[发明专利]基于层次数据与图数据可视化技术的知识森林布局方法

摘要

本发明涉及一种基于层次数据与图数据可视化技术的知识森林布局方法，首先获得实例化的知识主题分面树的数据和知识碎片的数据，利用该数据，通过基于贝塞尔曲线的实例化的知识主题分面树绘制算法实现实例化的知识主题分面树的绘制；将绘制的实例化的知识主题分面树抽象为节点v，将知识主题之间的认知关系抽象为边e，将知识森林抽象为图G(V,E)，其中，G代表知识森林，V代表v的集合，E代表e的集合；实现知识森林G的整体布局并显示社团结构，完成基于层次数据与图数据可视化技术的知识森林布局。本发明结合层次数据和图数据布局技术，实现实例化的知识主题分面树的布局和知识森林的布局，同时支持知识主题分面树和认知关系的可视化。

主权项

1.一种基于层次数据与图数据可视化技术的知识森林布局方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：获得实例化的知识主题分面树的数据和知识碎片的数据；步骤二：利用步骤一获得的实例化的知识主题分面树和知识碎片数据，通过基于贝塞尔曲线的实例化的知识主题分面树绘制算法实现实例化的知识主题分面树的绘制；步骤三：将步骤二绘制的实例化的知识主题分面树抽象为节点v，将知识主题之间的认知关系抽象为边e，将知识森林抽象为图G(V,E)，其中，G代表知识森林，V代表v的集合，E代表e的集合；步骤四：实现知识森林G的整体布局并显示社团结构，完成基于层次数据与图数据可视化技术的知识森林布局；实例化的知识主题分面树的数据包括分枝数据，分枝数据结构包含8个参数：分枝的最大层次深度tbl、分枝上各级分枝的总数tbn、分枝的直接下级分枝的数目bn、分枝上所有叶子的数目tln、下级元素的数据c、分枝的唯一标识符ti、分枝的名称na以及各级分枝在实例化的知识主题分面树中的类型tp，其中c的元素包括叶子或者嵌套的下级分枝；知识碎片的数据组成实例化的知识主题分面树的叶子数据，叶子数据结构包含4个参数：知识碎片所在的网页地址u、知识碎片的内容ct、知识碎片的id标识符fi以及知识碎片在实例化的知识主题分面树中的类型tp′；步骤二具体包括：201、初始化布局控制参数，结合布局控制参数来计算各级贝塞尔曲线的节点坐标；202、控制分枝按自适应生长次序生长：分枝的生长顺序为B_l1,B_l2,...,B_li‑1,B_li,B_li+1,...,B_lm‑1,B_lm,B_rn,B_rn‑1,...,B_rj+1,B_rj,B_rj‑1,...,B_r2,B_r1，其中B_li和B_rj代分别表实例化的知识主题分面树左侧和右侧的分枝，m和n分别代表左侧和右侧分枝的数量；分枝上叶子的数量满足以下规律：|B_l1|≤|B_l2|≤...≤|B_li‑1|≤|B_li|≥|B_li+1|≥...≥|B_lm‑1|≥|B_lm|且|B_rn|≤|B_rn‑1|≤...≤|B_rj+1|≤|B_rj|≥|B_rj‑1|≥...≥|B_r2|≥|B_r1|，|B_li|和|B_rj|分别代表B_li和B_rj上叶子的数量；203、根据根节点的坐标(x₀，y₀)和分枝总数量nb，通过以下公式计算主干的起点坐标：通过以下公式计算主干的终点坐标：其中x_i1和x_i2分别代表主干T_i的起止点横坐标；y_i1和y_i2分别代表主干T_i起止点的纵坐标；wt代表主干的直线宽度；bht为决定分枝开始生长位置的定值参数；lc代表处于中间位置的主干的横坐标，lc＝x₀+wt×M×nb/2；level代表主干生长的高度，若i<(nb/2)，则level＝i+1，否则level＝nb‑i；M表示控制实例化的知识主题分面树显示级别的控制参数；204、对每个分枝执行以下操作：深度优先遍历，上级分枝作为下级分枝的父节点，其中主干的终点坐标作为一级分枝的起点坐标，通过以下公式计算代表各级分枝的三次贝塞尔曲线的起点、终点及两个控制点坐标：其中若(x_i1，y_i1)代表起点、第一个控制点或第二个控制点的坐标时，对应的：(x_i2，y_i2)代表第一个控制点、第二个控制点或终点坐标；l代表lst1、lst2或lst3，as代表ast1、ast2或ast3；其中，lst1表示一级分枝长度，lst2表示二级分枝长度，lst3表示三级分枝长度，lst1＞lst2＞lst3；ast1表示一级分枝角度，ast2表示二级分枝角度，ast3表示三级分枝角度，ast1、ast2和ast3的取值范围在0.6到0.8之间；205、将末级分枝作为叶子的父节点，根据步骤204所述的公式计算代表叶子的三次贝塞尔曲线的起点、终点及控制点坐标，其中若(x_i1，y_i1)代表起点、第一个控制点或第二个控制点的坐标时，对应的：(x_i2，y_i2)代表第一个控制点、第二个控制点或终点坐标；l代表lsl1、lsl2或lsl3，as代表asl1、asl2或asl3；其中，lsl1表示一级分枝的叶子长度，lsl2表示二级分枝的叶子长度，lsl3表示三级分枝的叶子长度，lsl1＞lsl2＞lsl3；asl1表示一级分枝的叶子角度，asl2表示二级分枝的叶子角度，asl3表示三级分枝的叶子角度，asl1、asl2和asl3的取值范围在0.6到1.6之间；206、根据步骤203至步骤205计算的坐标绘制主干及代表各级分枝和叶子的三次贝塞尔曲线，并添加对应的文本信息，完成实例化的知识主题分面树的绘制。