首页 理论教育物流数据可视化解析,图形统计与交互应用

物流数据可视化解析,图形统计与交互应用

【摘要】:数据可视化涉足制图学、图形绘制设计、计算机视觉、数据采集、统计学、图解技术、数形结合以及动画、立体渲染、用户交互等。狭义的数据可视化指的是将数据用统计图表方式呈现,而信息可视化则是将非数字的信息进行可视化。饼图、直方图、散点图、柱状图、折线图等,是最原始的统计图表,它们是数据可视化的基础和常见应用。按照数据表达信息的维度,随着维度的增加,可视化“设计”愈加重要。

数据可视化涉足制图学、图形绘制设计、计算机视觉、数据采集、统计学、图解技术、数形结合以及动画、立体渲染、用户交互等。

数据可视化和信息可视化是两个相近的专业领域名词。狭义的数据可视化指的是将数据用统计图表方式呈现,而信息可视化则是将非数字的信息进行可视化。前者用于传递信息,后者用于表现抽象或复杂的概念、技术和信息。广义的数据可视化是数据可视化、信息可视化以及科学可视化等多个领域的统称。

数据可视化起源于20世纪60年代计算机图形学,人们使用计算机创建图形图表,可视化提取出来的数据,将数据的各种属性和变量呈现出来。随着计算机硬件的发展,人们创建更复杂规模更大的数字模型,发展了数据采集设备和数据保存设备。同理也需要更高级的计算机图形学技术及方法来创建这些规模庞大的数据集。随着数据可视化平台的拓展,应用领域的增加,表现形式的不断变化,以及增加了诸如实时动态效果、用户交互使用等,数据可视化同所有新兴概念一样边界不断扩大。

饼图、直方图散点图柱状图、折线图等,是最原始的统计图表,它们是数据可视化的基础和常见应用。作为一种统计学工具,用于创建一条快速认识数据集的捷径,并成为一种令人信服的沟通手段,所以可以在大量PPT、报表、方案以及新闻里见到统计图形。最原始的统计图表只能呈现基本的信息,发现数据之中的结构,可视化定量的数据结果。图1-4所示为某股票的单日交易数据,可利用折线图对该组数据进行可视化,如图1-5所示,折线图的直观感受对把握数据的变化起到了可视作用。

面对复杂或大规模异型数据集,比如商业分析、财务报表、人口状况分布、媒体效果反馈、用户行为数据等,数据可视化面临处理的状况会复杂得多,需要经历包括数据采集、数据分析、数据治理、数据管理、数据挖掘在内的一系列复杂数据处理;然后由设计师设计一种表现形式,确定是立体的、二维的、动态的、实时的还是允许交互的;接着由工程师创建对应的可视化算法及技术实现手段,包括建模方法、处理大规模数据的体系架构、交互技术、放大缩小方法等;最后由动画工程师考虑表面材质、动画渲染方法等;交互设计师也会介入进行用户交互行为模式的设计。

图1-4 股市数据

图1-5 股市数据可视化

可见,一个数据可视化作品或项目的创建,需要多领域专业人士的协同工作才能取得成功。人类能够操纵和解释来源如此多样、错综复杂跨领域的信息,其本身就是一门艺术。按照数据表达信息的维度,随着维度的增加,可视化“设计”愈加重要。表1-1为船公司对码头满意度调查的数据.这份数据的信息传达需要经历认知数据、比对数据、记忆数值大小等过程,最终了解船公司对码头的评价。而如果相应地将其转换为柱状图(图1-6),则可一目了然观察到满意度的最大最小值,比对表1-1可快速定位最令人满意和不满意的环节。这就是可视化对信息认知能力提高的实例。

表1-1 船公司对码头满意度结果调查表

图1-6 船公司对码头满意度柱状图

除了上述一维数据的呈现,二维、三维乃至多维数据的可视化可见图1-7和图1-8。图1-7呈现了表现二、三维数据时常用的散点图和三维坐标图。

图1-7 二、三维数据的可视化

图1-8 星绘图法和Chernoff面法

图1-8中,左图是星绘图法,当一个对象具备几维特征时,就构建几条过中心点的直线,图中具有穿过中点的8条线,表征该对象在8个方面的特征。右图为Chernoff面法,其使用人脸的大小、形状和脸部器官的特征来代表数据维度,通过人脸绘制的多维数据按一定的策略进行排序,可以实现数据的可视化展示。该图将流动资金、盈利能力、增值、周转资金、资产周转率等指标关联于脸谱中的眉毛、嘴型、耳朵等脸部器官,实现通过人脸的大小与表情快速判断原始事物的特征。