大規(guī)模層次信息可視化方法研究.pdf

1、信息可視化作為一種沒有精確數學模型的可視化技術，是一個發(fā)展迅速且影響深遠的交叉性研究領域，在以萬維網為信息載體的信息檢索(IR)，以及數字圖書館(DL)與人機交互接口(HCI)模型的設計領域已得到了廣泛的應用，是一種以人類認知能力為基礎的交互式地挖掘復雜數據結構內部潛在聯系模式的計算機輔助技術。
　　以層次結構來組織的數據模型是現實世界中比較常見的一種數據組織方式.在層次結構的信息可視化理論技術研究中，將抽象的信息看作樹中的一個節(jié)

2、點，同時將信息內部的節(jié)點間的聯系抽象為樹中連接節(jié)點之間的一條邊，最終將形成一顆對應于抽象信息的樹形結構，并運用可視化技術顯示在有效物理顯示區(qū)域內部，最終達到增強用戶認知能力的目的。關于層次信息組織方式中的樹狀結構數據集的可視化理論與方法研究領域已經有許多重要研究成果。然而，現有的可視化理論技術對于日益增加的數據結構復雜度以及數據規(guī)模的層次信息的有限區(qū)域內的可視化有著很大的局限性。
　　本文首先對經典的隨機樹生成算法進行了探討并做出

3、改進，使得最終生成樹的隨機性表現更為良好，將改進算法后產生的樹狀結構數據集用于樹布局算法的有效性測試，應用環(huán)形繪制算法(Radial Drawing)可視化于物理屏幕上，同時對可視化過程中出現的問題進行了探討并對算法做出改進，使算法可以適用于大規(guī)模樹可視化及導航瀏覽。
　　本文研究的主要內容包括以下幾個方面:
　　(1)對當前比較典型的樹可視化理論技術研究現狀進行了闡述，并對每一種算法的優(yōu)缺點進行了對比，同時提出了現有算法對

4、于大規(guī)模層次信息可視化的局限性。
　　(2)現有的隨機樹生成算法主要是面向人工智能領域設計的，算法并不需要生成大規(guī)模樹形結構，因此，現有算法生成的數據集不適用于測試大規(guī)模樹布局算法的有效性。本文在經典的隨機樹生成算法——GROW的基礎上，提出了規(guī)模限制的隨機樹生成算法，加入可控因子使得算法生成的樹的平衡性得到很大改善，通過實驗結果分析可知，改進后的算法所產生的數據集可以更好地用于樹布局算法的性能測試。
　　(3)環(huán)形繪制算法

5、對小規(guī)模且均勻的樹形結構可視化效果良好，但是算法的擴展性很差，當規(guī)模增大時會出現很多節(jié)點重疊的現象，算法的動態(tài)交互性很差，用戶不能根據自己的興趣選擇焦點內容供用戶觀察研究。本文在原有算法的基礎上加入了動態(tài)交互特性并且修正了同心圓半徑計算公式，實現了算法的不等間距繪制，利用動態(tài)交互時的不等間距繪制可以使得用戶選擇的焦點圓環(huán)更為清晰，改進后的算法可以更好地用于大規(guī)模樹形結構的可視化及導航瀏覽。
　　(4)文中涉及的實驗程序是基于ecl