[发明专利]一种针对农残检测数据的多属性对比可视化方法

摘要

本发明涉及一种针对农残检测数据的多属性对比可视化方法，属于计算机图形学与可视化技术领域。包含1对多种待检测农产品进行采样，获得农产品采样样本；2依次进行农残检测，得出农残检测结果；3对农残检测结果进行分类；4从农残检测数据集中获取P1至P8数据属性；5映射所有农产品可视化结果的横纵坐标；6采用气泡图的形式展现不同农产品名称的总采样量；7绘制相应农产品在不同时间段的农药检出类样本数的堆积条形图；8绘制所有农产品在所有时间段中的农残检测结果玫瑰图，完成针对农残检测数据的可视化效果；9进行多属性对比，得出可视分析结论。本方法实现了多统计量时间维度、农药、农产品三通道的简单而直观的多属性可视化分析。

主权项

1.一种针对农残检测数据的多属性对比可视化方法，其特征在于：主要针对以下四个目标进行可视化：1)不同时间段的各农产品采样样本数的对比关系；2)各种农产品中检出的不同毒性农药的占比情况；3)同一农产品在不同时间段上的农药检出情况对比关系；4)不同农产品类别间的农产品采样量和农药检出情况的对比关系；为实现上述目标，所述针对农残检测数据的多属性对比可视化方法，包含如下步骤：步骤1：对多种待检测农产品进行采样，获得农产品采样样本；步骤2：针对步骤1中采集的待检测农产品采样样本，依次对其进行农残检测，得出农残检测结果；步骤3：根据步骤2的农残检测结果，将已检测的农产品采样样本，根据检出农药类别和农残检测结果进行分类，将所有农产品样本根据农残检测结果分为8个类别；步骤4：根据步骤2的农残检测结果和步骤3对所有农产品样本的农残检测结果分类，从农残检测数据集中获取P1至P8数据属性；步骤5：根据步骤4输出的P1和P2数据属性，映射为所有农产品可视化结果的横纵坐标；步骤6：针对步骤4输出的P1数据属性，即：各农产品名称，将步骤4中的P3数据属性采用气泡图的形式展现不同农产品名称的总采样量，具体为：将气泡图绘制为灰色，也可绘制为其他颜色或其他纹理，只要保证和后续绘制图形不冲突即可，其生成方法为：将气泡对应农产品的总采样量映射为气泡的圆形半径，半径计算方法如公式(1)：其中，min和max分别是根据绘图区域大小定义一个合适的半径闭区间[min，max]的两端；所有农产品名称的P3数据属性值集合为{p3.1，p3.2，…，p3.n}，p3.max为所有农产品名称的P3数据属性值集合的最大值，p3.min为所有农产品名称的P3数据属性值集合的最小值，p3.i为第i个农产品名称的P3数据属性值，radius.i为第i个农产品名称的半径映射值；步骤7：根据步骤4输出的P5数据属性，在步骤6中各农产品名称对应的气泡下绘制相应农产品名称在不同时间段的有农药检出类样本数的堆积条形图；具体绘制过程如下：步骤7.1：根据公式(2)确定每个农产品名称的条形总长值：其中，所有农产品名称的P5数据属性值集合为{p5.1，p5.2，…，p5.n}，p5.max为所有农产品名称的P5数据属性值集合的最大值，p5.min为所有农产品名称的P5数据属性值集合的最小值，p5.i为第i个农产品名称的P5数据属性值，bar.length.i为第i个农产品名称的条形总长值；步骤7.2：确定条形图每一段条长；根据P7数据属性值与P6数据属性值的比值确定各分段条长，见公式(3)，其中，t_ij.length为第i个农产品名称的第j个时间子分段对应的条长，t_ij.p7、t_ij.p6分别对应第j个时间子分段的P7和P6数据属性值；步骤8：针对步骤4中P8数据属性，绘制所有农产品在所有时间段中的农残检测结果玫瑰图，具体根据时间段的先后顺序使用上至下的布局方式，展现多个时间段的农残检测结果，为农残检测结果添加时间维度上的对比；其中，玫瑰图，即南丁格尔玫瑰图，表示半径不同的扇形图，它用扇区的角度和半径分别反映2个度量；优选的玫瑰图被绘制为纹理图，也可以绘制为和气泡图不同颜色，以及和堆积条形图图案及玫瑰图各扇区纹理不重合的图形；具体，针对每一种农产品在指定时间段中的玫瑰图绘制方法可描述如下：步骤8.1：玫瑰图中包含8个扇区，8个扇区以圆心垂直向上方向为起始线，按顺时针排列，依次对应步骤3.4中的高剧毒检出类、有机氮类、有机硫类、有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类、氨基甲酸酯类以及安全检出类8种样本的农药检出情况；步骤8.2：将当前农产品当前时段中的采样样品数量，映射为玫瑰图标准半径；其中，玫瑰图标准半径的计算如下公式(4)，其中，min和max为根据绘图区域大小定义的半径区间[min，max]的两个端点值；所有农产品名称的P5数据属性值集合为{p5.1，p5.2，…，p5.n}，其中，p5.max为所有农产品名称的P5数据属性值集合的最大值，p5.min为所有农产品名称的P5数据属性值集合的最小值，p5.ij为第i个农产品名称的第j个时间段的P5数据属性值，radius.ij为第i个农产品名称的第j个时间段半径映射值；步骤8.3：计算高剧毒检出类对应扇区的半径；计算方法为：步骤8.3.1 针对高剧毒检出情况，根据毒性与农药含量划分为8个不安全等级级别；其中，等级是根据玫瑰图标准半径划分为8个分段确定；步骤8.3.2 将高剧毒检出量与采样量的比值来决定其所在区间，并且根据所在区间确定高剧毒扇区半径；步骤8.3.3 根据级别所在区间确定高剧毒扇区半径，将最高不安全等级映射为半径R1；步骤8.3.4 将R1半径长度均分为8个分段，由最长至最短，每个分段代表一个级别区间，各区间所代表的不安全等级为由高到低；设定不安全等级最低的扇区半径为0；步骤8.4：确定高剧毒检出类农产品所对应扇区的扇区角；其中，高剧毒检出类农产品所对应扇区的扇区角固定为α，α的取值范围为30到60度；步骤8.5：根据当前农产品中除高剧毒检出类外的7个类别的农产品样本数，确定7个扇区的扇区结束角，各扇区角度映射公式见公式(5)，其中，n为区间数8，i取值区间为[2，8]，x_i为第i个区间对应的相应农药类检出的样本数，第i个扇区的扇区角度为[θ_i‑1，θ_i]，θ₀为步骤8.1中说明的圆心垂直向上方向，θ₁为第一个扇区的结束角度；其中，第一个扇区即高剧毒检出类扇区；至此，经过步骤6到步骤8，计算并获得所有农产品的农残检测数据可视化结果，每种农产品的可视化结果形成一个区域块；即：针对农残检测数据集，完成了针对农残检测数据的可视化效果；步骤9：基于步骤8输出的可视化结果，进行多属性对比，得出可视分析结论。