[发明专利]基于径向布局的多维层次可视化方法

权利要求书

1.一种基于径向布局的多维层次可视化方法，其特征在于，包括径向层次视图的绘制算法、圆形平行坐标绘制算法、视图融合三个部分；

径向层次视图的绘制算法：给定父节点pNode的第i+1个孩子节点child_i+1∈T_m，T_m为树结构，下标m表示节点数，该节点在视图中的绘制为：

孩子节点child_i+1对应视图中的扇形块Widget，每个扇形块由<innerRadius,outerRadius,startAngle,endAngle>四元组唯一确定；rStep表示每个节点对应的扇形块的径向宽度，由该节点的内半径innerRadius和外半径outerRadius决定，节点child_i+1的起始角度startAngle等于父节点pNode起始角度加上节点child_i的结束角度endAngle；节点跨度arcWidth表示以当前节点树的叶子节点数占初始树的总叶子节点数的比例；

圆形平行坐标绘制算法：对于给定数据集U_m×n，其中的n维数据点映射为二维空间上的一条圆形折线段，其映射函数定义为：其中v_ij(x,y)表示轴X_l第i条折线段与轴的交点，其坐标由进行计算，uMax_j，uMin_j表示第j个维度上的最大值和最小值，r_in与r_out分别表示圆形平行坐标径向内半径和外半径，rLocation为每个数据点映射对应坐标轴上的径向位置，u_ij表示第i条数据记录的第j个属性值，(x,y)为节点v_ij(x,y)在圆形平行坐标中相应轴上的坐标值，θ由计算获得；

视图融合：借助镂空设计策略Holow Spiral Model实现多维层次视图的无缝融合，Detail Outside交互设计实现对视图的联动分析。

2.如权利要求1所述的基于径向布局的多维层次可视化方法，其特征在于，还包括定义多维层次数据的数据结构和对原始数据进行抽取、预处理生成预定义数据结构的数据两个步骤；

定义多维层次数据的数据结构：设共包含m条数据记录且具有n个数据维度的原始数据集表示为矩阵U_m×n，定义为其中，表示第i条数据记录，u_ij表示第i条数据记录的第j个属性值，相应的潜在层次结构表示为T_m＝<V,E>，定义为T_m是连通图，树中的每个节点node定义为：V＝{v₁,v₂,…,v_|V|}表示节点集，对应原始数据集的条目，E＝{e₁,e₂,…,e_|E|}表示数据中隐含的包含或从属关系，attrs为节点属性集，children表示子节点集，三元组表示一个节点或一条折线段，即多维层次数据结构定义为D＝{<u,t>|u∈U_m×n,t∈T_m}；

对原始数据进行抽取、预处理生成预定义数据结构的数据：首先对原始数据集进行异常值处理，异常值包括空条目、数据类型错误，具体为，遍历每条记录，对其中存在的异常属性值按照不同的异常情况进行不同的处理，数值空条目进行零值填充，数据类型错误进行类型转换，根据该条目数据取平均或最值处理；再对预处理后的数据进行数据抽取，具体为，遍历数据集中的每条记录，记录由基本属性字段和特征字段组成，对于该记录生成与之对应的节点node，基本属性字段对应节点node中的atts属性集，而特征字段生成为：每个u_ij对应该特征维度上的取值，同时根据数据中的组织结构或地理信息获取节点间的从属关系，得到由节点组成的节点集，即为隐藏的生成树模型，根节点即为无父节点的节点，表示为：获得可绘制的单个数据元素VisualItem；最后递归地对VisualItem进行绘制。