多屬性節(jié)點向量網(wǎng)絡(luò)的圖可視分析.pdf

1、基于圖的可視分析在很多重要領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如社交媒體、金融交易、生物網(wǎng)絡(luò)等方面。有效的圖布局算法對這些領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可視分析至關(guān)重要。傳統(tǒng)的圖布局算法主要考慮網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)以生成符合美學標準的布局結(jié)果。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通常包含附加的多個屬性數(shù)據(jù)，如社交網(wǎng)絡(luò)上人們感興趣的話題、喜歡聽的歌曲等，包含多個屬性的節(jié)點構(gòu)成了節(jié)點向量。節(jié)點向量包含的多屬性對于發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間的關(guān)系有重要的作用，通過考慮節(jié)點屬性我們能

2、夠更好地理解節(jié)點如何聚類以及節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中扮演的角色。傳統(tǒng)的圖布局算法大都沒有考慮多屬性的節(jié)點向量，得到的圖布局結(jié)果無法體現(xiàn)節(jié)點屬性對圖布局的影響。本文針對該問題，在傳統(tǒng)力導引布局算法的基礎(chǔ)上，提出了基于數(shù)據(jù)屬性嵌入的改進圖布局算法，研究節(jié)點向量對圖布局的影響，不僅能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)與屬性相關(guān)的圖結(jié)構(gòu)，而且也能幫助我們更好地理解節(jié)點所扮演的角色和節(jié)點布局之間的關(guān)系。進一步，本文基于節(jié)點屬性嵌入的圖布局提出了基于傳遞函數(shù)的圖布局方法框架，用戶

3、可以通過調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)交互得到相應(yīng)的圖布局結(jié)果。具體來講，可以通過傳遞函數(shù)設(shè)置圖布局的參數(shù)或選擇與布局相關(guān)的節(jié)點屬性。為了能夠基于傳遞函數(shù)交互計算并顯示圖布局結(jié)果，需要對圖布局算法進行加速，本文采用了OpenCL框架對計算進行并行加速。最后本文實現(xiàn)了一個面向多屬性節(jié)點向量網(wǎng)絡(luò)的圖可視化系統(tǒng)。
　　綜上所述，本文工作的主要貢獻包括以下三個方面：
　　1)節(jié)點屬性嵌入的圖布局算法：設(shè)計二次插值曲面，將節(jié)點間的屬性映射為控制力導引布

4、局的參數(shù)，從而基于參數(shù)函數(shù)的改變，改變力導引布局的結(jié)果，使得算法的布局結(jié)果與節(jié)點屬性相關(guān)。
　　2)基于傳遞函數(shù)的圖布局算法：將上述節(jié)點屬性嵌入的圖布局算法擴展為基于傳遞函數(shù)的圖布局計算框架，用戶通過調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)，交互改變圖布局結(jié)果。本文采用OpenCL異構(gòu)計算框架對算法進行了加速，使得圖布局結(jié)果能夠基于傳遞函數(shù)交互產(chǎn)生變化，從而使得用戶可以交互設(shè)置合適的傳遞函數(shù)。
　　3)多屬性向量網(wǎng)絡(luò)可視化系統(tǒng)：本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個面向