[发明专利]针对时变层次数据的时变树图布局方法和应用

权利要求书

1.一种针对时变层次数据的时变树图布局方法，所述时变层次数据是一组具有权值随时间发生变化的时变性质的通过层次结构关系互相关联的层次数据集，用DS表示，针对时变层次数据集DS进行可视化处理，具体操作步骤如下：

A.将DS按照层次和时间关系表示为K棵树；表示成的树的数目与待可视化数据划分的时刻的数目相同；将时刻k下的树或子树的根节点记为(tk，root)；

B.将不同时刻的树或子树的根节点(tk，root)从左到右在时间轴上按顺序进行排列布局；

C.采用行布局的方式，将(tk，root)的孩子节点在对应区域内对第一行进行树图填充布局；

D.对于同父节点下的其他孩子节点，重复执行C的布局过程，完成其他行的树图填充布局，直至该父节点下孩子节点均布局完毕；

E.对于树结构中的所有节点，在叶子节点被布局完毕之前，重复C和D的布局步骤；直至完成对待显示的整个数据集DS的时变树图布局。

2.如权利要求1所述针对时变层次数据的时变树图布局方法，其特征是，所述布局均依照紧靠上边的方法进行。

3.如权利要求1所述针对时变层次数据的时变树图布局方法，其特征是，步骤B所述进行排列布局，具体是将每个时刻的原始布局区域设置为正方形进行布局；所述正方形的面积与根节点的权值成正比，并通过计算确定每一个时刻对应填充区域的正方形边长，其中，R_max为根节点权值最大的时刻在布局中所对应正方形的边长；其余时刻的正方形边长由式1计算得到：

式1中，R_max为根节点权值最大的时刻在布局中所对应正方形的边长；R_k为其余时刻的正方形边长；root_k.value为第k个根节点的权值；root_max.value为权值最大的根节点的权值。

4.如权利要求1所述针对时变层次数据的时变树图布局方法，其特征是，步骤C中所述进行布局，具体是按行计算出最优填充个数，并应用于所有时刻的该行布局中；具体操作步骤为：

C1.假设对于当前布局的行数从第m个节点开始进行布局，第m个节点的子节点记作childim，对应节点m每一个时刻的变化值为(tk，childim)，其中k代表时刻；在节点m对应的父节点每一个时刻的变化值(tk，fatheri)的布局空间内，依照紧靠上边的方法，计算得出在不同时刻第一行节点布局的各自的平均长宽比，并选择取值最小的平均长宽比所对应的布局个数为各时刻的最佳布局个数(tk，nk)；所述平均长宽比通过式2计算得到：

式2中，AS_i为第i个子节点对应的矩形长宽比，AS_i＝Max(h_i/w_i,w_i/h_i)；n为节点数目；AAR为树图的平均长宽比，AAR的值越接近1，则该矩形越接近正方形；

C2.当各时刻的填充个数没有达到可填充上限时，计算填充nk+1个节点后的平均长宽比；

C3.设定nmax为所有时刻最佳布局个数(tk，nk)的最大值Max[n1..k]，即nmax＝Max[n1..k]，对于填充个数小于nmax的时刻仍需要继续补充计算平均长宽比，从而得出每个时刻k下，所有填充个数属于[1，nmax]时各自相应的平均长宽比；

C4.计算填充个数为nk时所有时刻的平均长宽比的均值，nk属于[1，nmax]，取平均长宽比均值最低的填充个数Min[n1..k]作为所有时刻的最优填充个数，由此计算得出该行在所有时刻下的最优填充个数，并应用于所有时刻的该行布局中。

5.将权利要求1所述针对时变层次数据的时变树图布局方法应用于农药残留数据的展示分析，其特征是，针对具有时变性和层次性的农药残留数据，按不同时刻下的数据的层次和时间关系表示为多棵树，将不同时刻的树的根节点记为(tk，root)，从左到右在时间轴上按顺序进行排列布局，将每个时刻的原始布局区域设置为正方形，采用行布局的方式，首先将(tk，root)的孩子节点在对应区域内对第一行进行布局，计算出最优填充个数，并应用于所有时刻的该行布局中，完成第一行布局；针对其他孩子节点，重复执行布局过程，完成其他行的树图填充布局，直至该父节点下孩子节点均布局完毕；完成树结构中的所有节点均布局；从而利用生成的树图同时显示农残数据的层次特性和时间属性的目的。