基于用戶認(rèn)知的大數(shù)據(jù)可視化視覺(jué)呈現(xiàn)方法研究.pdf

1、東南大學(xué)博士學(xué)位論文I 也S E A R C H O N T H E V I S U A LP R E S E N T A T I O N M E T H O D O F B I G D A T AV I S U A L I Z A T I O N B A S E D O N U S E RC O G N I T I O NA D i s s e r t a t i o nS u b m i t t e d t oS o u t h e

2、 a s tU n i v e r s i t yF o r t h e A c a d e m i c D e g r e e o f D o c t o ro f E n g i n e e r i n gB YZ h o u X i a o z h o uS u p e r v i s e d b yP r o f ．X U E C h e n g —q iS c h o o lo f M e c h a n i c a lE n

3、 g i n e e r i n gS o u t h e a s tU n i v e r s i t yN o v e m b e r 2 0 1 7摘要摘要大數(shù)據(jù)時(shí)代帶給我們的既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。高通道的科學(xué)實(shí)驗(yàn)、高速的科學(xué)計(jì)算、高分辨率的傳感器以及錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境共同促生了大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)。有限的可視化展示頁(yè)面和高維多元結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大數(shù)據(jù)之間的矛盾日益凸顯，這個(gè)矛盾所造成的空間局限性是大數(shù)據(jù)可視化面臨的根本問(wèn)題。人位于可視化信息結(jié)

4、構(gòu)的頂端，是對(duì)大數(shù)據(jù)可視化中信息進(jìn)行態(tài)勢(shì)判斷和行為決策的認(rèn)知主體。因此，滿足人的認(rèn)知特點(diǎn)、采用多頁(yè)面分層展示、最終實(shí)現(xiàn)信息的按需呈現(xiàn)是大數(shù)據(jù)可視化所追求的根本目標(biāo)。本研究以該目標(biāo)為導(dǎo)向、以大數(shù)據(jù)信息特征和人的認(rèn)知特征為切入點(diǎn)、以可視化頁(yè)面的視覺(jué)呈現(xiàn)為研究對(duì)象、以人的生理和行為評(píng)價(jià)作為檢驗(yàn)方法，系統(tǒng)地研究了基于認(rèn)知的大數(shù)據(jù)可視化的視覺(jué)呈現(xiàn)方法。研究將理論研究、案例分析與實(shí)驗(yàn)觀察和實(shí)例驗(yàn)證相結(jié)合，本研究的成果可以為大數(shù)據(jù)可視化提供方法指導(dǎo)。

5、本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括：( 1 ) 以大數(shù)據(jù)可視化中人一信息交互多水平結(jié)構(gòu)模型為研究架構(gòu)，依次對(duì)大數(shù)據(jù)可視化的信息空間、認(rèn)知空間、表征空間和交互空間進(jìn)行深入探討，以認(rèn)知為導(dǎo)向來(lái)研究大數(shù)據(jù)可視化中的問(wèn)題，并提出大數(shù)據(jù)可視化人機(jī)協(xié)同作業(yè)的復(fù)雜認(rèn)知模型作為本研究的理論基礎(chǔ)。( 2 ) 從單個(gè)頁(yè)面上的視覺(jué)維度映射和多個(gè)頁(yè)面間的交互設(shè)計(jì)兩個(gè)部分切入，以信息維度和視覺(jué)呈現(xiàn)的映射規(guī)律為導(dǎo)向來(lái)探討相應(yīng)的大數(shù)據(jù)可視化的視覺(jué)呈現(xiàn)設(shè)計(jì)。在頁(yè)面呈現(xiàn)的宏

6、觀視角上對(duì)信息圖元關(guān)系進(jìn)行分類描述，探討圖元關(guān)系和信息維度之間的關(guān)系；在頁(yè)面呈現(xiàn)的微觀視角上闡述了定序和分類的維度表征及雙維度的整合一分離規(guī)律。信息和視覺(jué)呈現(xiàn)之間的映射關(guān)系研究成果可以作為大數(shù)據(jù)可視化頁(yè)面表征的設(shè)計(jì)方法。( 3 ) 將人和信息之間溝通的交互設(shè)計(jì)作為大數(shù)據(jù)可視化的研究重點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)多頁(yè)面間的信息有效融合和知識(shí)連貫性為目標(biāo)，提出適用于大數(shù)據(jù)可視化的交互設(shè)計(jì)原則、交互設(shè)計(jì)維度和有效的交互設(shè)計(jì)策略，為大數(shù)據(jù)可視化的交互設(shè)計(jì)提供方法