第３５卷第１期

２０１４年２月河北科技大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶ０１．３５，Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１４１竺Ｉ！！！！！！！！！！！！！！！竺！！！！！！！！竺！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

文章编号：１００８—１５４２（２０１４）０１—００９１—１２ｄｏｉ：１０．７５３５／ｈｂｋｄ．２０１４ｙｘ０１０１６

信息可视化研究综述

杨彦波１，刘滨１，祁明月２

（１．河北科技大学经济管理学院，河北石家庄０５００１８；２．河北省军区通信站，河北石家庄０５００１１）摘要：信息可视化是可视化技术在非空间数据领域的应用，可以增强数据呈现效果，让用户以直

观交互的方式实现对数据的观察和浏览，从而发现数据中隐藏的特征、关系和模式。可视化应用非

常广泛，主要涉及领域：数据挖掘可视化、网络数据可视化、社交可视化、交通可视化、文本可视化、

生物医药可视化等等。根据ＣＡＲＤ可视化模型可以将信息可视化的过程分为以下几个阶段：数据

预处理；绘制；显示和交互。根据ＳＨＮＥＩＤＥＲＭＡＮ的分类，信息可视化的数据分为以下几类：一

维数据、二维数据、三维数据、多维数据、时态数据、层次数据和网络数据。其中针对后４种数据的

可视化是当前研究的热点。

多维数据可视化方法主要包括基于几何的方法、图标方法和动画方法等。基于几何的可视化

方式中最经典的就是“平行坐标系”方法。平行坐标系（ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）使用平行的竖直轴线

来代表维度，通过在轴上刻划多维数据的数值并用折线相连某一数据项在所有轴上的坐标点展示

多维数据。平行坐标系方法能够简洁、快速地展示多维数据，发展出很多改进技术。但是当数据集

的规模变得非常大时，密集的折线会引起“视觉混淆”（ｖｉｓｕａｌｃｌｕｔｔｅｒ），处理方法包括维度重排、交

互方法、聚类、过滤、动画等。其他基于几何的方法包括Ｒａｄｖｉｚ方法使用圆形坐标系展示可视化结

果；散点图矩阵（ｓｃａｔｔｅｒｐｌｏｔｍａｔｒｉｘ）将多维数据中的各个维度两两组合绘制成一系列的按规律排

列的散点图。基于图标的可视化方法用具备可视特征的几何形状如大小、长度、形状、颜色等刻戈Ｉｌ

数据，代表性的方法包括星绘法和Ｃｈｅｒｎｏｆｆ面法等。动画方法用于可视化中可被用来提高交互性

和理解程度，其缺点包括可能分散注意力、引起用户的误解、产生“图表垃圾”等。

时间序列数据是指具有时间属性的数据集，针对时间序列数据的可视化方法如下：线形图、堆

积图、动画、地平线图、时间线。

层次数据具有等级或层级关系。层次数据的可视化方法主要包括节点链接图和树图２种方

式。其中树图（ｔｒｅｅｍａｐ）由一系列的嵌套环、块来展示层次数据。为了能展示更多的节点内容，一

些基于“焦点＋上下文”技术的交互方法被开发出来。包括“鱼眼”技术、几何变形、语义缩放、远离

焦点的节点聚类技术等。

网络数据具有网状结构。自动布局算法是网络数据可视化的核心，目前主要有以下３类：一是

力导向布局（ｆｏｒｃｅ—ｄｉｒｅｃｔｅｄｌａｙｏｕｔ）；二是分层布局（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｌａｙｏｕｔ）；三是网格布局（ｇｒｉｄｌａｙ—

ｏｕｔ）。当数据节点的连接很多时，容易产生边交叉现象，导致视觉混淆。解决边交叉现象的集束边

（ｅｄｇｅｂｕｎｄｌｅ）技术可以分为以下几类：力导向的集束边技术、层次集束边技术、基于几何的边聚类

技术、多层凝聚集束边技术和基于网格的方法等。

收稿日期：２０１３－１０—１６；修回日期：２０１３－１１－２０；责任编辑：李穆

基金项目：国家自然科学基金（７１２７１０７６）

作者简介：杨彦波（１９８１一），男，河北任县人，讲师，博士，主要从事数据挖掘、信息可视化、商务智能方面的研究。

Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｇｙｂ？＠１６３．ｃｏｒｎ

杨彦波。刘滨，祁明月．信息可视化研究综述［Ｊ］．河北科技大学学报，２０１４，３５（１）：９１—１０２．

ＹＡＮＧＹａｎｂｏ，ＩＡＵ

２０１４，３５（１）：９１—１０２．Ｂｉｎ，ＱＩＭｉｎｇｙｕｅ．Ｒｅｖｉｅｗｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｅｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．