖中,若關(guān)心其中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或是隱含的樹形結(jié)構(gòu)信息,層次布局具有不錯(cuò)的展示效果。層次布局中,不同層次上的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)分布可能不均勻,空間利用情況難以估計(jì)。采用正交的層次布局,層次結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)較為自然、直觀,但節(jié)點(diǎn)數(shù)量少的層次的空間利用率較低,圖1-24(b)便是正交的層次布局;對(duì)于節(jié)點(diǎn)數(shù)量隨層次深度加深而明顯增加的數(shù)據(jù),可以采用徑向的層次布局,能夠在不太損失層次結(jié)構(gòu)的情況下,更好地利用空間。在實(shí)際應(yīng)用過程中需要相互權(quán)衡,以提高布局的可讀性和美觀性。
(3)圓環(huán)布局
如圖1-24(c)所示,圓環(huán)布局更加關(guān)注節(jié)點(diǎn)兩兩之間的關(guān)系。所有節(jié)點(diǎn)平均分布在圓環(huán)上,易于觀察興趣節(jié)點(diǎn)與其他所有節(jié)點(diǎn)存在的關(guān)系,以及節(jié)點(diǎn)間一級(jí)關(guān)系的分布情況。
圓環(huán)布局較為突出的缺點(diǎn)為空間的利用程度較低。
(4)網(wǎng)格布局
如圖1-24(d)所示,網(wǎng)格布局是四個(gè)布局中空間利用率最高的布局算法,適合在未發(fā)現(xiàn)明顯特征的數(shù)據(jù)圖中查看圖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)和邊的簡(jiǎn)要信息。
網(wǎng)格布局的不足之處在于沒有明顯的隱喻信息。一般可以通過網(wǎng)格布局進(jìn)行初步探索,發(fā)現(xiàn)興趣節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征,進(jìn)而選擇更合適的布局算法,進(jìn)行后續(xù)分析。
當(dāng)關(guān)系分析的規(guī)模不斷增大時(shí),節(jié)點(diǎn)鏈接圖的問題和挑戰(zhàn)也漸漸突顯出來。一方面,由于屏幕像素的限制,在有限的空間中有效表達(dá)的信息十分有限。若按照上述布局方法,當(dāng)對(duì)象規(guī)模達(dá)到千級(jí)、關(guān)系規(guī)模達(dá)到萬(wàn)級(jí)時(shí),必然出現(xiàn)大量的對(duì)象和關(guān)系的視覺遮擋現(xiàn)象。視覺遮擋不僅使得節(jié)點(diǎn)或邊無法有效表達(dá)所代表的含義,同時(shí)給交互帶來極大的難題。另一方面,由于瀏覽器的性能限制,當(dāng)對(duì)象規(guī)模達(dá)到千級(jí)、關(guān)系規(guī)模達(dá)到萬(wàn)級(jí)時(shí),渲染實(shí)現(xiàn)可能需要用戶長(zhǎng)時(shí)間等待,瀏覽器的渲染速度問題也突顯出來,長(zhǎng)時(shí)間的等待必然影響用戶的交互體驗(yàn)。屏幕像素限制的解決方法一般包括減少圖元使用的像素?cái)?shù)、減少圖元數(shù)量、增加屏幕像素。渲染時(shí)間的解決方法一般包括降低圖元復(fù)雜度、減少圖元數(shù)量、提升設(shè)備性能。減少圖元使用的像素?cái)?shù)、降低圖元復(fù)雜度的方法可以保留數(shù)據(jù)整體詳細(xì)分布,但是降低了圖元編碼信息的能力,理論上圖元的最少使用像素?cái)?shù)為1,即最高有效表達(dá)圖元數(shù)量等于屏幕像素?cái)?shù);減少圖元數(shù)量的方法損失部分信息和部分分布,但可通過LOD(Layer of Detail)技術(shù),在交互過程中重現(xiàn)暫時(shí)損失的信息,或?qū)D元替換并編碼損失信息的統(tǒng)計(jì)特征,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的概覽。增加屏幕像素、提升設(shè)備性能的方法能夠最大可能地保留原始展示,缺點(diǎn)是成本增加,且可擴(kuò)展性不高。
在不考慮設(shè)備提升的情況下,我們?cè)诖笠?guī)模關(guān)系可視化場(chǎng)景中設(shè)計(jì)了節(jié)點(diǎn)鏈接圖的緊湊布局,可以對(duì)大規(guī)模關(guān)系進(jìn)行更加有效的可視化。
(1)緊湊的力引導(dǎo)布局
力引導(dǎo)布局對(duì)于小規(guī)模數(shù)據(jù),或者有著樹形層次結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù),可以得到較好的布局效果,如圖1-25(a)所示。但是對(duì)于大規(guī)模的數(shù)據(jù),尤其是在數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的連接比較雜亂的情況下,效果并不好。圖1-25(b)所示的圖包含3000個(gè)節(jié)點(diǎn)、18027條邊,節(jié)點(diǎn)的大小和節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系都是隨機(jī)生成的。

圖1-25 力引導(dǎo)布局案例
緊湊的力引導(dǎo)布局方案通過簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的圖元復(fù)雜度,減少甚至去除邊的圖元,達(dá)到提高渲染效率和有效展示的目的。緊湊的力引導(dǎo)布局的布局原理和力引導(dǎo)布局一致,只不過取消了邊的限制,可以讓節(jié)點(diǎn)均勻散布在屏幕上,較充分地利用屏幕空間,如圖1-26所示。

圖1-26 緊湊的力引導(dǎo)布局
該布局缺失了節(jié)點(diǎn)之間的連接信息,可以通過交互過程去彌補(bǔ)。當(dāng)鼠標(biāo)懸停節(jié)點(diǎn)上方時(shí),高亮該節(jié)點(diǎn)、該節(jié)點(diǎn)的一級(jí)關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)以及它們之間的邊,如圖1-27所示。

圖1-27 緊湊的力引導(dǎo)布局中的高亮交互
(2)緊湊的網(wǎng)格布局
緊湊的網(wǎng)格布局方案同樣通過簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的圖元復(fù)雜度、減少甚至去除邊的圖元,達(dá)到提高渲染效率和有效展示的目的。緊湊的網(wǎng)格布局根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重分配固定大小的矩形區(qū)域,可以充分利用屏幕空間。但是數(shù)據(jù)量達(dá)到一定規(guī)模之后(如3000節(jié)點(diǎn)),即使在1920×1080的屏幕上,也會(huì)呈現(xiàn)出擁擠的狀態(tài),如圖1-28所示,節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)信息可以采用與圖1-27相似的處理方法,通過交互的方式來展示。

圖1-28 緊湊的網(wǎng)格布局
(3)緊湊的層次布局(圖1-29)

圖1-29 緊湊的層次布局
緊湊的網(wǎng)格布局方案同樣通過簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的圖元復(fù)雜度,達(dá)到提高渲染效率和有效展示的目的。緊湊的層次布局表現(xiàn)為以關(guān)鍵對(duì)象為中心的多層環(huán)狀布局。距離中心關(guān)鍵對(duì)象的路徑越短,節(jié)點(diǎn)變得越少。從空間利用率和布局效果來說,大規(guī)模關(guān)系的場(chǎng)景下,徑向的層次布局優(yōu)于正交的層次布局。若簡(jiǎn)單地將到中心等距的節(jié)點(diǎn)排布于同一層圓環(huán)上,當(dāng)外層圓環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多時(shí),依然可能發(fā)生嚴(yán)重的遮擋問題,所以需要對(duì)基礎(chǔ)布局進(jìn)行改進(jìn),減少外層節(jié)點(diǎn)的遮擋。如圖1-29所示,控制每個(gè)環(huán)中的節(jié)點(diǎn)密度,根據(jù)節(jié)點(diǎn)密度調(diào)整環(huán)的寬度。緊湊的圓環(huán)布局設(shè)計(jì)結(jié)果為一層無中心的緊湊徑向?qū)哟尾季郑蕦⑵浜喜榫o湊的徑向?qū)哟尾季帧?/p>
①底層語(yǔ)義任務(wù) 不同布局下的關(guān)系網(wǎng)絡(luò),所運(yùn)用的編碼設(shè)計(jì)和交互方法基本相同,本節(jié)剩余部分用力引導(dǎo)布局進(jìn)行說明。
a.識(shí)別單對(duì)象關(guān)系:識(shí)別關(guān)系所屬對(duì)象,而后識(shí)別對(duì)象的關(guān)系(圖1-30)。在識(shí)別到“Barack Obama”和“Sportscenter”后,確認(rèn)識(shí)別到其中的“favoriteTVShow”關(guān)系。

圖1-30 識(shí)別對(duì)象關(guān)系
b.摘要對(duì)象關(guān)系集:關(guān)聯(lián)其他視圖+過濾(圖1-31),通過關(guān)聯(lián)統(tǒng)計(jì)視圖中的關(guān)系統(tǒng)計(jì)來執(zhí)行過濾,高亮摘要的部分對(duì)象關(guān)系(“hasHomeCountry”關(guān)系)。

圖1-31 摘要對(duì)象關(guān)系集
②中層語(yǔ)義任務(wù)(圖1-32)

圖1-32 查取、查閱、定位關(guān)系
a.查取對(duì)象關(guān)系:獲取已知位置的已知關(guān)系,可通過選擇關(guān)系實(shí)現(xiàn)。如圖1-32所示,選擇圖中的A關(guān)系(“hasHomeCountry”關(guān)系)。
b.查閱對(duì)象關(guān)系:獲取已知位置的未知關(guān)系,可通過選擇關(guān)系實(shí)現(xiàn)。如圖1-32所示,選擇圖中的B關(guān)系。
c.定位對(duì)象關(guān)系:獲取未知位置的已知對(duì)象,導(dǎo)航+識(shí)別關(guān)系,例如通過縮放、平移等定位手段選擇圖1-32中代表“Barack Obama”和“Michelle Obama”之間的C關(guān)系(“spouse”關(guān)系)。
d.瀏覽對(duì)象關(guān)系:獲取未知位置的未知對(duì)象,導(dǎo)航+選擇,例如探索圖1-32顯示范圍外的未知關(guān)系。
③高層語(yǔ)義任務(wù)
a.標(biāo)記對(duì)象關(guān)系:選擇。
b.推導(dǎo)對(duì)象關(guān)系:比較多對(duì)象,或觀察節(jié)點(diǎn)鏈接圖拓?fù)洹D1-32中存在“Barack Obama→spouse→Michelle Obama”和“Barack Obama→mother→Ann Dunham”,可以推導(dǎo)出“Michelle Obama→motherInLaw→Ann Dunham”,如圖1-33藍(lán)色連線所示。

圖1-33 推導(dǎo)對(duì)象關(guān)系
c.展示對(duì)象網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌憾ㄎ欢鄬?duì)象+定位多對(duì)象關(guān)系。
d.發(fā)現(xiàn)對(duì)象網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌赫故緦?duì)象網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?重配(如改變布局算法),可發(fā)現(xiàn)不同布局下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>
1.4.2.4 空間的可視化
(1)底層語(yǔ)義任務(wù)
①定位、標(biāo)記對(duì)象空間位置(圖1-34):用地圖坐標(biāo)編碼地理信息。

圖1-34 定位、標(biāo)記對(duì)象空間位置
②摘要對(duì)象空間分布:關(guān)聯(lián)其他窗口+過濾,如圖1-35所示為在空間地理視圖中摘要對(duì)象空間分布。

圖1-35 摘要對(duì)象空間分布
(2)中層語(yǔ)義任務(wù)
①查取、定位對(duì)象空間位置:定位、標(biāo)記對(duì)象空間位置,如圖1-34所示。
②查閱、瀏覽對(duì)象空間位置:識(shí)別、比較對(duì)象空間位置,可參考查閱、瀏覽對(duì)象。
(3)高層語(yǔ)義任務(wù)
①標(biāo)記對(duì)象空間位置:選擇,如圖1-36中紅框?qū)ο筮x擇的標(biāo)記。

圖1-36 地圖的框選
②展示多對(duì)象空間分布:定位多對(duì)象空間位置。
③發(fā)現(xiàn)多對(duì)象空間分布:展示多對(duì)象空間分布+選擇。
空間地理視圖 地理信息數(shù)據(jù)是描述事物的必要因素,對(duì)其的可視化至關(guān)重要。對(duì)于異構(gòu)數(shù)據(jù)的地理可視化,有助于觀察數(shù)據(jù)在地理分布上存在的規(guī)律、特征。
通過點(diǎn)數(shù)據(jù)地圖映射的方式,將代表實(shí)體的符號(hào)映射到相應(yīng)的位置。數(shù)據(jù)密集的區(qū)域,繪制的符號(hào)集中;數(shù)據(jù)稀疏的地方,繪制的符號(hào)分散。
熱力圖 在數(shù)據(jù)過于密集的地方,可能出現(xiàn)符號(hào)重疊等,難以看清所表達(dá)的數(shù)值,或難以比較不同區(qū)域的多少,熱力圖可以有效地應(yīng)付這樣的情況。通過將地圖分割為小單位,采用一定的重建或差值算法,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的數(shù)值,通過顏色編碼的方式呈現(xiàn)(越紅的地方,數(shù)值越高;越藍(lán)的地方,數(shù)值越低)。
熱力圖可以顯示多個(gè)實(shí)體同一數(shù)值維度在地理上的分布情況,默認(rèn)情況下,熱力圖展示實(shí)體的分布密度。
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