網(wǎng)絡圖中邊集束優(yōu)化問題研究.pdf

1、可視化是網(wǎng)絡信息感知和分析的重要手段，隨著網(wǎng)絡規(guī)模增大和復雜度提高，涌現(xiàn)出節(jié)點遮擋覆蓋和邊交叉阻塞等視覺凌亂問題，如何將網(wǎng)絡圖簡化，以減少用戶對網(wǎng)絡連接模式和內(nèi)部結(jié)構認知的難度，成為網(wǎng)絡可視化研究需要解決的重要問題。
　　本文從邊匯合的角度研究邊集束技術，將網(wǎng)絡中臨近的邊集聚成束以降低視覺復雜度。提出和改進了分段 FDA簡化模型和群組邊相容的網(wǎng)絡圖邊集束模型，并且進行了基于用戶研究的評價研究。本文的主要創(chuàng)新點和貢獻有：
　　

2、一、提出和改進了兩種網(wǎng)絡圖的邊集束模型。針對網(wǎng)絡中出現(xiàn)的視覺凌亂問題，本文以空間位置和群組關系為出發(fā)點，從網(wǎng)絡中獨立的邊和群組兩個層次，將網(wǎng)絡中臨近的邊彎曲匯聚。其中分段FDA集束模型，提出以二次樣條曲線表示網(wǎng)絡邊，通過樣條控制點進行迭代匯聚的方法，實現(xiàn)了網(wǎng)絡中邊的集束；針對分段FDA集束模型中部分連線過度彎曲問題，提出通過CNM聚類算法將網(wǎng)絡進行群組劃分，在群組結(jié)構的基礎上對組內(nèi)連線應用邊相容原則，根據(jù)連線的匹配系數(shù)計算其集束程度的方

3、法，網(wǎng)絡圖集束后曲線扭曲變形減少，曲線過渡更加平滑。本文的集束簡化算法適用性廣，繪制的網(wǎng)絡圖具有良好的視覺效果和可讀性。
　　二、提出了結(jié)合網(wǎng)絡圖統(tǒng)計指標和用戶測試的評價方法，驗證兩種邊集束模型簡化效果。為了對本文簡化模型生成的網(wǎng)絡圖繪制質(zhì)量進行評估，提出了以視覺分析、網(wǎng)絡圖統(tǒng)計指標分析、用戶測試三種途徑相結(jié)合的評價方法。從節(jié)點核心性、中介性、群組結(jié)構、視覺凌亂度、連接模式等方面對網(wǎng)絡圖集束簡化效果進行對比分析；結(jié)合兩項測試任務，

4、選取用戶根據(jù)測試任務對繪制的航空網(wǎng)絡進行評價。評價結(jié)果客觀表明了本文簡化模型能夠在一定程度上減少視覺凌亂，使網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構和連接特點更加清晰。
　　三、基于本文方法，發(fā)現(xiàn)了航空網(wǎng)絡案例的群組結(jié)構和連接模式。本文選取國內(nèi)航空網(wǎng)絡作為案例，通過本文提出的兩種邊集束模型進行網(wǎng)絡圖簡化，結(jié)合簡化結(jié)果進行了分析。分析結(jié)果表明，國內(nèi)機場的群組結(jié)構可聚類為四個分組，組內(nèi)節(jié)點具有地理屬性的相近性；航空網(wǎng)絡在整體上呈現(xiàn)出明顯的十字脈絡，東西走向和南