[发明专利]多地区MRL标准的对比可视分析方法与系统

摘要

本发明公布了一种多地区最大农药残留限量(MRL)标准对比可视分析方法与系统，将MRL标准数据自顶向下构建农产品分类树，结合交互技术实现关联对比分析、细节对比分析、指标评价对比分析和整体对比分析。系统包括用户交互模块，用户探索模块、指标计算模块以及指标可视化模块。LPM指标包括数据集中农产品的分类层次数L、涉及的农药数P、农药限量值的记录数M，采取加权定量计算LPM指标，提高对比分析的精准度；采用嵌套圆、雷达图、平行坐标和标签云、折线‑柱形图及交互技术，快速发现不同地区在农产品分类情况、农产品MRL标准的覆盖范围制定的严格程度的差异。本发明也可用于多维层次数据其他应用领域的对比可视分析。

主权项

1.一种多地区农药残留最大限量MRL标准的对比可视分析方法，包括如下步骤：第一步，将农药残留限量MRL标准的数据集自顶向下构建一棵分类树，统计数据集中LPM指标的值，并采取加权的方式计算每个地区LPM指标的评分；所述LPM指标包括数据集中农产品的分类层次数L、MRL标准中涉及的农药数P、MRL标准中农药限量值的记录数M；包括如下步骤：A.对农药残留限量MRL标准的原始数据进行预处理，根据农产品的分类方式转换成具有层次包含关系的JSON格式，自顶向下构建一棵分类树；执行如下操作：A1.将预处理后的数据转换为JSON格式：{‘name’:’XXX’,’children’:[{‘name’:’XXX’}]}A2.将A1中转换后的JSON格式数据构建一棵分类树；B.统计数据集中LPM指标值，通过加权的方式定量计算每个地区LPM指标的评分，具体包括如下步骤：B1.针对数据集进行计算统计，得到MRL标准中的农药数，作为P的值；得到MRL标准中的所有记录数，作为M的值；得到每种农产品的分类层次数之和，作为L的值；B2.通过加权的方法对部分数据集定量地计算LPM指标的评分；采用如下公式计算得到LPM指标中L指标值：S(L)＝u1∑Xi+u2∑Yi+u3∑Zi式中，，S(L)表示L指标的分数；Xi表示所有数据中每种农产品的分类层次数；Yi表示去重后的数据中每种农产品的分类层次数；Zi表示仅在一个地区出现的数据中每种农产品的分类层次数；u1,u2,u3均表示权重，默认为1；使用相同的计算方式，获得MRL标准中涉及的农药数P指标值、MRL标准中农药限量值的记录数M指标值；作为最后的综合评分；第二步，对上述统计计算结果进行可视化，结合交互技术进行关联对比分析、细节对比分析、指标评价对比分析、整体对比分析；执行如下操作：A.对第一步生成的分类树使用嵌套圆的方式进行可视化，将嵌套圆可视化方式设计为套索工具，用户通过工具栏的套索工具圈选感兴趣的部分，具体包括如下步骤：A1.使用嵌套圆算法对具有层次结构的分类树数据进行可视化，视图包括一个数据筛选框和两个嵌套圆；分类树子节点的圆形区域大小表示该节点所有的记录条数，按螺旋状从大到小排布；然后计算所有子节点的圆形区域的外切圆，分类树父节点的圆形区域的直径为外切圆的直径，直径大小是该父节点的子节点的记录数之和；自底向上递归计算直至根节点的圆绘制完成；A2.用户使用工具栏的套索工具圈选感兴趣的数据；圈选方式包括矩形圈选框、自定义图形的圈选框、多次圈选；A3.用户还可以使用鼠标高亮查看某个属性的分类情况，当用户圈选感兴趣的数据后，提示框显示用户已圈选数据中每种农产品的MRL标准记录数；B.把A中生成的关联表的数据与标签云、平行坐标结合进行细节对比分析，通过点击标签云中的字符将该字符的数据映射到平行坐标；具体包括如下步骤：B1.由嵌套圆联动生成标签云，标签云的数量为嵌套圆中用户圈选数据的类型，大小为具体属性的数量；具体在嵌套圆的主视图中圈选一个地区的农产品，以农产品的名称为条件检索数据库中相关的农产品MRL标准数据生成关联表，在辅视图中将另一个地区关联的农产品高亮显示，同时统计关联表中涉及的农产品、农药毒性类型及数量生成标签云和平行坐标,实现关联对比分析；B2.平行坐标通过绘制n条平行的坐标轴来代表不同的属性，根据每条记录在各个坐标轴上的属性值，从左向右绘制横跨n条坐标轴的曲线；通过鼠标点击标签云选择查看某个标签云的属性信息；根据选择条件查询关联表的数据，更新平行坐标，展示细节对比的结果；C.根据LPM指标的值及每个地区的评分实现指标对比分析；采用雷达图和折线‑柱形图进行展示，包括：C1.雷达图的上半部分表示该属性在整个数据集的评分，下半部分表示在用户圈选数据的评分，从顺时针开始分别是农产品的分类层次数、MRL标准中涉及的农药数、MRL标准中农药限量值的记录数；可视化视图左侧通过热力图展示各个权重系数的取值，用户可通过鼠标点击进行调整；C2.折线图表示多个地区数据集的LPM指标的值；柱形图表示用户圈选的数据中多个地区的LPM指标的值；视图从上到下依次表示农产品的分类层次数、MRL标准中涉及的农药数及MRL标准中农药限量值的记录数；当用户悬停在柱形图上或者折线图上的某个点时，c采用提示框显示具体数值；D.用户交互可视化：采用数据筛选框、鼠标点击、鼠标悬停、过滤、圈选及高亮显示交互方式，用于进行对比分析；包括：D1.通过筛选框选择需要查看的数据，结果展示在嵌套圆中；D2.在嵌套圆中可进一步圈选感兴趣的部分；D3.在所有的可视化图表中均可使用鼠标悬停查看具体的属性值；D4.通过鼠标点击调整LPM指标的权重系数及选择标签云中的类别，从而联动生成平行坐标对比具体属性，进行细节对比分析。