可视化方法与技术 计算机系统在各领域中的广泛应用导致海量数据的产生,数据处理能力的滞后迫切需要研究和开发新的信息处理技术和方法。基于此,海量、异构、时变、多维数据的可视化表示和分析在各领域中日益受到重视并得到越来越广泛的应用。 一、可视化概述 测量的自动化、网络传输过程的数字化和大量的计算机仿真产生了海量数据,超出了人类分析处理的能力。可视化提供了解决这种问题的一种新工具。一般意义下的可视化定义为:可视化是一种使复杂信息能够容易和快速被人理解的手段,是一种聚焦在信息重要特征的信息压缩语言,是可以放大人类感知的图形化表示方法。可视化就是把数据、信息和知识转化为可视的表示形式并获得对数据更深层次认识的过程。可视化作为一种可以放大人类感知的数据、信息、知识的表示方法,日益受到重视并得到越来越广泛的应用。可视化可以应用到简单问题,也可以应用到复杂系统状态表示,从可视化的表示中人们可以发现新的线索、新的关联、新的结 构、新的知识,促 进 人机系统的结 合 ,促 进 科学 决策 。 可视化充 分利 用计算机图形学 、图像 处理、用户 界 面 、人机交 互 等 技术,形象 、直 观 地 显 示科 学 计算的中间 结 果 和最 终 结 果并进 行 交 互 处理。可视化技术以人们惯 于接 受的表格 、图形、图像等方法并辅以信息处理技术将客观事物及其内在的联系进行表现,可视化结果便于人们记忆和理解。 可视化为人类与计算机这两个信息处理系统之间提供了一个接口。可视化对于信息的处理和表达方式有其它方式无法取代的优势,其特点可总结为可视性、交互性和多维性。 二、可视化技术 目前,可视化技术包括数据可视化、科学计算可视化、信息可视化和知识可视化等,这些概念及应用存在着区别、交叉和联系。 (一)数据可视化 数据可视化技术指的是运用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。 数据可视化的重点是将多维数据在二维或三维空间内显示,这对初步的数据分类理解是有意义的。针对于此,产生了许多数据可视化的技术,大体分为散点矩阵法、投影矩阵法、平行坐标法、面向象素的可视化技术、层次技术、动态技术、图标表示技术、直方图法及一些几何学技术等等。此外还采用主成分分析、因 子 分析、投影寻 踪 、主曲 线 、主曲 面、多维标度 图和自 组 织 映射 等方法将...