数据可视化 全彩PDF电子书下载

基础篇 2

第1章 数据可视化简介 2

1.1 可视化释义 2

1.2 可视化简史 8

1.3 数据可视化详解 23

1.3.1 数据科学的发展 23

1.3.2 数据可视化的意义 25

1.3.3 数据可视化分类 29

1.3.4 数据可视化与其他学科领域的关系 38

1.4 数据可视化研究挑战 43

参考文献 44

第2章 视觉感知与认知 47

2.1 视觉感知和认知 47

2.1.1 视觉感知和认知的定义 48

2.1.2 视觉感知处理过程 48

2.1.3 格式塔理论 49

2.2 颜色 54

2.2.1 颜色刺激理论 54

2.2.2 色彩空间 58

2.3 视觉编码原则 62

2.3.1 相对性和绝对性 63

2.3.2 标记和视觉通道 64

2.3.3 视觉通道的概念 66

2.3.4 视觉通道的特性 72

参考文献 81

第3章 数据 84

3.1 数据释义 84

3.1.1 数据基础 84

3.1.2 数据科学及过程 87

3.2 数据获取和预处理 91

3.2.1 数据获取 91

3.2.2 数据预处理 92

3.3 数据组织与管理 93

3.3.1 数据清洗与精简 95

3.3.2 数据整合与集成 97

3.3.3 数据库 99

3.3.4 数据仓库 102

3.4 数据分析与挖掘 103

3.4.1 探索式数据分析 105

3.4.2 联机分析处理 105

3.4.3 数据挖掘 108

3.5 数据工作流 113

3.6 数据科学的挑战 116

参考文献 117

第4章 数据可视化基础 120

4.1 数据可视化基本框架 120

4.1.1 数据可视化流程 120

4.1.2 数据可视化设计 124

4.2 可视化中的数据 127

4.2.1 数据认知 127

4.2.2 数据类型 127

4.3 可视化的基本图表 129

4.3.1 原始数据绘图 129

4.3.2 简单统计值标绘 134

4.3.3 多视图协调关联 135

4.4 可视化设计原则 137

4.4.1 数据到可视化的直观映射 137

4.4.2 视图选择与交互设计 139

4.4.3 信息密度——数据的筛选 140

4.4.4 美学因素 141

4.4.5 动画与过渡 143

4.4.6 可视化隐喻 147

4.4.7 颜色与透明度 148

4.5 可视化理论发展 148

4.5.1 图形符号学 149

4.5.2 关系数据的图形表示 150

4.5.3 图形语法 151

4.5.4 基于数据类型的研究 152

4.5.5 基于数据状态模型的研究 153

4.5.6 多维关系数据库可视化分析系统 154

参考文献 155

时空数据篇 158

第5章 空间标量场可视化 158

5.1 一维标量场可视化 158

5.2 二维标量场可视化 160

5.2.1 颜色映射 161

5.2.2 等值线提取 162

5.2.3 高度图 162

5.3 三维标量场数据可视化 163

5.3.1 空间数据表达 165

5.3.2 空间数据特征计算 169

5.3.3 间接体绘制 173

5.3.4 规则三维标量场的直接体可视化 178

5.3.5 不规则体数据的体可视化 201

参考文献 212

第6章 地理信息可视化 220

6.1 地图投影 221

6.1.1 墨卡托投影 221

6.1.2 亚尔勃斯投影 223

6.1.3 方位角投影 224

6.2 点数据的可视化 225

6.3 线数据的可视化 230

6.4 区域数据的可视化 235

6.4.1 Choropleth地图 235

6.4.2 Cartogram 237

6.4.3 规则形状地图 238

6.4.4 多元关系地图 239

6.5 地理信息可视化的应用 241

6.5.1 地球与生存环境 241

6.5.2 城市与日常生活 243

6.5.3 地理时空数据 246

6.5.4 复杂地理数据的可视分析 247

6.6 地理信息可视化的其他挑战 249

6.6.1 地图标注 249

6.6.2 地图综合 249

6.6.3 在线地图 249

参考文献 250

第7章 大规模多变量空间数据场可视化 253

7.1 大规模空间标量场数据的实时体可视化 254

7.1.1 大规模空间标量场数据的单机绘制 254

7.1.2 大规模空间标量场数据的并行绘制 254

7.1.3 时变空间标量场数据加速绘制方法 255

7.2 时变异构空间数据场的特征追踪与可视化 256

7.2.1 时变空间标量场数据的特征提取 257

7.2.2 异构数据的特征融合 257

7.2.3 时变空间标量场数据的特征追踪 258

7.3 空间向量场数据可视化 260

7.3.1 图标法 261

7.3.2 几何法 263

7.3.3 纹理法 268

7.3.4 拓扑法 271

7.4 空间张量场数据可视化 273

7.4.1 张量场的数学描述 274

7.4.2 基于几何的方法 277

7.4.3 基于纹理的方法 280

7.4.4 基于拓扑的方法 283

7.4.5 高阶张量场可视化 285

7.5 多变量空间数据场可视化 287

7.5.1 多变量空间数据场的数据分析与表达 288

7.5.2 多变量空间数据场的可视化与交互 289

参考文献 292

第8章 时变数据可视化 302

8.1 时间属性的可视化 304

8.1.1 线性和周期时间可视化 304

8.1.2 日历时间可视化 307

8.1.3 分支和多角度时间可视化 309

8.1.4 时间属性的动态可视化 313

8.2 多变量时变型数据可视化 314

8.2.1 基于线表示的可视化 314

8.2.2 基于图结构的可视化 317

8.2.3 时间序列数据的可视化交互 318

8.3 流数据可视化 319

8.3.1 流数据可视化模型 320

8.3.2 流数据处理技术 321

8.3.3 流数据可视化案例 324

8.3.4 并行流计算框架 329

参考文献 331

非时空数据篇 336

第9章 层次和网络数据可视化 336

9.1 层次数据 336

9.1.1 层次数据的可视化 339

9.1.2 节点－链接法 340

9.1.3 空间填充法 346

9.1.4 其他方法 351

9.2 网络数据 353

9.2.1 网络和图 353

9.2.2 网络数据可视化 354

9.2.3 网络数据的地图隐喻可视化 365

9.2.4 超图及其可视化 368

9.2.5 动态网络数据可视化 371

9.2.6 图可视化的视觉效果 372

9.2.7 图可视化中的交互 378

9.2.8 网络数据可视化的挑战 380

参考文献 381

第10章 文本和文档可视化 387

10.1 文本可视化释义 387

10.1.1 文本信息的层级 387

10.1.2 文本可视化的研究内容 388

10.1.3 文本可视化流程 388

10.2 文本信息分析基础 390

10.2.1 分词技术和词干提取 390

10.2.2 向量空间模型 390

10.2.3 主题抽取 392

10.3 文本内容可视化 393

10.3.1 基于关键词的文本内容可视化 393

10.3.2 时序性的文本内容可视化 397

10.3.3 文本特征的分布模式可视化 400

10.3.4 情感分析可视化 403

10.3.5 文档信息检索可视化 405

10.3.6 软件可视化 406

10.4 文本关系可视化 408

10.4.1 基于图的文本关系可视化 408

10.4.2 文档集合关系可视化 409

10.5 文本多层面信息的可视表达 413

10.6 总结 415

参考文献 415

第11章 跨媒体数据可视化 418

11.1 图像 418

11.1.1 图像网格 418

11.1.2 时空采样 419

11.1.3 基于相似性的图像集可视化 420

11.1.4 基于海塞图的社交图像可视化 422

11.2 视频 422

11.2.1 视频概要可视化 423

11.2.2 视频立方 424

11.2.3 视频可视摘要 426

11.3 声音与音乐 427

11.3.1 声乐波形可视化 429

11.3.2 声乐结构的可视化 429

11.4 超媒体 432

11.4.1 微博可视化 434

11.4.2 社交网络可视化 441

11.4.3 数字生活可视化 450

参考文献 453

第12章 复杂高维多元数据的可视化 456

12.1 高维多元数据 457

12.1.1 空间映射法 458

12.1.2 图标法 467

12.1.3 基于像素图的方法 469

12.2 非结构化与异构数据的可视化 472

12.2.1 非结构化数据 472

12.2.2 异构数据 474

12.3 大尺度数据的可视化 477

12.3.1 基于并行的大尺度数据高分辨率可视化 477

12.3.2 大尺度数据的分而治之可视化与分析 480

12.4 数据不确定性的可视化 483

12.4.1 不确定性的基本定义 484

12.4.2 不确定性的来源 484

12.4.3 不确定性的可视化方法 485

参考文献 498

用户篇 504

第13章 可视化中的交互 504

13.1 交互准则 505

13.1.1 交互延时 505

13.1.2 交互成本 507

13.1.3 交互场景变化 508

13.2 交互分类 509

13.2.1 按低阶交互操作分类 509

13.2.2 按交互操作符与空间分类 510

13.2.3 按交互任务分类 510

13.3 交互技术 511

13.3.1 选择 511

13.3.2 导航 512

13.3.3 重配 514

13.3.4 编码 515

13.3.5 抽象／具象 515

13.3.6 过滤 516

13.3.7 关联 519

13.3.8 概览＋细节 520

13.3.9 焦点＋上下文 522

13.4 交互与硬件设备 532

13.4.1 交互环境 532

13.4.2 交互设备 534

参考文献 537

第14章 可视化评测 543

14.1 评测流程 544

14.2 影响评测效度的因素 545

14.2.1 参与用户 545

14.2.2 测试任务 546

14.2.3 数据类型 547

14.2.4 评测指标 549

14.3 评测方法 550

14.4 评测实例分析 551

14.5 总结 558

参考文献 558

第15章 面向领域的数据可视化 560

15.1 高性能科学计算 560

15.1.1 高性能科学可视化的挑战 561

15.1.2 重要信息的提取和显示 564

15.1.3 原位可视化 566

15.1.4 未来挑战 568

15.2 生命科学 569

15.2.1 临床医学影像 569

15.2.2 其他影像 574

15.2.3 电生理信号 576

15.2.4 OMICS组学 580

15.3 其他科学与艺术 584

15.3.1 气候学与气象中的可视化 584

15.3.2 面向艺术的表意性可视化 587

15.4 网络与系统安全的可视化 591

15.4.1 基于可视变换的虫洞攻击可视化 591

15.4.2 可信计算的可视化 592

15.4.3 安全日志数据的可视化 593

15.5 商业智能可视化 593

15.5.1 商业智能 593

15.5.2 商业智能中的数据可视化 594

15.5.3 未来趋势 599

15.6 金融数据可视化 599

15.6.1 金融可视化图表元素 599

15.6.2 金融数据可视分析 602

参考文献 605

第16章 可视化研究与开发资源 611

16.1 可视化软件 611

16.1.1 医学可视化软件 611

16.1.2 科学可视化软件 614

16.1.3 信息可视化软件 617

16.1.4 可视分析软件 622

16.2 可视化开发工具 623

16.2.1 应用程序开发工具 623

16.2.2 Web应用开发工具 626

16.3 数据分析和数据挖掘软件与开发工具 627

16.4 可视化数据集资源 629

16.5 可视化信息资源 630

16.6 可视化研究机构 631

16.6.1 大陆可视化科研机构 631

16.6.2 海外可视化科研机构 632