2020浙江大学可视化暑期学校-第四天

课程: 时间数据可视化
讲师: 陈为
讲师简介: 浙江大学计算机学院CAD&CG国家重点实验室教授,博士生导师,国家优秀青年基金获得者,十三五国家重点研发专项“云计算与大数据”总体组、指南组专家,浙江大学计算机学院副院长。主要研究方向为可视分析、信息可视化、大数据分析、人机混合智能。
课程简介: 本次课程主要介绍了时间数据的可视化,从带有时间属性的数据怎么做可视化、既有时间属性又有空间属性的数据怎么做可视化、流数据可视化、设计的基本原则几个方面进行了介绍。

图1 本次课程的内容概要

1 时间数据可视化

1.1 时间数据

从可视化角度来讲,可以把时间数据看成有两个不同属性但是可以用相同的方法处理的数据,一个是物理空间所能感知的时间序列或时变数据,另一个是序列数据-泛化后的时间数据。时间数据在做可视化之前需要经过很多处理如抽象、聚类、特征分析等。

图2 两种时间数据
1.2 时间的表示方法及不同的尺度表示

时间的可视化表示方法分为:线性表示、环形表示、网格表示、螺旋表示以及任意轨迹表示。尺度表示方法有:编年史(带精确地时间刻度)、相对表示、经数学变换的表示、序列表示、序列+区间的表示。

图3 时间的表示方法
图4 时间的尺度表示
1.2.1 线性表示

这是最简单的一种形式,本质上就是把每个数据点的两个维度映射到x坐标和y坐标,然后沿着x轴把y坐标的值连起来形成一条线,把时间线线性化的展示。可以通过在一个图中显示多条折线来实现稍微复杂一点的功能。

图5 线性表示示例
图6 线性表示的复杂示例
1.2.2 环形表示

即为沿着圆周进行排列,此时x和y转化为极坐标表示中的角度和距离长度。用极坐标编码时间是一种非常常见的方法,因为沿着圆心是一个周期性的变化,可以把不同周期的同一时刻编码在同一个角度上。

图7 环形表示示例
1.2.3 编年史

按照具体时间变化进行编码,这是一种十分自然的想法。

图8 编年史表示示例
1.2.4 相对表示

没有起始点,只是编码了时间的长度。

图9 相对表示示例
1.3 时间的不同组织形式

时间可以以线性、流、树、图等形式进行组织,不同的组织方式适用于不同的场景。

图10 时间的组织形式

2 流数据处理

流数据的特征是数据在不断地产生,所以流数据需进行在线处理而且需要特殊的流程和特殊的方法。

图11 流数据处理流程

3 设计原则

  • 风格统一
  • 多视图进行对齐
  • 空间信息是一个很强的形式
  • 多视图要比单视图有用

书籍推荐

老师推荐了一本时间数据可视化的书籍:Visualization of Time-Oriented Data

图12 推荐的书籍
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