可视化技术范文

可视化技术范文（精选12篇）

可视化技术 第1篇

近些年来,国家自然灾害频发,特别是重大自然灾害,为国家造成了巨大的经济损失,同时也暴露出我国抗灾救灾中的一些问题[1,2]。在应急决策阶段,目前救助预案的启动主要依靠人为判断确定是否启动预案以及启动几级预案,然后按照预案的流程、规范进行物资调度、救助执行。这种应急过程完全依赖于人为决策,缺乏一个可视化的会商环境提供各种参考信息辅助决策,特别是在面临重大灾害时,对于物资的运送、救助路径的分析,现行的方式无法给与相关的详细信息及参考,因此,对于救助预案需要一个可视化的会商环境,对救助预案进行可视化以及相关分析,为应急决策提供直观、有用的参考信息[3]。

文章设计的预案可视化与推演系统通过预案可视化演示与推演技术、交互式远程会商与协同技术有机集成,构建灾害应急决策可视化决策环境,为专家远程协同会商提供决策分析与决策可视化工具,提高灾害应急救灾决策方案的可行性、准确性与快速反应能力。

二、系统体系结构

预案可视化与推演系统以预案库以及情景模型为基础,通过综合应用GIS、VR、FLASH等可视化先进技术,对应急预案中的各个关键要素进行抽象表达,以对应的复合图形符号在遥感影像图以及矢量电子地图上进行标注;同时以多空间尺度、多时间序列等多种方式对不同灾种的预案进行推演。

根据系统功能内容,预案可视化与推演系统采用三层体系结构,分别为数据层、通用曾、应用层。应用层使用基SWT控件设计多种服务界面提供服务,完成物资分布可视化、救灾力量可视化、救灾路线可视化、物资调配路线可视化、人员疏散路线可视化、趋势推演、灾害损失预评估功能。通用层提供各种功能的接口,为应用层提供服务:使用Flash展现可视效果的接口、使用符号的动画展现可视效果的接口、使用音频与视频展现可视效果的接口、使用虚拟现实技术可视效果的接口。数据层提供通用层所使用到的遥感影像地图、矢量地图、DEM数据、预案库模型数据及基础图片数据。系统体系结构图如下图所示。

三、系统功能设计

根据系统的总体设计,系统主要包括两个功能,分别是预案可视化和预案趋势推演。

1、预案可视化

预案可视化是基于GIS、FLASH、VR等技术,针对应急预案库中的文字、图形、表格等三位一体的各类应急预案进行可视化表达以基础地理信息地图、遥感影像为背景,应用图形标绘以及计算机动画模拟等多种方式展现应急预案中的各类基本要素。主要包括了以下功能:

(1)地图基本操作:对遥感影像地图、矢量地图、DEM数据进行叠加显示和地图信息浏览,包括:地图的放大、平移、缩小、二维三维切换、快速定位、点选、俯视、平视、全图显示、鹰眼功能。

(2)地图标注:对遥感影像地图的文字标注功能、图片标注功能、路线标注功能和面状标注功能,系统管理员和系统使用者可使用更多方式进行特定位置的地图标注,以直观、醒目的效果展现当前地理的信息。

(3)物资分布可视化:展示救灾物资分布情况,系统管理员和系统操作者可使用多个不同条件查询得到当前灾区的救援物资分布情况,以直观、醒目的效果展现在地图上。可以查询出指定地点的救灾减灾物资的详细储备地点、物资种类、数量级别、分布状况及相关信息,以及输出本次查询的内容,以备用和打印本次的物资分布查询结果。

(4)救灾力量可视化:应用文字标注、图片标注等标注功能,完成救灾力量的展现功能,系统管理员和系统操作者可使用多个不同条件查询得到当前灾区的救援力量分布境况,以直观、醒目的效果展现在地图上。

(5)救灾路线可视化:使用文字标注、图片标注、路径标注等完成救灾线路的展示功能,系统管理员和系统操作者可使用多个不同条件查询得到当前灾区的救援路线分布境况,以直观、醒目的效果展现在地图上。

通过救灾路线可视化查询功能,选择救灾力量所在地区名称和受灾地区名称,可以查询出救灾路线的最近、最优路线的可视化信息,包括路线的长度,路线的状况:毁坏程度、阻塞程度、通行度,救灾路线的类型,以及对应路线的详细说明信息。

(6)物资调配路线可视化:通过使用文字标注、图片标注、路径标注和面状标注等功能来展现物资调配路线。系统管理员和系统操作者可使用多个不同条件查询得到当前灾区的物资调配路线状况,以直观、醒目的效果展现在地图上。

通过物资调配路线可视化查询功能,选择救灾物资所在地和受灾地区名称,可以查询出救灾物资调配路线的最近、最优路线的可视化信息,分别用不同的文字标注、图片标注、路径标注展现物资类型、物资数量、路线状况、路线通行度等物资调配路线的基本信息。

(7)人员疏散路线可视化:通过文字标注、图片标注、路径标注和面状标注等展现人员疏散的路线。系统管理员和系统操作者可使用多个不同条件查询得到当前灾区的人员疏散路线状况,以直观、醒目的效果展现在地图上。

通过人员疏散路线可视化查询功能,选择受灾地区名称,可以查询出最近、最优、备用的疏散路线,以文字标注、图片标注、路径标注来展现灾害地区人员的数量、分布信息,及人员疏散路线信息:路况通行度、毁坏度、阻塞度等。

(8)符号管理与定制:完成符号图片的上传、管理及模板定义。可以对不同级别的符号进行分类管理,可上传不同的符号图片。包括了符号管理添加、修改、删除功能,符号定制选择,修改等功能。

2、预案趋势推演

趋势推演是利用基于情景分析模型的推演模拟与态势演播技术,包括基于洪涝灾害、地质灾害、低温雨雪冰冻灾害等多种情景分析模型,应用图形标绘以及计算机动画等方式推演模拟不同情景中,随着时间的逐渐变化,在承灾体、蕴灾环境、致灾因子的共同干预下,预案的执行过程、实施效果、影响范围以及变化趋势。主要包括了以下内容:

(1)救灾路线推演:以动画形式展现,随着时间的推移,在路况阻塞度、毁坏度、通行度变化的情况下,救灾队伍可能到达的位置,并附有救灾队伍人员状态基本信息。

(2)人员疏散推演:以动画的形式展现,随时间的推移和位置的不同,灾区人员的疏散情况,包括疏散的速率、已疏散和未疏散的人员数量、疏散人员所到达的位置,及身体状态等情况信息。

(3)物资调配路线推演:以动画的形式展现,随着时间序列的不同,物资的调配情况、物资是否已经到达指定地点、物资是否予以发放、救灾物资储备状况、各类型救灾物资需求比率等信息。

四、应用实例

基于上述设计思想,我们实现了预案可视化与推演技术系统,系统可以对预案进行可视化展示,用户通过展示平台可以清楚的了解到预案的执行情况,趋势推演的效果,为应急决策提供依据。以下为系统界面设计。

1、系统总体界面展示

2、系统使用图例展示

3、救灾路线展示

4、救灾物资情况展示

五、结论

预案可视化与推演技术系统采用了基于GIS、FLASH、VR等技术的可视化表达方法,实现了急预案库中的文字、图形、表格等要素的可视化表达;采用了基于情景分析模型的推演模拟与态势演播技术,实现了预案灾害场景的重现和应急救助资源配置与调度和灾民转移安置的可视化模拟。系统的实际应用表明,预案可视化与推演技术系统为灾害应急决策提供了可视化的决策环境,提高了灾害应急救灾决策方案的可行性、准确性与快速反应能力。

参考文献

[1]孙斌,韩传峰.城市灾害应急管理体制研究[J].自然灾害学报,2009,18(1):39～44.

[2]张明媛,袁永博.基于现代信息技术的城市灾害应急管理系统[J].防灾减灾工程学报,2008,28(3):382～387.

地图可视化的技术和分类 第2篇

地图可视化的技术和分类

可视化技术已远远超出了传统的符号化及视觉变量表示法的水平,进入了在动态时空变换、多维可交互的.地图条件下探索视觉效果和提高视觉工具功能化阶段.本文介绍了地图可视化的特点,分析了地图可视化的九项主要技术,在此基础上研究了目前可视化地图的三种分类,即动态地图、虚拟地图和超地图.由此了解到地图可视化在地图制图学中的重要地位和作用,随着网络技术、虚拟现实技术等各种技术的提高,地图可视化将得到进一步的发展.

作 者：樊彦国 孙秀玲 FAN Yan-guo SUN Xiu-ling 作者单位：中国石油大学,地球资源与信息学院,山东东营,257061刊 名：测绘科学 ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING年，卷(期)：32(4)分类号：P282关键词：电子地图 动态地图 地图可视化 可视化技术貂

可视化技术 第3篇

关键词：声谱分析  声乐教学  可视化

所谓声谱，主要指的是用来描述声音中所包含成分和音色所体现出来的声学能量的分配模式的工具。在声乐教学中，声谱所起到的作用是不容忽视的。随着我国科学技术发展脚步的不断加快，声谱分析技术也得到了进一步完善，从根本上实现了声乐教学可视化。不仅促进了教学目标的顺利实现，而且对声乐教学质量的提升也具有重要意义。

一、声谱分析技术

歌唱是言语与旋律的结合，是人们表达内心感受的一种方式。虽然唱歌在某种程度上可将其视为语言的延伸，但与语言的规范化相比，唱歌要显得更有难度，比如说在歌唱的过程中，歌唱者要对音强、音高、音色以及音长等进行有效控制，一旦控制不好，歌唱演绎便不能够将作品的内在感情充分体现出来。然而，想要将以上内容做到有效控制，并不是一件容易的事。不仅需要演唱者具有扎实的歌唱基本功，而且还要经过系统的发声和歌唱训练。声谱分析技术作为声乐教学中的一项重要工具，对培养学生的综合素质具有重要意义。

声谱分析技术能够将歌唱者的声音质量和色彩充分体现出来，利用声谱进行日常训练，基本都是以唱元音为主，这种训练方式可以将歌唱者的音色变化更好地在声谱中展现出来，同时改变以往的“教师说，学生唱”的教学模式，使学生不仅能够听到自己的声音，而且还能够看到自己的“声音”，并将自己的声音与样本声音作对比，更加充分的认识到自身的不足之处，从而采取针对性的强化训练来不断完善自己。此外，在利用声谱对歌唱声进行分析的时候，应该注意对女声，尤其是女高音的高音阶发声，在这种发声的时候，声带振动和男声发假声时的声带振动是不一样的，谐波振幅很快减弱及谐波之间较大的频距，就使对应的声谱上的高共振峰比男声真声，发声的高共振峰弱得多，男假声也有类似情况。

二、声谱分析技术在声乐教学中的应用

声谱分析技术目前在声乐教学中已经得到了广泛应用，其不仅从根本上提高了声乐教学的整体效果，而且对教学活动的顺利开展也起到了重要意义，因此，得到了诸多声乐教师的青睐。

（一）传统的声乐教学模式

声谱是一种图形表示，从图形中我们不仅能够获取不同频率的振幅，而且还能够对各个频率的分量有一个明确的了解。随着我国计算机技术和网络技术的飞速发展，其在声乐教学中的应用也越来越广泛，这也在一定程度上推动了声谱分析技术的完善，完善过后的技术能够通过图像更好的将声音质量反映出来，以歌唱中的气息为例，优秀的歌唱者在唱歌过程中所呈现出来的声谱，不仅深浅明显，而且气息充足，均匀连贯。共鸣的声音能够持续较长的时间，反之，则较短。因此，利用声谱对歌唱气息进行研究，我们可以采用空气动力学来完成对气息深度和容量研究，同时，还可以对各个状态下能够对声音产生影响的因素进行全面掌握，从而更好地对声音的质量进行控制。然而，在传统的声乐教学模式下，对声音质量的评判完全依靠听觉，无法将视觉作用充分融入到其中，这必然会在一定程度上导致对声音质量的评判存在误差，不能起到科学的参考作用。但是，声谱分析技术的加入，便可以将视觉和听觉有效结合起来，对歌唱者的声音质量进行分析，并对其在演唱过程中出现的问题归纳总结，其教学效果更加明显，从而更有利于教师的教学及学生对自身声音的了解，也更能极大地提高教学质量。

（二）声谱分析技术在声乐教学中的应用

随着声谱分析技术的不断优化与完善，其应用范围也在逐渐扩大，目前，声谱分析技术在医学临床上也具有广泛应用。因其能计算声谱参数，所以被用作医学诊断的依据。利用声谱分析技术开展声乐教学，可以使声乐教学的可视化目标顺利实现。在教学过程中，教师可以利用声谱分析技术对每个学生的嗓音进行有效评估，从而针对学生的实际情况，采取针对性的强化训练，使学生的学习效率能够得到进一步提升。除此之外，声谱分析技术对于学生嗓音治疗也具有重要意义。通过声谱参数，我们能够对歌唱者的音调和基频进行有效掌握，由于音调的提高，使声音的响度也在增加。从语谱上的表现，也可见各共振峰灰度，在增加使用共鸣与不用共鸣。在语谱上有差异，表现在使用共鸣，第二、第三共振峰响度明显增加。专业发声使用共鸣与非专业发声使用共鸣发声，在第二共振峰表现得更明显。由此可见，将声谱分析技术应用到声乐教学中，不仅能够更好的对学生的不足之处进行完善，而且还能够很大程度上提高教学质量，促进声乐文艺事业的可持续发展。

三、结语

综上所述，随着我国科学技术的飞速发展，声谱分析技术也得到了进一步完善。从本文的分析我们能够看出，声谱分析技术作为实现声乐教学可视化的一项主要工具，对声乐教学质量的提升具有重要意义。因此，在未来的时间里，声乐教师必须重视声谱分析技术的应用，并确保其作用能够在声乐教学中充分发挥出来，以此来促进教学质量的提升。

参考文献：

[1]晓红.声谱分析技术在声乐教学中的应用[J].电子测试，2014，（09）.

[2]杜士武.声乐教学中声谱分析的应用[J].四川戏剧，2013，（03）.

可视化数据挖掘技术 第4篇

数据挖掘是一门交叉性学科,已经并且将继续与机器学习、偏差检测、模式识别、数据库、数理统计、人工智能、专家系统知识获取、数据可视化以及高性能计算领域的交叉研究相联系。数据挖掘的对象可以是结构化的,如关系数据库中的数据,也可以是半结例,如文本、图形、图像和视频数据,甚至是分布在网络上异构型数据。统一的目标是从大数据库的原始粗糙的数据中提取高级别的知识。发现了的知识可以被用于信息管理、查询优化、决策支持、过程控制等,还可以用于数据自身的维护,数据挖掘从一开始就是面向应用的,对特定的应用任务和目的,特定的数据挖掘技术将会涉及到各种不同的领域,开拓特定的研究方法的应用。

2 可视化数据挖掘

2.1 含义

所谓“可视化”(Visualization)是指在人通过视觉观察并在头脑中形成客观事物的影像的过程,这是一个心智处理过程。可视化提高了人们对事物的观察能力及整体概念的形成等;可视化结果便于人的记忆和理解,同时其对于信息的处理和表达方式用其他方法无法取代的优势。可视化技术以人们惯于接受图形、图像并辅之以信息处理技术,将被感知、被认知、被想象、被推理、被综合及被抽象了的对象属性及其变化发展的形式和过程。通过形象化、模拟化、仿真化、现实化的技术手段表现出来。可视化不仅是客观现实的形象再现,也是客观规律、知识和信息的有机融合。

2.2 提出

前面已经介绍,数据挖掘和可视化技术是两种相对独立的研究领域,都与计算机相关学科有着密切的联系。但它们又联系密切,数据挖掘过程需要可视化技术支持,可视化分析本身就是挖掘知识的过程。其中,“可视”是指“将某些不可见的或抽象的事物表示成为看得见的图形或图像”;“可视化”是指使用计算机创建可视图像,从而为理解那些大量的复杂数据提供帮助。它包含了对于数据挖掘生命周期的3个阶段:数据准备、模型生成、知识使用的创造性的可视化表达。这个也就暗示了将数据挖掘可视化分成4部分,其中前3个部分对应于一个阶段,最后一部分就是对数据挖掘整个应用过程的可视化,所有4个部分的目标都是为了提高信息和知识在工程师和数据挖掘流程之间交流的方便性。更进一步的描述如下:

(1)数据准备。数据准备阶段的可视化的目标就是将数据预处理的功能以可视化的形式进行。也就是将对于原始数据安装要求进行处理的过程以一种可视化的形式进行。这里可视化操作的内容包括:丢失值的处理、数据转换、数据采样和修剪等。

(2)模型生成。模型生成阶段的目标就是将模型创建的整个细节以一种可视化形式呈现出来。训练集、模型的选择、参数的设定、训练过程的细节、结果的存储都是这个阶段的工作。

(3)知识使用。该阶段的可视化呈现目标是通过将数据挖掘过程的结果可视化的形式呈现出来,从而帮助获取知识。在大多数情况下,数据挖掘算法的结果比如关联、分类等,都是以一种人类的视觉系统很难理解的方式存在的。

(4)流程可视化。数据挖掘流程可视化的目标就是将数据挖掘的整个过程用一种可视化的形式展现在用户的面前。这样,也可以给知识分析师更多的自信以指导下一步的工作。

3 发展趋势

目前,可视化技术和数据挖掘技术的集成问题己经引起研究者们的高度重视,已经有人开始这方面的研究。但可视化技术运用于数据挖掘,一般是作为表达工具,如生成最初的视图,解析复杂结构的数据和显示分析结果,而分析方法本身并不包括可视化。可视化与分析数据挖掘技术之间的松散关系代表了当今数据挖掘可视化系统的主要状况。现有的相互插入策略,只是简单地将分析过程和图形可视化交错在一起,这突出了两者的缺欠和限制。为此,要增加用户参与KDD过程的巨大潜力,并且帮助终端用户理解全部过程,在信息可视化和数据挖掘的结合中,实现功能更强的交互性。未来的工作包括两个方面:

(1)针对复杂的信息结构如Web数据和文本等半结构化、非结构化的数据开发合适的可视化挖掘方法;

(2)将各种可视化方法与来自统计学、机器学习、运筹学、仿真技术的传统方法紧密结合,融入大数据挖掘的过程中,把快速、自动的数据挖掘算法与人脑的认知能力、判断能力结合起来,改善可视化数据挖掘过程的质量和速度。

参考文献

[1].NAHUM D GERSHON,STEPHEN G EICK Information Vi-sualization[J].IEEE Computer Graphics and Applications1997,7(8):29-31.

[2].KEM D A,KRIEGEL H P,ANKERSTM.Recursive Pattem:ATechnique for Visualizing VeryLange Amounts of Data[c]//Proc Visualization 95.A tlanta:IEEE Computer Society Press,1995:279-286.

[3]郑弈.数据挖掘可视化组态模型及其实现[硕士学位论文].上海东华大学信息科学与技术学院,1999.

[4]余世银,乐嘉锦,等.数据挖掘可视化研究.东华大学学报(自然科学版),2001(4):102-106.

图书馆信息管理可视化技术研究论文 第5篇

想要不断完善图书馆信息管理可视化技术，就必须从以下几方面做好工作：第一，根据本馆的馆藏资料格局、人力和经费等条件，结合区域内社会发展对信息的需求，对馆藏信息进行重组，建立各种与教学、科研及人们日常生活息息相关的特色数据库，使读者可以快速检索到所需信息。第二，建立信息数据指引库，通过对指引库的访问检索到相关信息的具体馆藏路径，方便检索信息。第三，实施标准化、规范化的数据库信息，采用统一高效的网络检索工具，做到人机检索有效互换，提高检索的准确性，为后期各图书馆的联网打好基础。第四，对各馆的馆藏资料实施资源整合，形成新的资源体系，让用户能够通过统一的检索平台查找各个图书馆的馆藏信息，从而实现信息资源的高效利用。第五，对新一代的电子用户进行相关基础教育，比如优化本馆网上资源的配置及检索途径，Internet相关服务项目、使用方法和技巧，从而吸引更多的读者进行检索阅读。第六，提高馆藏工作人员的整体业务水平，要求馆藏人员具备相应的计算机应用等级水平和英语等级水平，能够熟练运用互联网搜索相关资料，熟练运用英语进行人机互动，招聘适应新时代需求的数字图书管理人员。第七，建立健全网络技术人员考核制度，加强服务意识和事故应变处理能力，保证网络系统稳定有效运行。第八，完善数字化图书馆信息系统的语义表达。所谓语义就是数据和符号所代表的含义及含义之间的关系，是对数据的抽象和组织的更高层次的逻辑表达。信息检索的难点就是简短、模糊的用户查询与存在的海量文档之间不匹配的问题，解决该问题就要增加文档和用户查询的语义表达，随着互联网向语义网络不断深化发展，网络平台不仅仅只提供简单的通信服务，而是要达到人机之间智能的交互理解，从而为人们共享知识、交流思想提供更好的服务。

5结语

现代信息可视化技术不断发展，使抽象的信息以图像、声音等形式直观地展示出来，可视化检索技术作为信息可视化发展的重要内容，缩短了用户理解信息的时间，实现了用户感觉与思考之间的有效反馈，随着新型检索技术的不断开发，还能有效将人的认知能力融入信息检索过程中，为信息检索开拓新的领域，提升信息检索的层次和水平。信息检索的可视化发展作为图书馆信息管理可视化的重要组成部分，充分发掘了人类对图像的处理能力，提高了人们的认知能力，符合当今社会“读图”的趋势需求；同时，使检索过程更具透明化，提高了用户的检索兴趣，实现了良好的人机对话环境和高效的信息检索过程。虽然我国信息检索可视化尚处于初级阶段，面临着许多待解决的问题，但是我们坚信，信息检索可视化的普及应用即将到来。

可视化技术 第6篇

关键词：可视化技术；电力信息；运维

中图分类号：TM73：TP315 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0065-02

为了应对信息化时代，国家电网公司对电力系统进行了大规模的信息化建设，配电网信息系统进入了“大网络、大系统、大集中、高可靠性、高安全性”的“三大两高”时代，信息化工作的重点也逐步转移到电力系统的运维中来。

在新形势下，如何更直观、清晰的展示电力系统的运行数据，提高运维管理工作的效率是电力系统解决的重要课题。

可视化技术是解决此问题的重要方法，在电力系统运维管理过程中引入可视化技术，并逐步实现其规范化，建立高效的运维管理体系，降低电力系统的运营成本，为实现公司的战略目标提供帮助。

基于此，笔者对可视化技术在电力系统运维中的应用进行探讨。

1 可视化技术在电力系统运维中应用的基本要求

可视化技术在电力系统运维中应用的目标是要实现电力系统不同业务系统之间的“主动监控、统一管理、可视化运维”的一体化管理，通过一体化管理能及时发现电力系统运行过程中出现的各类故障、隐患及风险，降低运营成本，提高运维工作效率。

具体来说，可视化技术在运维工作中的应用应该满足下述要求：

第一，对电力系统中的UPS电源、服务器、数据库、防火墙、电力设备等各类设备的数据信息进行实时监控；

第二，对电力系统的各类数据信息资源进行统一管理、监控及预警分析；

第三，电力系统运行过程中采集到的各类数据信息，如事件信息、性能数据等进行技术的存储、分析、告警等，并用图表进行直观的显示；

第四，可视化技术在电力信息系统运维中的应用不能降低、影响各类业务系统运行的安全性和可靠性；

第五，可视化技术在电力信息系统运维应用时不仅要能及时监控配电网的运行状况，还要及时监管自身的状况及资源占用情况；

第六，可视化技术在电力信息系统运维中应用不仅要允许用户对采集到的数据信息进行浏览和操作，还能通过分层级权限管理，实现对用户分层分区的访问管理。

2 可视化技术在电力信息系统运维中应用的基本 原则

2.1 统一规划原则

可视化技术在电力信息系统运维中应用应具有明确的发展方向和思路，必须要统一规划，在电力信息系统的全局上做到统筹安排、科学规划，对电力信息系统运维管理的架构和数据模型实行统一的管理和控制。

2.2 分步实施原则

可视化技术应用到电力信息系统的运维中并非一朝一夕的事情，必须要进行详细的规划和布局，要有计划、有步骤的实施，坚持循序渐进、迭代实施的原则。具体来说，可从下述几方面逐步实施：

第一，横向扩展。可视化技术可先使用到电力信息系统的个别业务中，然后再逐步扩展到所有业务中，规模上也是从小到大稳步扩大和推进；

第二，纵向加深。可视化技术应用到电力信息系统运维工作中功能并不完善，要持续不断的进行细化和完善，模块和子模块的数量应该是从少到多，从无到有；

第三，制定计划。要确保可视化技术在电力信息系统运维工作中的应用效果，必须要制定应用计划，并要“有重点、分阶段”的逐步展开。

2.3 高性能原则

可视化技术在电力信息系统运维中的应用要坚持高性能的原则，具体表现在下述两方面：

第一，可视化技术应用到电力信息系统运维工作中，要最大限度的减少对系统各类监控设备的影响，不能改变目前系统的运行状况和环境，可视化技术的应用要能与平台的设备适应，可视化技术应用时占用的各类资源，如内存、数据库、网络宽带等尽量要少，要满足设定的目标；

第二，可视化技术应用在电力信息系统运维工作中对数据信息的处理效率要具有相当的广度和深度，不仅要具有预警的功能，还要具有实现对数据信息的分析和优化功能，并能展示和生成对应的图表、报表。

2.4 可视化原则

可视化技术在电力信息系统应用时，对于数据的组织和处理要以图表、关联、对比等形式直观、便捷的展示数据，展现关键数据信息的未来走向趋势。

3 可视化技术在电力信息系统运维中应用的核心架 构及具体内容

3.1 核心架构

可视化技术在电力信息系统运维中应用时，核心架构的设计要符合电网调度、数据标准及信息技术规范的要求，确保电力系统的安全性、可靠性和实用性。可视化技术的核心架构包括4个层次，这4个层次分别为监控资源层、数据采集层、数据处理层及界面展现层。

3.1.1 监控资源层

监控资源层是指可视化技术进行监控的内容，主要包括下述几方面：精密空调、UPS电源、数据库、网络等，除此之外，为了更全面、系统的了解电力信息系统运维的具体情况，为了更系统的发现和分析问题，通常还对主机硬件、系统日志等信息进行实时监控。

3.1.2 数据采集层

数据采集层的功能包括两方面：

第一，根据预先设定的采集任务，对监控的数据信息及时进行采集和分析，并根据数据信息分析结果进行预警，除此之外，还要对电力系统的设备运行状态、环境等统一调配，最后按照相关协议的要求，与数据处理层进行交互；

第二，为了最大限度防止网络异常对数据信息造成不良影响，不仅要将采集的数据信息及时和数据层进行交互，还要将数据信息进行存储，确保监控系统的连续性和灵活性。由于不同系统存在一定的差异，数据采集通常使用C语言、Java进行开发，得到的数据采集插件可根据电力系统监控的实际需求采用相关语言进行开发。数据采集层和处理层之间的传输协议通常采用TCP/IP、SNMP等。

3.1.3 数据处理层

数据处理层的功能包括四方面：

第一，存储采集到的原始数据，根据原始数据信息对原始事件进行规范处理；

第二，对存储的原始数据进行查询、分析，并根据分析结果的实际状况，进行分析、状态预警等告警分析；

第三，根据不同预警种类的特点，将这些告警通过窗口、画面等传递给相关工作人员，以便及时对这些预警信息进行处理；

第四，对接收到的数据信息进行存储，以便为未来的趋势分析提供资料，这些数据的存储可按照时间先后顺序进行标记，以便为判断服务器时间、网络延迟等提供依据。

3.1.4 界面展现层

数据采集层获得的信息范围广，并且具有深度，因此要将这些数据实现人机交互。界面展现层通过各种方式，如告警、历史查询等将数据展现给需要用到的客户，并能为需要数据信息的用户提供相应的管理功能。

该层的主要功能是挖掘收集到数据信息的本质，全面展示监控信息的规律；能结合数据信息和系统的特点，分析运维工作存在的差异，并及时提供预警。

对界面展现层来说，要设计出能提高用户满意度和实用性的界面，可通过不同层次、多个角度进行展现，界面展现通常使用的三种展现形式包括下述三种：图表、报表和拓扑形式，不同类型具有不同的特性。图表展现是根据电力信息系统不同层次的管理和运维，为其展现实用性的数据信息，还能根据工作人员的需求展现数据信息未来的发展趋势；报表展现是三种展现方式中最常用的方式，报表数据信息能直接从系统中导出，可导出为TXT、PDF及WORD等格式，为决策者进行决策提供参考。

3.2 可视化的具体内容

电力信息系统运维可视化的具体内容包括以下几种：①系统运行状态可视化，如拓扑结构、业务系统结及监控对象等；②各类资源台帐可视化，如综合布线管理、配置管理等；③工作可视化，如工作任务、流程等可视化；④过程可视化，如数据处理、接受、告警、报表的可视化等。

4 结 语

总之，随着智能电网的发展及电力信息系统管理的日益规范化，可视化技术在电力信息系统运维中的应用会日益广泛和规范化，能极大的提高运维管理工作水平和效率，为电力系统的稳定运行提供强有力的保障。

参考文献：

[1] 刘年国.电力系统运维可视化平台的研究与设计[J].电力信息化，2012. （11）：25-28.

[2] 王庆红.电力系统可视化技术及其在南方电网的应用[J].南方电网技 术研究，2006，2（3）： 40-44.

技术资源的可视化管理 第7篇

从2006年起, 江苏电视台就把设备资源可视化管理作为技术管理工作重点来抓, 从服务对象的可视化管理、流程的可视化管理、设备的可视化管理三个方向推进, 已实现了流程制度的可视化、机房管理的可视化、特种车辆管理可视化, 下一阶段将从设备的可视化管理逐步切入应用的可视化管理, 从设备采购、监管、变更、损耗、盘点、清理开始, 利用价格杠杆实现市场导向, 调节设备和系统需求, 以最大限度提高总台设备使用率、降低节目制作成本为目标, 形成技术成本数据的可视化管理, 为设备采购和频道节目制作费用测算提供参考。

一流程制度的可视化

在高成本的经营背景下, 实现精细化管理, 不仅仅是简单的压缩管理压力, 而是围绕企业的执行计划体系构建一整套流程和制度, 以及相应的员工能力标准, 培养体系, 保证所有目标要责任到人, 所有过程和结果是可量化的, 并且可以随时检查, 进而提升执行力。以典型的企业协同应用场景业务流程来说, 这些看似无形而有力的东西往往隐含在组织和团队执行企业战略的日常行为习惯中。这也是越来越多企业选择通过信息化系统将企业习惯、员工习惯通过流程加以规范和引导, 让这些看似无形的管理价值观——行为管理、过程监控、结果导向等诉求也能被看到和感知——亦称为“可视化”, 即企业管理有形化, 增加管理透明度, 让管理看得见。

截止2014年底, 电视技术部的制度流程已经修正了六个版本, 在适应总台大跨步发展实现“双百亿”体量的同时, 建立了总台战略目标相适应的技术支撑保障体系, 内容涵盖了综合管理、节目制作、内容管理、播出传输、质量管理、技术维护、应急保障等多个方面。

例如图1所示的电视大型设备使用申请流程。

二设备、机房的可视化管理

1. 机房动力环境监控系统

电视技术设备按照功能分为办公设备、播出系统、后期设备、演播系统、转播系统等, 按照业务划分为综艺视音频灯光演播系统、城市制作系统、国际少儿制作系统、新闻制作系统、新闻演播系统、IPTV集成播控平台、媒资管理系统等, 系统位置跨裙楼1~7层、主楼1~16层, 因此建设了在内网环境中的机房动力环境监控系统。管理界面平台如图2所示。

在主画面上点击代表楼层机房站点的图标, 可进入各子系统进行状态或参数查看。例如左键点击主画面中“xxxx机房”的UPS的图标进入UPS子系统进行运行参数查看。

如图3, 在这个子界面内可以看到UPS的输入参数及旁路参数。点击状态参数按钮查看相应的UPS的当前状态信息;进入空调检测能够直观地看到机房内空调的系统、除湿器、加热器、压缩机、风机等部件的设定值、状态和是否过载, 通过观察历史曲线回溯到之前某个时间的设备状态, 便于工程师进行系统检测;进入供配电检测, 能够看到三相电的电压、电流、功率、系统频率等参数;温湿度检测页面直观地显示机房构造以及机房内现有的温湿度调节情况;漏水检测、视频监控, 提供漏水报警功能, 多角度视频实时监控和历史数据查询功能。

在系统中设置系统文件的开关选项和环境参数定制应用, 设置动力环境监控报警阀值。系统如监测到设备发生报警时会在程序运行状态批示中 (系统托盘中) 显示报警灯, 并自动弹出事件查看框, 在事件查看框内显示报警事件, 同时发出语音报警, 并当报警等级达到设定等级时, 会进行电话拨号报警。

在事件查看框右键菜单中选择“更多…..”将进入历史事件查看对话框。如图4所示。

1电视大型设备使用申请流程A501

2. 基于GIS的特种车辆管理系统

特种车辆系统包括卫星转播车辆、车辆集成设备例如视音频控制台、大屏、交换矩阵、轨道车、长焦广角镜头、摇臂等, 因此引入物联网技术, 利用信息化手段进行设备的管理是设备的可视化管理的目标, 专业车辆在设备资产中具有价值份额高、移动性大等特点, 因此项目初期以专业车辆的可视化管理为目标, 建立了基于GIS的特种车辆管理系统。

总台现有卫星车、转播车、设备运输车辆8台, 其中包括815卫星车、524卫星车、416卫星车、微波车、曼车、法国车、德国车、设备运输车辆, 作为可视化项目的一部分, 为了及时了解专业车辆运行情况、行驶轨迹, 实时掌握车辆外出情况, 在突发新闻发生或节目制作过程中临时需求时, 及时了解车辆的使用情况, 通过最优路径选择满足条件的设备车辆派往现场, 同样对长期外派的车辆, 涉及到大量的专业设备外出, 也需要设立安全监控, 保证专业设备安全, 因此2013年初开始调研和实施该项目, 实现了终端GPS定位、地理位置信息系统的数据处理、监控数据3G实时传递等功能 (如图5所示) , 项目没有采用公司化的应用接入方式, 而把数据中心放在台内办公网络机房, 确保了车辆信息的隐秘和回传数据的安全, 后期将通过系统集成归入电视技术系统可视化管理平台, 实现设备系统的一站式管理。

·实时定位车辆所在位置;

·查询车辆历史轨迹;

·历史轨迹数据导出;

·停车地点查询统计 (通过该功能可以查询出车辆在指定日期内在何地停留和停留时间) ;

·里程统计报表、日报表、月报表;

·里程统计数据导出;

·速度查询筛选及数据导出;

·终端数据上传频率设置;

·车辆报警阀值设置及查询;

·区域规划、进出区域提醒记录、自定义地图位置;

·新增车辆、新增用户名、权限分配;

·3G视频开启及车辆定位。

三成本管理可视化

成本管理的可视化前提是完善的技术设备管理、合理的计费体系和报表规划, 从设备采购开始结合使用率进行设备折价和成本分析, 才能在设备的全生命周期里合理地调整节目制作的制作成本、为项目建设提供指导方向。

1. 建立技术固定资产管理模块

与总台财务的固定资产管理系统对接, 实现以专业设备为主线的资产全生命周期管理, 为全台技术资源建立高效、全面的管理体系, 为管理者提供动态、准确的资源信息支撑。

系统的主要目标:

·满足技术合同管理的需求。对专业设备、耗材、磁带采买、技术服务、工程施工的技术合同进行有效的信息化管理;

·建立一整套高效、全面的专业设备资产管理规范体系, 通过技术系统的辅助, 使管理得以有效地贯彻、实施;

·优化工作流程, 利用可定制的工作流技术, 实现合同签订, 设备资产管理流程的电子化, 即而实现对资产的全生命周期进行管理;

·建立完整的条码管理体系, 提高专业技术设备的动态管理水平;

·建立规范的维修维护管理体系和流程, 对设备的保修期和维护周期数据进行有效管理, 变被动维修为主动维护、降低资产的折旧率、报废率以及维修费用;

·建立规范的、完整的资产数据结构, 一致性的名称、分类、报表和规范化的文档管理, 便于对资产进行有效的统计、归类、调配。建立关于资产数据与应用可剥离的数据层, 达到系统数据可移植的目的;

·解决现有技术资源手工管理、分块管理、信息孤岛等问题。适当地借助信息化技术手段, 形成技术资源业务全流程化透明管理, 提高电视台技术资源管理、协调、运营的整体水平;

·建立合理的个性化管理模型, 全面记录各类专业设备的性能、配置、参数等静态信息。关联设备的使用时长, 维修保养, 承担功能等动态信息, 实现资源配备和设备使用率、技术资源的成本和收益的精细化统计, 解决在技术资源运营、采购规划、生产规划、固定资产管理以及经营决策分析等业务方面的数据信息处理和分析, 达到信息一致、信息集成与高度共享的目的。通过灵活、方便、友好的查询方式和报表功能, 为台领导决策提供及时、准确、全面的参考信息。

2. 设备的可视化查看和演播室预约管理模块

支持网页、手机终端对设备使用情况查询, 对大型设备单元预约查看。

(1) 设备管理和可视化

对设备进行统一管理, 支持同类型设备的分组展示和查询。

获取各系统、各设备的使用和流转状态, 并进行直观展示, 能够主动预知设备短缺, 并提供异常报警功能。

(2) 大型设备单元预约查看功能

提供演播室、转播车、卫星车等大型设备单元的频道网络预约、实现设备预约时间的冲突检测, 提供短信通知功能, 节目人员通过该系统能够查看、预约、撤销演播室、转播车、卫星车单元申请。

3. 调整资产设备的计价体系

按照价格体系的调整, 将人力、运维、物业场地租用等费用加上设备原值折旧费用作为设备收费价格。对演播室中同一个频道周期性节目制作并且不拆台的情况, 转播车停在台外在两次录制之间的时间, 收取设备空占费用。以固定资产管理模块为数据源, 对新增设备定价, 对长期利用率低的设备调价。增加设备的多重定价, 除了台内使用的设备价格外, 增加设备外借价格 (时长、包月) 。

4. 优化现有的计费方式

(1) 增加计费方式

增加的计费方式主要有:

·时长计费;

·打折计费:演播室、专用车辆、单个设备按照总体时长, 选择打折区间;演播室、专用车辆、单个设备按照总体场次, 选择打折区间;

·包月计费:制定包月功能包, 技术人员当月选择后, 自动在月底按照打包价结算。

(2) 增加数据手工录入系统的功能

现有人工统计的数据有:播出时长、前期设备未刷卡外借、研发部内部回收数据, 需对内设部门开通手工录入的功能, 能够对新增部门、新增设备提供灵活的系统手工录入, 手工录入时选择录入数据的计价方式 (按市场计费、包月计费、打折计费) , 提高系统的数据完整性。

(3) 调整计费系统的统计单元, 将零星的设备系统纳入计费系统

修改卫星车、转播车合并计费的方式, 分开计费, 并且将长途费用在不同车辆下列支;将新建的系统加入统计单元, 每月形成报表;将广告系统纳入计费系统管理中。

(4) 栏目人员关系实时匹配

栏目人员关系还停在前几年的状态, 造成了显示的栏目计费信息不存在, 若需要反映实际栏目的费用情况, 系统释放权限由频道综合部按照实际变化实时调整, 栏目的增减由频道提交申请单, 由技术部专人负责栏目信息维护。

(5) 增加计费统计报表功能

增加的计费统计报表功能主要有八项, 如下文所述。

第一, 内设部门月度、年度内部回收、外部创收的执行情况统计表:

·内设部门总体收入情况 (真实数据、同比、环比) ;

·内设部门-频道、栏目的回收情况 (真实数据、同比、环比) ;

·内设部门-设备的回收情况 (真实数据、同比、环比) ;

·内设部门截止到某月完成指标情况 (真实数据、同比) ;

·各内设部门设备饱和度统计。

第二, 电视技术部对应各频道、栏目的月度、年度内部回收、外部创收执行情况:

·电视技术部截止到某月完成指标情况 (真实数据、同比) ;

·电视技术部-频道、栏目的回收情况 (真实数据、同比、环比) ;

第三, 系统、设备对应各频道、栏目的月度、年度内部回收、外部创收执行情况:

·系统设备-频道、栏目的回收情况 (真实数据、同比、环比) ;

·系统设备总体回收情况 (真实数据、同比、环比) 。

第四, 系统、设备使用情况统计月度、年度:

·设备借用次数统计;

·设备借用时长统计;

·设备借用频率统计;

·设备饱和度统计;

·设备借用时间段统计;

·能够对不同内设部门的同类设备使用时长情况做比对。第五, 频道、栏目使用情况统计月度、年度:

·频道栏目借用设备次数统计;

·栏目借用设备类型统计;

·栏目借用设备时长统计;

·栏目借用设备时间段统计;

·不同类别栏目成本回收费用统计;

·不同类别栏目成本回收占比统计。

第六, 设备借用人员统计信息:

·人员借用设备次数统计;

·人员借用设备时长统计;

·人员借用设备成本回收统计;

·借用人员归属部门统计信息。

第七, 预测和告警信息:

·设备数量短缺预测;

·内设部门低预期告警;

·系统高负荷使用告警;

·设备高负荷使用告警;

·设备过期告警。

第八, 灵活的报表组合配置功能。

四结束语

江苏电视台设备资源可视化管理的脚步从没停止, 如何保证国有资产的可控可管不仅仅是传媒行业一家的问题, 在市场化大潮席卷而来的今天, 通过价格杠杆有效地确保技术资产的保值增值, 为节目制作成本提供真实的技术支出数据, 并指导技术项目的投入方向是技术资源可视化管理的终极目标。

摘要：本文从江苏电视台可视化管理规划入手, 以特种设备车辆的可视化管理和机房动力环境监控管理为例, 描述了设备管理可视化方面的进展;在制度流程可视化方面, 通过多次优化和调整, 已逐渐完善;技术部门作为成本中心, 在完成设备管理可视化建设后, 以市场规律为导向, 设立合理的计价体系, 结合设备的使用情况进行费用核算, 为部门项目建设和频道节目生产提供准确数据, 形成成本管理可视化是下一阶段的目标。

数据挖掘可视化技术综述 第8篇

随着数据库技术的不断发展和数据库管理系统的广泛应用,数据库中存储的数据量急剧增加。在这些大量数据的背后隐藏了很多有意义的信息。但是,现今数据库的大多数应用仍然停留在数据的录入、查询、统计、检索阶段,无法发现数据中存在的关系和规则,无法根据现有的数据预测未来的发展趋势,因而数据库中隐藏的丰富的知识远远没有得到充分地发掘和利用。知识发现为解决这一问题提供了有效途径。

知识发现(Knowledge Discovery in Database,KDD)起源于从数据库中发现知识,它还有许多意义相近的名称,如信息发现(1nfomation Discovery)、知识提取(Knowledge Extraction)等。知识发现是在数据库技术、机器学习、人工智能、统计分析、人工神经网络、高性能计算和专家系统等多个领域的基础上发展起来的新概念和新技术,是指从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中提取隐含的、未知的、潜在的、有用的信息的过程。KDD的核心技术是数据挖掘(Data Mining),因此,人们常常将数据挖掘与知识发现相提并论。

“在正确的时间获取正确的信息对做出正确的决策是至关重要的”,可视化技术不仅可以实时地、直观地反映当前发生的情况,而且可以预测将来的发展趋势。为了在海量数据中获取有效的信息,必须使用有效的数据挖掘技术。在数据挖掘中使用可视化技术,采用多种可视化方法对多维数据进行表示,进而利用人类的认知能力来对大型多维数据集进行数据挖掘和知识发现是解决这一问题最有效的方法,可以说,数据挖掘可视化是数据挖掘技术的新的发展趋势。本文试图将数据挖掘技术和数据可视化技术结合起来,对数据挖掘可视化的含义、内容、应用现状及发展趋势进行探讨。

1 数据挖掘可视化的含义

1.1 可视化

所谓“可视化”(Visualization),是指在人通过视觉观察并在头脑中形成客观事物的影像的过程,这是一个心智处理过程[1]。可视化提高了人们对事物的观察能力及整体概念的形成等;可视化结果便于人的记忆和理解,同时其对于信息的处理和表达方式用其他方法无法取代的优势;可视化技术以人们惯于接受图形、图像并辅之以信息处理技术,将被感知、被认知、被想象、被推理、被综合及被抽象了的对象属性及其变化发展的形式和过程,通过形象化、模拟化、仿真化、现实化的技术手段表现出来;可视化不仅是客观现实的形象再现,也是客观规律、知识和信息的有机融合;可视化技术不仅用来表现静态的知识,同时可用于动态地描述和表达客观对象的发展演化规律以及进行动态知识的获取。

1.2 信息可视化

信息可视化是网络信息空间形成与发展的必然产物。一般来说,信息可视化是指非空间数据的可视化,它用图像来显示多维的非空间信息,使用户加深对信息含义的理解。目前的研究重点在于,设计和选择什么样的显示方式才能便于用户了解庞大的多维数据及它们相互之间的关系,其中更多地涉及心理学、人机交互技术等问题。

1.3 数据挖掘可视化

可视化数据挖掘现在还没有一个公认的定义,文献[2]中提出的定义:数据挖掘可视化是指使用可视化技术在大量的数据中发现潜在有用的知识的过程。其中,“可视”是指“将某些不可见的或抽象的事物表示成为看得见的图形或图像”;“可视化”是指使用计算机创建可视图像,从而为理解那些大量的复杂数据提供帮助[2]。

基于可视化方法的知识挖掘是信息可视化中的重要部分。在数据挖掘中,可视化可用于多个方面,它能使人在视觉上理解多维数据中的复杂模式。通过观察数据在多重维数和多重图形窗体中的存在形态,可以直观、迅速地揭示数据趋势和外露层。在数据挖掘过程中,数据挖掘也可以帮助在建模之前考察数据,可以验证其数据挖掘工具的结果。此外,可视化对局部数据模式发现也有重要作用。

2 数据挖掘可视化的内容

可视化技术在数据挖掘中具有重要地位。可视化技术按目的可分三类:探索型、验证型、表示型。探索型:人们事先没有关于数据的任何知识,而利用可视化技术分析数据的结构,变化趋势,得到有关数据的假设;验证型:人们事先有关于数据的假设,而利用可视化技术验证或拒绝这些假设;表示型:选择有效的手段或技术表示数据。数据挖掘中的可视化分为以下三类[4,5]:

2.1 数据可视化

数据库和数据仓库中的数据可看作具有不同的粒度或不同的抽象级别,也可以看作是由不同属性和维组合起来的。数据能用多种可视化方式进行描述,比如盒状图、三维立方体、数据分布图表、曲线、曲面、连接图等,或者以上几种方法的任意组合,完成数据组织的可视化。传统的几何方法如点图、线图、柱状图、饼图等。数据分析的目的不同,采用的方法也不同。

(1)离散点图。它可能是数据挖掘中用得最广泛的可视化工具。它帮助人们分析数据聚类,观察数据的分布、有无奇异点。对于只有两个或三个属性的数据,可采用平面或立体的表现方式,而对于有多个属性的数据集,要用到离散点矩阵。

(2)离散点矩阵。它是离散点图功能上的扩展,可以表示多维数据分布。矩阵的每一单元为数据基于某两维的表示。由于对称性,离散点矩阵画出一半即可(通常是左下角)。

(3)平行坐标系。它是另一种表示多维数据的方法。如果数据有M维,则有M条平行线,每条线表示一维。每一点用一条折线表示,折线与坐标轴的交点表示该点在这一维的值。

2.2 数据挖掘过程可视化

数据挖掘过程的可视化指数据挖掘过程的各个环节用可视化的方式表现出来,用户可从中直观地看到内容,如:数据从哪个数据仓库或数据库抽取出来;数据怎样被抽取;所选择的数据是怎样被预处理和挖掘的;数据挖掘过程中选择了什么方法;结果怎样被存储、显示的。

知识发现过程的可视化使得知识发现过程易于理解并有助于知识的运用。目前,基于可视化的知识发现是指利用可视化的知识发现工具通过可视化的操作过程完成空间数据的知识发现。主要体现在两个方面:(1)可视化的知识发现系统界面和可视化的知识发现过程的导航;(2)可视化的查询和描述。

2.3 数据挖掘模型可视化

并不是每个用户都是数据挖掘方面的专家,用户事先也不知道数据挖掘能发现什么样的信息。有些模型很难被理解。因此,必须把数据挖掘模型转换成最然的表示。只有这样,才能更有效地理解模型,然后采取行动。另外,有些模型得到的结果很庞大,如关联规则。有可能一次数据挖掘得到许多的规则,如何从这些规则中发现感兴趣的信息是一个辣手的问题。

模型可视化可从两个方面考虑:(1)让模型输出可视化,即模型用一种有意义的方式表示;(2)交互,允许用户操纵模型,改变模型输人以观察模型输出的变化。另外,模型可视化还可利用虚拟技术,模型的输出结果可呈现在虚拟设备上,使用户置身其中。用户通过导航技术寻找自己感兴趣的信息。

2.4 数据挖掘可视化的应用现状

目前,在一般的知识发现系统中,对可视化技术而言,其内容是已知的,只是将挖掘的中间结果或最终结果显示出来,完成人机交互的信息传输功能。而在一般的数据挖掘可视化系统中,内容是未知的,用户是一个分析研究者,而系统将数据以可视的形式表现出来,协助用户获得观察的结果。如果将知识发现和可视化技术相结合,形成可视化数据挖掘系统,则有利于人们从海量数据中提取各种信息。

目前比较有影响的知识发现系统有:IBM开发的Intelligent Miner、SAS公司的Enteprise Miner、SGI公司的Mine Set、Thinking Machines开发的Dar Win、Integral Solutions Ltd.开发的Clementine、SPSS公司的Clementine、IBM Almaden研究中心开发的Quest系统等。其中,SGI公司的Mine Set挖掘器和IBM公司的Intelligent Miner挖掘器将关联规则生成、聚类、决策数分类等数据挖掘操作与数据可视化捆绑在一起,这样,既能对结果进行评估,又能实时调整挖掘过程中的算法及其参数。其它大部分系统提供的数据可视化工具远远不能满足用户的需要。

2.5 数据挖掘可视化的发展趋势

目前,知识发现和数据可视化技术的集成问题已经引起研究者们的高度重视,越来越多的人开始了这方面的研究。一般认为,成功地将知识发现和信息可视化技术结合起来的关键在于:建立共享的数据模型,帮助用户进行直观地引导和选择工具集(包括挖掘工具和可视化)。在此基础上,建立一个任务驱动的交互式的智能化知识发现系统,使用户能够随时根据计算机所得到的中间结果,对发现过程加以监控和引导,从而使计算机的挖掘过程结合到用户自己的决策过程中去,直到得到满意的结论为止。

国外推出了一些成熟的面向可视化的软件系统,如Ex Vis、Xmdv Tool以及IBM的Parallel Visual Explorer,但在国内的应用并不广泛。东华大学的余世银等人提出了一个数据挖掘可视化模型DVM(Data-Mining Visual Model)[3],包括主题数据源、数据对象、可视化对象和查询语言等部分,在可视化数据挖掘方面进行了有益地探索。

参考文献

[1]宋绍成,毕强等.信息可视化的基本过程与主要研究领域[J].情报科学,2004,(1):13-18.

[2]郑奕.数据挖掘可视化组态模型及其实现[D].上海东华大学,1999.

[3]余世银,乐嘉锦等.数据挖掘可视化研究[K].东华大学学报(自然科学版),2001,(4):102-106.

[4]韩子良,毕杼.数据可视化在数据挖掘中的应用[J].计算机应用与软件,2003,(11):71-73.

[5]周宁.21世纪信息组织与检索的可视化、智能化发展方向[K].现代图书情报技术,2002,(4):4-6.

[6]刘勘,周晓峰等.基于平行坐标法的可视数据挖掘[J].计算机工程与应用,2003,39(5):193-195.

软件代码可视化技术探讨 第9篇

软件的可视化可以定义为软件产品的一个映射, 包括软件到一个图形化的描述。我们之所以需要软件可视化本身是因为软件是不可见的, 虽然我们可以把软件代码的文档以及产品说明书等纯文本看成是软件可视化最原始的类型, 虽然这些纯文本也可以帮助程序员理解软件以及软件的功能, 但是, 根据软件可视化的定义, 如果我们不把纯文本看成是图形化的描述, 那么纯文本并不属于软件的可视化。很多先进的图形可视化技术提高了人们对软件的理解, 包括提升抽象程度, 减少信息的浏览量和浏览空间。图形化的描绘是否优于纯文本的描绘很少得到经验的证明, 寻找这些证明也是不现实的, 因为这依赖于描绘的方法和描绘的领域。有些经验的研究表明对于某些任务, 图形可视化优于文本可视化, 然而在某些领域, 文本可视化可能更可取一些。很多研究者确信软件可视化的价值, 特别是在软件维护, 逆向软件工程, 软件再工程领域, 软件可视化对于增强对软件复杂数据和复杂交互的理解起到了关键作用。

软件可视化存在很多研究领域和研究主题, 这些主题包括:可视化的语言, 算法的动画, 隐喻的可视化, 度量的可视化, 自动图形生成, 以及识别可视化数据中重复模式的技术以降低可视化的复杂性。这些方面都和一个特定的可视化技术相关。很多来自软件工程领域的工作者由于问题的驱动, 他们希望找到一种合适的可视化技术来解决那些问题。特别是来自软件维护, 逆向软件工程, 软件再工程领域的工作者, 软件可视化问题被视为他们工作领域的一个中心问题。

2. 软件可视化内容

软件的可视化包含了丰富的内容, 从软件的抽象程度来划分的话主要可以分为程序可视化, 算法可视化, 可视化程序设计, 示范程序设计, 计算可视化等。

(1) 程序可视化:主要是指程序代码或数据结构的静态或动态特征的可视化, 包括代码结构的可视化。

(2) 算法可视化:主要是指对软件功能高层次抽象的可视化。工作流和数据流图是算法可视化的一个例子。

(3) 可视程序设计:主要是指在构造程序时, 利用可视化的技术对程序开发进行规范说明。

(4) 示范程序设计:主要是指通过用户演示实例来实现软件的规范说明, 让用户满意开发的软件产品。

(5) 计算可视化:主要是优化多处理机体系结构上的负载均衡和性能。

3. 软件可视化的概念模型

这一部分将介绍Roman和Cox提出的软件可视化概念模型, Roman和Cox提出了以下软件可视化相关的角色和方面:

软件工程师:需要被可视化的软件产品的开发人员。

动画设计师:映射软件产品为一个图形化描述的人员。

用户:使用图形化描述的人员。

领域:什么产品以及哪些方面将被可视化?

抽象:什么样的信息通过可视化被转变?

方法:如何构建可视化?

图形化描述:如何使用图形化的描述来转换信息?

集成者:集成可视化的信息到一个统一的视图。

任务:用户使用可视化完成什么样的任务?

媒介:在哪里展现可视化的内容?

Bassil和Keller针对软件可视化进行了一次相似的调查, 主要调查了已经存在的软件可视化工具的功能, 实用性和认知的方面 (成本, 可携带性, 文档的质量等等) 。他们调查的主要目标是已经存在的软件可视化工具在软件产业的应用 (三分之二的被调查者来自于工业界, 三分之一的调查者来自于学术界, 而且被评价的软件可视化工具大多数都是商业产品) 。

Whitley针对可视语言的经验评价进行了文献的调查, 并且找到了支持或是反对这些语言的证据。

4. 软件可视化为一个城市

面向对象是一种广泛使用的软件开发模式, 面向对象的软件结构清晰, 方便维护和扩展。有一种方法将软件系统描述为一个三维的城市, 软件中的类代表城市中建筑物, 软件中的包代表街区。可以从软件中抽取软件度量的集合映射到城市可视化的属性上:类中方法的数量映射为建筑物的高度, 属性的数量映射为建筑物地基的大小, 代码行的数量映射为建筑物的颜色 (从暗灰色到亮绿色) 。实证研究表明通过将软件可视化为一个城市增强了程序开发人员和维护人员对软件结构和度量特征的理解。

5. 软件可视化为一个网络

面向对象的软件是一个复杂的, 交互的, 多粒度的人工系统, 软件与软件之间, 软件内部类之间, 方法之间存在着相互的调用和依赖关系, 我们可以基于不同的粒度将软件可视化为一个网络。例如:我们可以将软件中的每一个类看成一个节点, 如果一个类调用了另外一个类, 我们就在它们之间建立一条边, 这样我们就构建了一个基于类粒度的软件网络。基于此, 我们同样可以建立基于属性, 方法和包粒度的软件网络, 实证研究同样表明通过将软件可视化为一个网络增强了程序开发人员和维护人员对软件结构和行为的理解。

6. 结束语

软件可视化是一个流行的程序理解技术, 广泛应用于软件维护, 逆向软件工程和软件的演化分析。尽管广泛存在各种软件可视化的方法, 但是缺少经验的评价, 这对于工业界和学术界接受软件可视化技术是不利的。本文简单介绍了两种软件代码可视化的方法, 对理解软件的结构、行为和统计特征有一定的帮助。

参考文献

[1]Bassil S, Keller RK.Software visualization tools:Survey andanalysis.Proceedings International Workshop on Program Comprehension.IEEE Computer Society Press:Los Alamitos CA, 2001;7-17.

[2]Whitley KN.Visual programming languages and the empiricalevidence for and against.Journal of Visual Languages and Computing 1997;8 (1) :109-142.

[3]Gilmore DJ, Green TRG.Comprehension and recall of miniatureprograms.International Journal of Man-Machine Studies 1984;21 (1) :31-48.

[4]李晓梅, 黄朝晖, 等科学计算可视化导论[M].长沙:国防科技大学出版社, 1996

[5]钱红兵, 徐红软件测试结果分析与可视化[J].北京航空航天大学学报, 1997, 11

[6]基于程序可视化理论的算法教学环境的研究[M].济南:山东工业大学出版社1997

[7]蔡青, 蔡华可视化技术及其发展[N].计算机世界, 1996

油田注水系统可视化技术研究 第10篇

1可视化技术的应用

可视化技术指的是通过三维表现技术来实现对三维世界物体的再现, 进而呈现出三维形体所具有的复杂信息。可视化技术是伴随着计算机图形学的发展而快速发展的新型技术, 有着较广泛的应用途径。从现有石油行业的情况来看, 可视化技术就被广泛的应用在石油勘探、油田开发以及油气集输等等诸多环节。油田注水系统中通过可视化技术的应用, 能够极大的降低运营难度与成本, 提高系统的安全性, 进而有必要对油田注水系统的可视化技术进行深入的研究。从可视化技术的发展趋势来看, 其与互联网、人工智能等等的结合会不断的促进自身技术优势的增加, 进而在油田注水系统的优化中发挥更大的作用。

2油田注水系统的提升措施分析

油田注水的目的是为了维持油田能量, 确保油层压力, 进而促使供液能力的提高, 并实现原油递减率的降低。简而言之, 油田注水是油田维持地层压力的重要措施。从我国现有油田的实际情况来看, 多数油田都处在高含水期, 这就使得注水量大的问题导致油田生产投入成本的增加, 进而有必要从油田的实际情况出发来确定油田注水系统的提升措施。

油田注水系统效率指的是油田注水到注水井中的总能量在注水泵电动机消耗总能量中所占的百分比。通常情况下, 油田注水系统的效率分为电动机效率、注水泵平均运行效率以及管网效率三个部分。其中电动机效率指的是对注水泵电动机消耗能量的描述;而注水泵平均运行效率则是用来对注水泵消耗能量的描述;管网效率则是对管网的摩阻损失进行描述。正因为油田注水效率由这三大部分组成, 决定了确定油田注水系统提升措施上也应从提高注水设备效率与调节注水系统参数入手来实现油田注水系统效率的提高。从提高注水设备效率的层面来看, 需要加强对电机、泵以及管网等各个环节的优化。电机应用的优化主要指的是应结合油田的实际情况, 确定合理节能高效的电机。泵的优化则指的是通过注水泵的优化来提高泵效率。管网的优化主要是指通过合理的布局来降低管网摩擦所导致的损失, 合理确定注水管的管径, 降低对能源的消耗。从调节注水系统参数的层面来看, 主要是进行调节注水速度与节流来促进油田注水系统效率的提高。

3油田注水系统可视化技术的应用策略

在油田注水系统中, 可视化技术的应用策略应包括以下内容:

3.1油田注水系统可视化程序的应用

可视化技术的应用需要油田注水系统可视化程序的支持。该程序是以注水系统能量平衡的数学模型、注水系统效率、注水系统能耗及注水系统的水力参数数值进行计算基础上, 运用计算机编程技术编写油田注水系统可视化程序。该程序的基本功能是将油田注水站站内数据信息输入到系统中, 进而实现油田注水站站内数据以及注水系统整体运行的可视化, 同时还通过将连接数据信息、坐标数据信息以及站外数据信息的输入, 实现了油田注水系统中注水网系统的可视化。油田注水系统可视化程序的基本操作主要包括数据信息输入、泵机组能耗分析、整个系统能耗分析、管线压力损失计算以及显示超过经济流速管线等等。

3.2油田注水系统可视化技术的应用流程

油田注水系统可视化的应用流程主要为以下几个步骤:

流程一:通过物质守恒原理与流体力学理论的应用, 建立了油田注水系统效率与能耗的数学模型。

流程二:在确定出油田注水管网系统数学模型以及计算方法的基础上, 以模块为基础构建了油田注水系统流程图, 进而建立注水系统数据库。

流程三:对油田注水效率、能好以及注水系统水力参数进行计算的基础上, 应用相应的计算机应用技术, 编写油田注水系统可视化程序。

流程四:通过油田注释系统可视化程序的运用来进行油田注水系统注入动态以及可视化术分析, 进而确定具体的油田注水系统管理的节能措施。

总之, 伴随着可视化技术的发展, 可视化技术在包括油田注水系统等在内的石油行业中的应用已经成了发展的必然趋势。因而, 有必要结合油田的实际情况, 不断的优化可视化技术在油田注水系统中的应用, 进而促进整个石油行业的快速发展。

参考文献

[1]张卓, 宣蕾, 郝树勇.可视化技术研究与比较[J].现代电子技术, 2010, (17) :133-138.

[2]周定照, 柳进, 罗强, 黄朝斌, 刘忠军, 文涛.可视化技术在石油行业的应用[J].石油工业计算机应用, 2012, (11) :2-5.

[3]周定照, 柳进, 罗强, 黄朝斌, 刘忠军, 文涛.可视化技术在石油行业的应用及发展趋势[J].石油科技论坛, 2010, (7) :48-51.

可视化技术在电动力学教学中的应用 第11篇

摘 要：针对电动力学学习中学生常会遇到的某些难以理解的抽象概念，介绍了可视化科学计算软件MATLAB在电动力学教学中的应用。旨在帮助学生理解和掌握电磁场的规律，初步掌握电磁学的数值计算方法，提高学生的科研能力。

关键词：MATLAB；电动力学

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一、引言

电动力学是研究电磁场的基本性质运动规律以及它与物质相互作用的一门学科，是高校物理学专业本科阶段学生的核心课程。然而由于其抽象的电磁场理论和繁琐的数学推导，且无法观察到直观地实验现象，导致部分学生过于依赖书本，不去独立思考，甚至产生厌学情绪。

为了改变这一现象，我们必须要让抽象的概念形象化，同时让学生初步掌握电磁学的数值计算方法，才能提高学生实际运用电磁理论的能力。然而现在大部分基于Flash、Photoshop、3D Studio MAX的仿真模拟实验，尽管能够制作生动的实验过程动画，但却对物理实验规律和过程很少涉及，很难做到真正的交互使用。

而MATLAB作为美国Math Works公司开发的一套高性能的数值计算和可视化软件，则因其高效可视化有推理能力等优点，已经在大学教育和科学研究中的得到了足够的重视和广泛的应用。其语言简单，计算能力强，工具箱中有大量的求解常微分方程（ode）和偏微分方程（pde）的函数，正好满足物理过程的数值计算要求，既可在求解拉普拉斯方程边值问题时体现物理问题与数学结合的研究方法，又可通过数值求解来算出各点的电位值和做出分布图形，直观地分析场内各点场的分布情况。

二、MATLAB与绘图有关的命令

输入命令的方式有两种，一种是在命令窗口直接输人简单的语句另一种工作方式是M文件的编程工作方式当使用绘图语句时，MATLAB就自动打开一个图形窗口。一些较为常见的作图命令如下：

1.在已有图形上继续作图的指令是hold on：取消这种功能的指令是hold off。

2.二维图形绘图命令中最基本的指令就是plot如果输人两个矢量x，y，则plot（x，y）产生的是y相对于x的图形。

3.MATLAB中的曲面是用xy平面上的各个格点上的坐标z来定义，相邻点用直线连接，并建立平面的数据网格。生成数据网格的命令是meshgrid。mesh是三维网格作图命令，mesh（x，y）画出了每一个格点（x，y）对应的z值。

三、利用MATLAB辅助教学实例

1.标量场梯度的计算

在电动力学的课程学习中，矢量分析是基础的数学工具，也是之后课程内容学习的关键。在矢量分析中，散度作为描述矢量场的有源性的量，相对容易理解，计算也简单；旋度、梯度的难度相对大一些。以梯度概念为例，介绍借助MATLAB来计算及理解梯度矢量。

【例】求解标量场 的梯度

梯度是方向导数的最大值，是与等值面垂直的一个矢量。我们利用MATLAB中的梯度函数就可以作出等值面和梯度图。

源程序及绘图结果如下：

2.点电荷产生的电势

已知点电荷Q激发的电场强度为 ，其中 为源点到场点的距离。把此式沿径向由场点到无穷远点进行积分，把积分变数写为 ， 可得出真空中点电荷的电势函数为 ，通过分析我们得知，其电势在空间中的分布为以点电荷为球心的一系列球面，每个球面上电势大小相同。

3.电偶极子场的分布

电偶极子是等量异号点电荷组成的电荷系统，其特征用电偶极矩p来描述，其中p=ql，p和l的方向规定为由-q指向q。中心位于坐标原点的电偶极子在其远方产生的场的电势为 ，对此式求梯度即可得到为于原点处电偶极子产生的场强 。

其源程序及作图如下：

4.电磁波的传播

时谐电磁波最简形式为单色平面波，即 ，其特点如下：

i.电磁波为横波，E和B都与传播方向垂直；

ii.E和B互相垂直，E、B和k满足右手螺旋关系；

iii.E和B同相，振幅比为v。

要作出电磁波的传播图，即绘制MATLAB中的空间曲面。据此，我们可以做出平面波的传播图像，其动态截图如下所示：

四、结语

本文根据电动力学的特点，介绍了可视化软件MATLAB在电动力学教学中绘图和科学计算的便捷应用。我们认为计算机辅助教学不仅只是用计算机制作教学课件，更应该用来解决一些思维抽象计算繁杂的教学难题。例如在电动力学教学中利用MATLAB，则能使电磁场概念大大形象化，让学生不仅加深对抽象的场的理解，更能学会利用计算机进行科学计算和模拟物理现象的基础知识。这样不仅会提高教学效果，而且有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的学习能力和科研能力。

[参 考 文 献]

[1]冈萨雷斯.数字图像處理的MATLAB实现. [M].第2版. 北京：清华大学出版社.2013.

三维场景建模技术的可视化分析 第12篇

1 虚拟现实技术的起源和发展

由于现在PC硬件技术的迅猛发展,人们对于虚拟现实技术的要求也越来越高,因此虚拟现实技术迎来了新的高潮阶段。人们普遍认为研究VR始于60年代,但由于当时PC硬件技术的不成熟,投资过大,技术环境不成熟,除了军事工业上应用外很少被外界关注。美国是VR技术的发源地,1965年有VR先锋之称的计算机图形学创始人提出人们可以把计算机屏幕当做一个窗口,人们可以通过这个窗口观看虚拟世界,这便是虚拟世界的雏形。虚拟世界从上世纪60年代到80年代的发展是十分缓慢的。

从80年代后VR进入发展高速期,这是因为图像显示技术已经基本可以满足人们的视觉效果。VR第一次世界展出是在199年的图形图像学会议上,这次会议上图像图像学专家是交互式技术从二维开始向三维技术过度。从2000年以来由于计算机软硬件技术的迅猛发展,虚拟现实技术的发展受到人们的广泛关注,虚拟现实技术在实际生活中的应用也越来越广泛。

与外国的一些发达国家相比,我国的VR技术还略有不足,但已受到相关学者的关注和研究。北京大学航天计算机系是我国最早研究VR技术的单位之一,他们最早只是进行一些基础方面的研究,而后为了飞行员的训练,他们设计研究了用于飞行员训练的虚拟现实演示环境,此外浙江大学也是我国重点研究虚拟现实技术的单位。

2 可视化技术的研究

近10年来,可视化技术的研究十分活跃。从前期的后处理现在已经向实时跟踪和交互式处理方向发展,利用计算机软硬件的高速发展以及光纤网速的应用,高性能图像处理技术使得可视化技术的研究进入新的阶段。在美国进行了一项燃烧过程动态可视化研究,他显示了气体燃烧中复杂的动态效果。而在医学上使用的可视化技术可以获取人体内部数据,这一技术使一系列的二维图像合成为三维人体图像。在地质勘测中使用的可视化技术,是一种强大的分析解释地质信息技术。中国农业大学利用可视化技术对棉花的生长过程进行研究,这一方法省去了大量数字研究的时间。浙江大学实验室研制的虚拟样机可以在机械系统动力方面使用可视化技术。意大利大学研究软塑料内部结构可视化,他们开发了Open GL软件,使用该软件可以观察软塑料内部结构的三维结构。日本的东京技术学院研究了一个用于建立三维模型的人性化界面,此技术应用到了地球内部可视化物理数据的模拟。

3 三维场景的实现

利用3DMax建立模型后,可以使用3D等软件把模型转换成图片格式,用软件转换成的图像图像可以保留源文件的色彩格式,但是其转换速率不高。而在3DMax种写入Open GL不仅可以进行相应的移动,放大缩小等控制,主要功能是提高了转化速率。3D文件是采用块结构的方式组连的,对于3D文件的读取是要通过ID来读取信息,在进行数据梳理。使用Open GL中的简单函数读取信息可以轻松实现三维场景的建立。

4 结束语

虚拟现实技术的最大特点是用户可以和虚拟环境进行交互操作,实现三维空间的图形图像表现,它是一种新的人机交互是技术,是21世纪最引人关注的新科学。其在医学,计算机科学,工农业生产等领域的应用,给人们的生活带来的更多改变。利用基于Open GL的三维场景建模技术弥补了3DMax缺乏人机交互的不足。Open GL的灵活性,实时交互性并结合3DMax技术这种高效组合以后会在虚拟现实技术中更广泛应用。随着现在计算机软硬件技术的发展,人们对于三维建模技术的要求也越来越高,我们还不应满足现在的技术,通过对计算机硬件的优化,优化实时模拟粒子系统,在三维场景中加入碰撞检测等都是提高三维建模技术的关键。