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2023-08-18
信息可视化与知识可视化
【摘要】：信息可视化逐渐向知识可视化发展。[17]信息可视化和知识可视化是两个不同的领域，彼此独立地发展，但它们又有很大的相关性。Card等人将信息可视化定义为：使用计算机支撑的、交互性的、对抽象数据的可视表示法，以增强人们对抽象信息的认知。CS与VOS都是近年信息可视化与计量图谱研究的重要产物，但两者在可视化展示的理论算法上有所不同。各具特点的CS和VOS都可较好地用于文献信息可视化，两者的结果亦可互为参验。
可视化技术起源于20世纪80年代出现的科学计算可视化。“信息可视化”一词最早出现在Robertson等学者于1989年发表的文章《用于交互性用户界面的认知协处理器》[16]中。信息可视化是可视化技术在非空间数据领域的应用，是将数据信息转化为视觉形式的过程，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。
信息可视化逐渐向知识可视化发展。2004年，Martin J．Eppler和Remo A．Burkhard首次提出了知识可视化（knowledge visualization），在两人共同撰写的“Knowledge Visualization Towards a New Discipline and Its Field of Application”一文中对知识可视化给出了首个定义：“知识可视化领域研究的是视觉表征在改善两个或两个以上人之间的知识创造和知识传递中的应用，知识可视化是指所有用来建构和传递复杂见解的图解手段。”这也标志着知识可视化研究领域的成立。[17]
信息可视化和知识可视化是两个不同的领域，彼此独立地发展，但它们又有很大的相关性。它们的目标都是结构的可视化。这种结构既可以指知识元素，也可以指信息元素。同时，这两个研究领域都已达到了很高的技术水平，为不同的工作、学习和解决问题模式，提供了各种各样的有益的应用。
Card等人将信息可视化定义为：使用计算机支撑的、交互性的、对抽象数据的可视表示法，以增强人们对抽象信息的认知。[18]知识可视化领域研究的是视觉表达方式在提高两个或两个以上人之间的知识传播和创新中的作用，知识可视化指的是所有可以用来建构和传达复杂知识的图解手段。除了传达事实信息之外，知识可视化的目标在于传输见解（insights）、经验（experiences）、态度（attitudes）、价值观（values）、期望（expectations）、观点（perspectives）、意见（opinions）和预测（predictions）等信息，并以这种方式帮助他人正确地重构、记忆和应用这些信息。[19]
根据Shneiderman的分类，信息可视化的数据分为一维数据、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，针对后四种数据的可视化是当前研究的热点。可视化的实现是由计算机通过专业化的软件来完成的。在众多软件中，美国Drexel大学陈超美开发的CiteSpace（CS）和荷兰Leiden大学Van Eck与Waltman研发的VOSviewer（VOS）两种可视化软件最受关注。CS与VOS都是近年信息可视化与计量图谱研究的重要产物，但两者在可视化展示的理论算法上有所不同。CS注重以图形及连接表示关系强弱，VOS则主要以距离解构出相互关系。与VOS相比，CS可直接使用Web of Science等数据库的下载数据，能提供包括网络中介中心度在内的更多分析参数和更完整图示，还具有时序分析功能。而VOS在可视化显示方面的特点之一是避免了重要节点和标签的相互覆盖，并注重数据集的主要信息显示。各具特点的CS和VOS都可较好地用于文献信息可视化，两者的结果亦可互为参验。[20]
Martin J．Eppler等人从可视化方式的角度将知可视化工具分为六大类：启发式草图（heuristic sketches）、概念图表（conceptual diagrams）、视觉隐喻（visual metaphors）、知识动画（knowledge animations）、知识地图（knowledge maps）、科学图表（scientific charts）。[21]其中，知识地图是目前国内的主要研究热点。为了便于知识地图的开发，出现了很多可以进行知识地图编辑的工具，如Ontolingua Server、OntoEdit、Chimaera等，它们能很好地辅助知识地图的编辑、修改、浏览和维护等工作。Ontolingua Server是比较有代表性的协作式的知识地图建造工具，用于辅助知识地图的协作式开发。它可以对知识地图进行浏览、创建、编辑、修改和使用，而且可以通过网络发表、浏览、创立和编辑存储在Ontolingua Server上的知识地图。OntoEdit是知识地图工程环境，集合了基于方法学的知识地图开发以及协调和推导的能力。从方法角度来说，OntoEdit主要注重知识地图开发中的三个步骤，即需求规范、精化和评价。Chimaera建立在网络的知识地图浏览环境的基础上，它接受超过15种指定的输入形式的选择，如KIF、Ontolingua、Protege和CLASSIC等，同时还有其他的OKBC兼容的形式。它提供的两个主要功能是将多个知识地图合并起来，以及对单个或者多个知识地图进行诊断。[22]
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