[发明专利]一种基因大数据前端可视化交互分析方法

说明书

本发明公开了一种基因大数据前端可视化交互分析方法，包括如下步骤：JavaScript脚本加载：前端交互技术使用JavaScript；服务器接收请求后，向用户浏览器发送JavaScript脚本包；数据加载：服务器接收请求后，将对应数据发送给用户浏览器；图形初步渲染：使用Canvas绘图代码实现高效动态视图渲染；图形参数调整与重新渲染：被读入JavaScript脚本，继续使用Canvas绘图代码重新完成图形渲染；图形导出：浏览器将基于JavaScript脚本包中的Canvas转码脚本，转化为SVG或者PNG图形代码，并另存SVG或者PNG图形到电脑本地文件夹。本发明操作简单，用户友好。

技术领域

本发明涉及生物信息学技术领域，具体涉及一种基因大数据前端可视化交互分析方法。

背景技术

随着基因测序技术的快速进步、检测成本呈现超摩尔定律的趋势下降、高通量测序设备的广泛应用，使得基因检测变的普及，在更广的研究领域上发挥作用，如临床诊断、遗传检测、个人基因组、药物基因组等众多研究领域。

基因检测变普及的同时也带来新的机遇和问题，通过基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学等基因组学检测技术形成基因数据量也呈倍数增长，对海量数据的筛选和挖掘变为下一个重点和难点。组学大数据分析一般需要由大型服务器完成，然后以图表的形式将结果呈现。组学数据数据量大，信息抽象复杂，数据以可视化图形的方式呈现是协助数据解读人员进行数据解析的关键方法。在数据解析过程中，解读人员需要根据自己的初步判断不断调整可视化绘图参数，例如调整丰度过滤的阈值，删减样本等，然后依据参数调整后图形的变化进一步调整判断。应对可视化图形实时调整的需求，目前最高效的方式是通过云端web界面的方式，呈现动态交互式图形。该策略的实现方式为：

1）通过云端连接服务器，将服务器内的相关数据和绘图指令加载进入浏览器，并以动态web界面的形式向解读人员呈现图形。

2）数据解读人员可以通过web界面内的页面菜单调整参数，浏览器将根据参数变化，将调整后的图形实时反馈给解读人员。

web界面动态图形常用的图形渲染方式为采用SVG格式的图形。SVG格式图形是最常用的不依赖分辨率的矢量图图形格式之一，但在进行组学大数据图形可视化过程中会面临效率太低的问题。组学大数据可视化经常要呈现大量样本的信息，例如数万个基因，数十万个细胞，数百万个SNP。这意味着这些信息对应的可视化图形，将是由大量的点、线等元素构成的高复杂度图形。常规的SVG格式渲染此类由海量元素构成的高复杂度图形效率非常缓慢，加载一副图形可能需要耗费数十秒时间。这意味着数据解读者每次修改参数都需要长时间等待才能看到修改后的图形变化，而不是得到实时的图形反馈。这将严重降低数据解析的效率，带来极差的用户体验。

如果直接换用Canvas等依赖分辨率的交互式绘图技术，虽然可以提高图形刷新速度，但却会由于分辨率的限制丢失了一部分图形信息。对于科研领域的用户，由于发表文章的要求，需要结果图形可输出为矢量图，以满足后续各类图形调整的需求。

为了解决这一生物大数据图形可视化的难点，需要开发能同时满足以下两点需求的可视化渲染技术：

1）能快速渲染大数据复杂元素，在浏览器端的图形能够实时响应用户的参数调整结果；

2）结果可以输出为矢量图，以满足后续科研论文图形调整的需求。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种基因大数据前端可视化交互分析方法，前端交互使用JavaScript的技术，使用Canvas绘图代码实现生物大数据的前端高效交互可视化，并且网页端图形可以通过转码转化为SVG、PNG等用户熟悉的格式输出，从而可以兼顾图形，可以高效交互，同时结果可以输出为SVG矢量图。