空間信息可視化綜述

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1、Web空間信息可視化技術(shù)與方法綜述摘要：倍息可視化是吋視化研究領(lǐng)域的一個分支，是以川'視的形式展示倍息并提供交互機制，以促進信息汄知和理解為目標(biāo)的理論、方法和技術(shù)。信息可視化被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、科研、生活等各個領(lǐng)域，其不僅被學(xué)術(shù)界廣泛研究，還被工業(yè)界應(yīng)用到商務(wù)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、知識管理等多個領(lǐng)域，相關(guān)的研究論文、應(yīng)用系統(tǒng)層出不窮。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息纟n.織、信息處珂技術(shù)的進步，倍息可視化過程中的數(shù)據(jù)表示、可視化表征以及交互機制都可以在Web環(huán)境下進行、關(guān)鍵字：空間可視化；Web；發(fā)展現(xiàn)狀0引言在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，Web成為用廣接觸最多的應(yīng)用平臺，各領(lǐng)域的應(yīng)用都以Web的形式提供給用戶使用，Web因

2、其北?享性、易用性成為進行系統(tǒng)開發(fā)決策的重耍內(nèi)容。Ifu在Web環(huán)境下催生出的技術(shù)如Ajax、SVG、Applet、WebServices以及各種Web開發(fā)框架的不斷出現(xiàn)，為基于Web的系統(tǒng)開發(fā)提供了強存力的技術(shù)和平臺支撐。因此信息可視化灰用系統(tǒng)，作為信息可視化理論的承載媒介，需要也有必要將其實施于Web環(huán)境下，供更多的用戶使用。1空間信息可視化概述1.1定義首先可視化是在計算機圖形學(xué)中定義的，它是指川于創(chuàng)建圖形、圖像或動畫，以便交流溝通訊息的任何技術(shù)和//法；其次信怠可視化是指研究大規(guī)模非數(shù)值型信怠資源的視覺呈現(xiàn);繼而空間信息可視化是指運用計算機罔形圖像處理技術(shù)，將復(fù)雜的科學(xué)現(xiàn)象和A然景觀及

3、?些抽象概念閣形化的過程。1.2分類按可視化數(shù)據(jù)類型分，可以將信息可視化技術(shù)分為：一維、二維、三維、多維、層次、網(wǎng)狀、時序、文木、算法和軟件可視化技術(shù)。艽中一維、二維和三維是多維的特例，時序數(shù)裾為一維的特例。而層次類型為網(wǎng)狀類型的特例，文木類型則對/、V:普通文木或超文木，算法和軟件數(shù)據(jù)類型主要對應(yīng)勾算法流程及軟件源代碼的nH見化。按照可視化展示方法可以分為：網(wǎng)絡(luò)展示、層次展示、表格、吋間圖、圖解、地圖、圖標(biāo)。其屮網(wǎng)絡(luò)展示足指展示具有實體節(jié)點以及實體間聯(lián)系的可視化結(jié)構(gòu)；層次展示則為展示層次型數(shù)裾；表格展示方法則將可視化視圖以表格的方式進行組織；時間閣足將可視化視圖元素按照時間軸的順序排列；閣解

4、常常采用不規(guī)則繪制的方式對信息的P、j涵和結(jié)構(gòu)進行

5、'1由的展示，在結(jié)構(gòu)上靈活度較商；地圖足將視圖元素映射到地圖空問或物理華鉍空問屮；圖鉍是以某種圖標(biāo)的形式代表某種數(shù)據(jù)內(nèi)界。從川戶交互的角度出發(fā)可以將可視化技術(shù)分為：交互操作、視圖變換。其屮交互操作足指用廣通過對視閣、可視化結(jié)構(gòu)以及原始數(shù)據(jù)進行秉新設(shè)定，與可視化流程進行交丸，改變可視化結(jié)果。交互操作可以分為三類：對閣形屈性的操作、對數(shù)裾集介的操作以及對數(shù)據(jù)位的操作；而視圖變換則涉及到四類技術(shù)：視角控制、位罝選取、視圖縮放、視圖扭曲。2國外研究進展在信總可視化庖川屮，必須涉及到采川何種架構(gòu)方法，為川戶提供服務(wù)，按照分層視角，可以將信息可視化分為單

6、層架構(gòu)和多層架構(gòu)。其中單層架構(gòu)是指信怠可視化系統(tǒng)是單機版的,只能在用戶個人計算機上運行，可視化過程中采用的數(shù)據(jù)、處理邏輯、可視化算法和可視化視圖都集成在單一的軟件rt。而多層架構(gòu)則包含兩層的C/S模式及多層客戶機服務(wù)器模式，屮c/s模式的架構(gòu)將信息可視化過程及相關(guān)功能組件相隔離，分別負(fù)責(zé)不同的可視化功能，此吋客戶端往往作為信總可視化視圖展示和交互的界面，當(dāng)客戶端為瀏覽器吋，便成為B/S模式（瀏覽器/服務(wù)器模式）。而Web環(huán)境K的信息可視化是信息可視化在B/S模式下的實現(xiàn)，與之相關(guān)的模型都是逑立在B/S模式下的。2.1網(wǎng)格和Web服務(wù)隨著分布式系統(tǒng)開發(fā)從理論到應(yīng)川的發(fā)展，網(wǎng)格、Web服務(wù)等技術(shù)的

7、出現(xiàn)，在構(gòu)建Web應(yīng)用時，可以利用網(wǎng)格和Web服務(wù)提高數(shù)據(jù)運?能力和功能分布乂活度。因此在某些可視化領(lǐng)域，尤其是科學(xué)可視化領(lǐng)域（因為科學(xué)可視化對運算置的要求較高），開始出現(xiàn)了基于Web的分布式nH見化模型。在Web可視化領(lǐng)域，對可視化Web服務(wù)研究相對較多的為地理信息可視化（GSI）Web服務(wù)和科學(xué)可視化Web服務(wù)。其屮前者往往基于商川的GISWeb服務(wù)如Google地圖及GoogleEarth服務(wù)，而GSI領(lǐng)域中的開放地理信息系統(tǒng)聯(lián)合會（OpenGISConsortium,OGC）定義的數(shù)裾模型和在線服務(wù)（onlineServiees）也被廣泛/.、V:用。2.2新型的Web信息可視化方法的

8、開發(fā)在Web信息可視化時，往往采用一定的可視化方法，這甩提到的方法為可視化展示技術(shù)，即采川何種展示算法進行展示，并不涉及具體采川何種編程語言或工具包實現(xiàn)。在基于Web的信息進行nJ?視化時，往往利用己冇的可視化方法，但也由針對Web特定的信息進行可視化的。Seifert等就專門研究了標(biāo)簽云的可視化，提出了一系列的算法，保證標(biāo)簽云的可用性和美觀度。Oka等則提出了葙于Web的學(xué)術(shù)語義網(wǎng)的可視化方法，