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(shù)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(wǎng)為信息載體的信息檢索(IR)，以及數(shù)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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部潛在聯(lián)系模式的計算機輔助技術。
　　以層次結(jié)構(gòu)來組織的數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界中比較常見的一種數(shù)據(jù)組織方式.在層次結(jié)構(gòu)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(nèi)部的節(jié)點間的聯(lián)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(jié)構(gòu)，并運用可視化技術顯示在有效物理顯示區(qū)域內(nèi)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(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)集的可視化理論與方法研究領域已經(jīng)有許多重要研究成果。然而，現(xiàn)有的可視化理論技術對于日益增加的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復雜度以及數(shù)據(jù)規(guī)模的層次信息的有限區(qū)域內(nèi)的可視化有著很大的局限性。
　　本文首先對經(jīng)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(xiàn)更為良好，將改進算法后產(chǎn)生的樹狀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)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(xiàn)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(nèi)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(xiàn)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(xiàn)有算法對

4、于大規(guī)模層次信息可視化的局限性。
　　(2)現(xiàn)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(jié)構(gòu)，因此，現(xiàn)有算法生成的數(shù)據(jù)集不適用于測試大規(guī)模樹布局算法的有效性。本文在經(jīng)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(jié)果分析可知，改進后的算法所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)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(xiàn)很多節(jié)點重疊的現(xiàn)象，算法的動態(tài)交互性很差，用戶不能根據(jù)自己的興趣選擇焦點內(nèi)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(xiàn)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(jié)構(gòu)的可視化及導航瀏覽。
　　(4)文中涉及的實驗程序是基于ecl