可视化信息系统

可视化信息系统（精选12篇）

可视化信息系统 篇1

0 引言

随着电力信息化的发展,电力企业将建设越来越多的信息系统,为保障信息系统的安全稳定运行,对信息系统的运行监控显得非常重要[1],国家电网公司已通过SG186工程完成信息运维综合监管系统[2,3]建设,南方电网公司目前发布了IT集中运行监控系统建设规范[4],并已开展试点建设。

信息系统的运行监视主要包含运行状态监视、运行指标展现和运行数据分析3方面,监控系统的设计一般侧重于对信息系统各个组成部分(业务系统、中间件、数据库、服务器、操作系统、网络系统、通信系统、终端系统等)独立分块地进行监视,运行监视人员则需要从分块的监视数据中综合分析信息系统整体运行状况,当业务发生中断时,运行监视人员不能快速、精确地定位是业务系统本身发生故障,还是服务器、中间件或网络设备发生故障。

在信息系统的运行监控中,非常有必要采用可视化技术直观地展现信息系统各个组成部分的运行状况,文献[5–6]介绍了电力系统中运维可视化的优点。信息系统的运行数据分析也很重要,在管理层面,分析数据可以在信息化发展和管理方向为领导提供决策支持;在运行层面,分析数据可以为信息系统的优化提升提供数据支撑,如果没有规范的运行管理指标,很难做好数据分析,更难做到决策支持。

文献[7]基于配置管理数据库(CMDB)研究构建信息系统运行方式模型,该模型主要侧重中间件、数据库、服务器、网络系统等平台设备,但没有将业务系统模块纳入模型,也没有对运行的指标展现和数据分析进行研究。本文提出了一种以业务系统为主线,对信息系统各个组件进行监控,并能直观展现的模型,称为信息系统全景可视化监控模型。

1 信息系统全景可视化监控视图

信息系统全景可视化监控是指一个信息系统的每个组成部分都纳入监控,并能直观地展现。本文首先对信息系统的数据通信过程进行说明,参考OSI七层模型,列举了信息系统数据通信过程中所涉及的各类组件(见图1)。

从图1可以看出,从用户到服务器的数据通信过程为:桌面应用软件、电脑终端及操作系统、数据网络系统、通信传输系统、数据中心网络系统、服务器及操作系统、中间件、业务系统、数据库。根据数据通信过程,本文提出一种全景可视化监控视图,将信息系统的主要组成部分纳入监控。信息系统全景可视化监控视图如图2所示。

全景可视化监控视图分为业务系统层、中间件/数据库层、服务器层、网络层和用户层。

在业务系统层,视图中的外框可将业务系统看作黑盒,框中的模块即为业务系统的服务组件或独立功能模块。中间件及数据库都是独立运行在操作系统上的应用程序,所以独立成一层。服务器层则对操作系统运行状态进行监视。网络层监视与服务器直连的接入交换机以及数据中心核心交换机的运行状态,同时监视服务器与交换机、交换机与交换机之间的链路状态。用户层监视局域网核心交换机的运行状态,因局域网以下的接入交换机或终端故障时只影响局部用户,核心交换机故障时则影响全局用户,因此视图从业务系统的角度重点监视局域网核心设备。

全景可视化监控视图中每一层的监控点,都可呈现5种子视图,分别为颜色、标注数字、鼠标停留悬浮信息、鼠标点击对话信息、右键菜单。

1)颜色:业务系统框架、业务系统模块、中间件、数据库、交换机每个监控点用不同的颜色表示,并可通过颜色的变化动态展现监控点的实时运行指标。

2)标注数字:标注于监控点的右上角,可用于显示监控点的告警数、故障数、缺陷数等数据,标注信息还可用颜色区分等级,点击标注数字可以详细显示数据记录。

3)鼠标停留悬浮信息:当鼠标停留于监控点上时,可以显示监控点的关键配置数据和指标,例如鼠标停留在业务系统功能模块上显示当前访问用户数,鼠标停留在数据库上显示当前连接数。

4)鼠标点击对话信息:当鼠标点击监控点时,可以通过对话框显示监控点的详细配置数据、运行指标、服务指标、应用指标和性能指标。

5)右键菜单:当鼠标右键点击监控点时,可以显示监控点所关联的上下文菜单,菜单项有3种类型:一是在视图中没有展现的其他详细信息,如资产信息;二是调用基于SOA架构开发的外部系统数据,如调用监控点相关的流量分析数据;三是外部连接,可直接连接到第三方的管理软件平台。

全景可视化监控视图以业务系统为主线,为便于故障的定位和告警分析,将通信系统和数据网络系统简化为局域网和数据中心之间的连线,当通信系统和数据网络系统发生故障时,均能通过连线及局域网节点的颜色变化体现。在虚拟化应用环境中,视图中的服务器即为虚拟机,同时视图也没有将存储、虚拟化平台、安全设备等纳入监控,当存储、虚拟化平台、安全设备等发生故障时,均能通过视图中的服务器、中间件、数据库及业务系统的监控指标数据变化体现。

2 全景可视化监控关键展现指标

本文参考文献[4]和文献[8]中的指标集,设计了全景可视化监控视图关键展现指标,为信息系统监控平台的展现指标设计提供参考。

2.1 业务系统层指标

业务系统层监控指标分成直观展现指标、鼠标停留悬浮展现指标、鼠标点击展现指标、鼠标右键点击展现指标。

1)直观展现指标。选取“可用率”指标,通过颜色变化实时展现业务系统及其各组件/功能模块是否“可用”。在业务系统及其各组件/功能模块的右上角标注数字显示当前未确认的告警总数、故障总数。

2)鼠标停留悬浮展现指标。展现业务系统或业务系统各组件/功能模块当前统计周期的平均无故障时间(Mean Time Between Failure,MTBF)、可用率数据。

3)鼠标点击展现指标。弹出对话框信息,对话框信息分为配置数据、运行指标、服务指标和应用指标(见表1)。

4)鼠标右键点击展现指标。展开关联业务系统的上下文菜单,内容可根据需求定制,如关联业务系统登录地址,直接打开业务系统的登录页面。

2.2 中间件/数据库层、服务器层、网络层、用户层指标

中间件/数据库层、服务器层、网络层指标见表2所列。

用户层指标见表3所列。

3 全景可视化监控技术

信息系统全景可视化监控模型包含3种技术:一是指标数据采集技术,如何获取、计算和存储视图所展现的指标数据;二是视图展现技术,从美观、快捷、实用方面实现用户与计算机的交互界面;三是数据分析技术,从知识发现和决策支持的角度,对监控指标数据进行分析,发现规律。信息系统全景可视化监控模型的技术架构如图3所示。

3.1 指标数据采集技术

如果企业指标数据由不同的专业监控信息进行采集,建议不同的专业监控系统都依据企业SOA架构[9]和接口规范进行设计,为数据指标的提取提供标准接口,并能对接到企业的企业服务总线(Enterprise Service Bus,ESB)上;对于支持企业SOA架构的业务系统各组件/功能模块的应用指标数据,可以通过ESB调用,对于不支持的业务系统,可以通过业务系统动态输出模块故障调试信息,由全景可视化监控视图的专业接口采集并分析。

全景可视化监控视图可以通过企业ESB获取所需的指标数据,也可以通过定制的接口采集非标准接口的其他专业系统的指标数据,指标数据采集技术如图4所示。

全景可视化监控视图中的指标数据分为运行指标、应用指标、服务指标、性能指标及配置数据,视图可实现运行指标的统计分析,而服务指标、性能指标、配置数据都由专业系统实现,业务系统的应用指标由业务系统自身实现。

3.2 视图展现技术

视图展现注重于用户体验,建议采用目前互联网流行的富互联网应用(Rich Internet Applications,RIA),RIA是集桌面应用程序的最佳性能、Web应用程序的普及、快速、低成本部署以及互动多媒体的美观、快捷、最佳用户体验为一体的新一代网络应用程序。目前有很多厂商提供RIA技术,本文介绍和比较3种适用于企业的RIA技术。

3.2.1 Adobe公司的Flex技术

Flex基于Adobe公司的Flash Player,通过浏览器在客户端实现矢量动画及复杂的人机交互,并能实现与后台数据库的存储。主要有以下优点:

1)有10多年的发展历史,技术应用成熟,技术文档、控件支撑丰富;

2)支持多种平台Windows/Linux,并能应用于J2EE和.NET开发平台;

3)丰富的界面展现元素,完善的企业工作流程管理。

3.2.2 Microsoft公司的Silverlight技术

Silverlight基于Microsoft.Net Framework的WPF(Windows Presentation Foundation)技术,提供丰富的Web呈现和交互,效果与Flex类似。主要有以下优点:

1)由Microsoft主导,因此有Microsoft技术文档和控件支撑;

2)支持主要桌面平台Windows/i OS/Linux,侧重于.NET开发平台;

3)基于.N E T平台,与桌面应用的集成功能丰富。

3.2.3 W3C推动的HTML5规范

HTML5是由万维网联盟(World Wide Web Consortium,W3C)推动的互联网超文本标记语言(Hypertext Markup Language,HTML)的新一代规范。本文视图展现主要应用HTML5的Canvas对象功能,使浏览器可以脱离Flash player和Silverlight的支持,直接解析显示图形或动画。主要有以下优点:

1)由万维网联盟主导,具有非常丰富的技术社区支持;

2)因HTML5是一种标准,因此所有流行平台都将支持;

3)界面呈现元素丰富,特别在扁平化设计方面。

本文从开发技术支持、跨平台应用、界面展现效果、成熟度、响应方面对3种技术进行比较(见表4)。

3.3 数据分析技术

全景可视化监控视图将存储大量的告警、性能等指标数据信息,需要对数据进行分析,在信息系统特别多的情况下,还需采用大数据、海量数据挖掘技术进行分析。数据挖掘及知识发现的方法很多[10],本文结合全景可视化监控,介绍异常分析、汇总分析、性能分析、关联分析4种方法。

1)异常分析。异常分析的目的是找出采集数据中的异常数据。在全景可视化监控视图中,并不需要智能识别数据正常或异常,只需人为界定数据正常和异常的分界点,将所采集的指标数据根据经验或规范设定不同等级的告警阈值,异常数据通过告警的方式呈现,显然,合理地设置监控阈值很重要。

2)汇总分析。汇总分析是将所采集的告警、性能等指标数据进行简化、归类,并整理成图表,发现数据的内在规律,常使用分类分析、趋势分析。分类分析是将数据按类别进行归类汇总,发现不同类别数据的差异和规律;趋势分析是将数据按周期汇总,进行同比、环比分析,分析数据变化趋势和变化规律。

3)性能分析。性能分析是通过分析用户到服务器及服务器之间的数据交互过程,计算出服务器及网络的响应时延,从而定位性能问题。首先需要分析业务系统服务器之间的数据流向,再采用性能分析设备对数据流进行抓包,通过分析数据包中的TCP交互时延,计算得到服务器的响应时间、网络传输时间,同时还可以比较不同服务器的响应时间和通信流量,得到性能最差的服务器。

4)关联分析。关联分析是发现信息系统组件告警之间潜在的关联关系。在数据挖掘中,关联分析常采用关联规则分析方法,定义单个告警为“项”,单个监控点的告警为“项集”,一定周期所有监控点的告警集为一个“事务数据”。关联规则分析的核心是在所有事务数据中找出“频繁项集”,再通过“频繁项集”找出“强关联规则”,这些“强关联规则”满足最小的“支持度”和“置信度”,“支持度”和“置信度”分别反映关联规则的有用性和确定性。

4 结语

本文针对信息系统的运行监视,提出一种以业务系统为主线的信息系统全景可视化监控模型,通过对用户到服务器的数据通信过程进行分析,提出了信息系统全景可视化监控视图,并设计了视图关键展现指标,研究了全景可视化监控的数据采集、视图展现及数据分析技术。企业可以参考该模型设计可视化的信息系统监控平台,然而在系统设计中,如何保证指标数据采集的及时性、准确性、完备性是需要进一步研究的问题,同时在对指标数据的分析中,企业可以针对每一种数据分析技术研究并设计最适合的应用场景。

可视化信息系统 篇2

信息可视化简史

信息可视化有着悠久的历史，并在 17 世纪以来取得了长足的进步。由于计算能力的发展，20 世纪在信息可视化的发展方面取得了卓越的成就。我们从历史说 起，在 年的俄罗斯战役中，绘制法国军队连续损失的地理图形 可视化可谓是信息可视化历史上的一座丰碑，提到信息可视化的历史，都少不了要提起它。现在，同样的图形可以通过更丰富的细节和交互元素渲染出来。

作者/版权所有者：IñigoLopez。版权条款和许可：CC BY-SA 4.0世纪的信息可视化发展情况

在 20 世纪早期，信息可视化领域的进展不大。人们做了一些努力来改进现有的模型，但整体而言-虽然可视化仍在向前发展，但是这门学科似乎没有突显出来，也很少有惊人的进步。

然而，20 世纪下半部分的信息技术发展，则创造了信息可视化学科的发展和繁荣，持续至今。20 世纪是个充满戏剧性的时代，各种新技术一批一批涌现，先是计算技术的革新，之后又是互联网的发明，加快了信息传播的速度，这就间接催生了信息可视化技术的发展。

1950--1975--

数据可视化的变化

约翰·图基于 1962 年发表了一篇论文“数据分析的未来”。在那篇论文中，他探索了信息可视化的学科（没有参考信息可视化，因为这个术语在 20 世纪 80 年代在施乐帕洛阿尔托研究中心创造后才成为常用的说法），特别是开始创建可用于分析的新模型，如箱形图，悬挂根图等, Tukey 的工作重振了这门学科，并开始吸引专业人士回到数据分析领域。

1967 年，法国的 Jaques Bertin 试图在他的作品 Semiologie Graphique 中统一图形和演示。它提供了巨大的洞察力，可以直观地生成信息，从而更好地了解统计分析。

然后在 20 世纪 50 年代末和 60 年代，采用编程语言 FORTRAN，这是第一种“高级”语言，开始能够创建计算机处理的统计数据-大大增加了要处理的信息量。

DataFocus

 开发了高度交互的统计计算系统并且这些系统是常用的。这与使用编译批处理的早期命令驱动系统进行了比较。

 实现了可视化数据分析的新方法，例如链接，刷涂，选择，聚焦等，可以应用于交互式数据模型。

 开发了诸如盛大游览，散点图矩阵，平行坐标图等工具，因此可以更好地分析具有大量维度的数据。

 开发了用于绘制离散的分类数据的新技术。

 信息可视化领域已经扩展到包含许多新形式的数据，数据结构。

 除了提供美学上令人愉悦的简单静态可视化之外，信息可视化领域已经开始实现对显示数据的认知和感知方面的理解。

出现，将可视化的发展推向了新的高度，除了大量的使用交互新技术以外，一些 前卫的软件如 也开始引入自然语言处理技术（NLP），增强数据分析的 易用性，将数据可视化推向深入。

一个比较通用的例子，是一大批工业界商业智能产品和数据可视化软件的 在 20 世纪 60 年代后期，通过计算机创建信息可视化的过程正在进行中，并且第一批统计应用程序在 20 世纪 70 年代初开始出现。

作者/版权所有者：Arnold Reinhold。版权条款和许可：CC BY-SA 2.5

许多形式的统计表示也在 20 世纪 70 年代早期出现，包括：傅立叶函数图，Chernoff 面图，起始图，聚类和表示以及使用多维双标图。

1975 年

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至今

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互动和动态数据可视化的出现

由于发展过于迅速，为信息可视化的进展提供精确时间表变得更加困难。

Michael Friendly 提供以下要点：

作者/版权所有者：Chris 73.版权条款和许可：CC BY-SA 3.0

虽然理论上可以手动创建上述图像，但实际上它们需要计算能力才能实现经济高效的开发。如果手工绘制的话，一个小小的错误会使这样的图表变得无用;在计算机上单击按钮可以修改可视化。

除此之外，整个世纪还开发了越来越强大的应用程序来实现信息可视化。这包括开发动态图形方法，允许数据用户快速，轻松，直接地处理图形及其属性。

走开

信息可视化技术研究 篇3

摘要：

信息可视化技术通常是指依托计算机数据及图形技术，将数据信息以可视的生动形象向客户展示的一种新型技术手段。目前，信息可视化技术已在医学、通信、网络智能、金融等多个领域得到了十分广泛的应用。在辅助用户分析数据以及探索数据规律等方面发挥着十分重要的作用。随着大数据时代的到来，信息数据规模正在呈现爆炸声增长态势，数据来源更具多样性，信息可视技术发展迅猛。深入研究信息可视化技术，不仅具有重要的理论意义，也具有较强的实际应用价值。

关键词：信息；可视化；人机交互

信息可视化最早可追溯到18世纪LAMERT和PLAYFAIR创建的信息可视化图表，上世纪80年代的科学计算的出现是可视化技术向前迈出了实质性步伐，1998年，“信息可视化”作为专用词汇首次出现。作为一种在非空间数据领域应用的可视技术，信息可视化可视为信息转化视觉的技术，该技术以增强数据呈现效果为目的，可使用户更加直观的完成数据的浏览和观察，清晰的发现数据的关联性和隐藏的特征。近年来，随着现在计算机技术进步，交互方式更加多样化，数据处理能力也有了质的提升，用户可依托信息可视化技术更加直观的对感兴趣数据进行观察研究，信息可视化技术也从传统的领域逐步向社交、文本、交管、生物等领域扩展，呈现出蓬勃的发展趋势。

一、信息可视化技术概述

从实质上看信息可视化是信息与人可视化界面，是研究人机交互的技术。通过信息可视化技术可实现多学科的有效融合，是抽象的信息更加直观的体现处理，是使用者对抽象信息的认知度更强，是研究人与计算机交互影响的技术。信息可视化技术是数据发掘、图像处理、人机交互及科学可视化的有机整合，是使人们利用直观感知和视觉观察研究信息的方法。信息可视化技术以图形设计学和认知心理学为基础。其中图形设计重点解决可视化表现的艺术性问题，以实际操作经验为具体导向。认知心理学则以人类感知过程为主要研究课题，重点解决人类感知理论问题和认知过程。信息可视化是数据的直观化映射过程，可将信息特征通过整合、映射、转换等形式，通过图画、图像以及动画的形式对信息内容进行表达，图像、文字和语音均可称为信息可视化的信息源，其可视化过程可通过不同的模式完成和实现。

二、信息可视化类型划分

根据类型信息可视化可分为七类。一是一维数据，此类数据以一维向量和程序为主，是仅具有单一属性的信息。二是二维数据。此类数据以平面设计和地理数据为主，平面设计多采用横纵坐标显示二维数据，而地理数据多以经纬度体现。三是三维数据，此类数据的应用领域较广泛，医学、地质学、气象学均有广泛应用。通过三维信息技术，可较直观反映数据状态。四是多维数据，此类数据以金融和统计数据为主，数据包含四个或者四个以上信息属性，是目前信息可视化的研究重点方向。五是层次数据。该数据模式是抽象数据最常见的一种关系，传统的图书资源管理及视窗系统资源管理模式均是典型的层次数据。六是文本数据。此类数据表现形式多样，报纸、邮件、新闻等均可视为文本信息，网路时代到来后，多媒体和超文本成为文本信息的新形势，文本信息也是可视化信息技术最大的信息来源之一。七是网络信息。这里所说网络信息并非传统意义上的网络信息，是指网路节点与其他节点间的联系，节点间可存在多种属性关系，信息间可无直接层次关系，此类信息获取难度较大，是信息可视化技术的研究难点之一。

三、信息可视化技术的常见应用

1、信息可视化技术在生物学上的应用

生物学发展产生的海量数据内容成为了信息可视化技术在生物学领域应用的重要推动力量。依托信息可视化技术的生物数据研究已经当前的一项热点研究领域。特别是对DNA、蛋白质、核糖核酸等复杂结构进行研究时，借助光镜等设备和剖片信息，可对大量蛋白质数据进行大规模定量和定性研究，实现生物数据到生物知识的过度，对加速新药开发具有十分重要的实用价值。

2、信息可视化技术在金融信息上的应用

依托信息可视化技术可实现对海量金融数据的处理和分析，在基金分析、股票分析等领域应用十分广泛。对复杂的金融数据分析还可实现金融犯罪的预防和调查，通过对银行和信贷机构的信息规整，可构成清晰的资金活动链和金融活动网，在检查和预防金融犯罪中作用十分明显。

3、信息可视化技术在网络监测上的应用

随着个人电脑的普及和网络技术的发展，网络数据数量呈现出翻番增长势头，依托信息可视化技术可使网络流量、节点连接特性以及地域信息得到清晰反映，实现有效的数据通信监控，判断用户实时网络应用服务状态。

4、信息可视化技术在商业信息上的应用

近年来电子商务发展迅速，以淘宝为代表的网上购物不仅成为网络应用的热点，同时也改变着传统的商业模式。每天在网上均进行着大量的商业交易，并产生了海量商业数据，采用信息可视化技术手段可有效挖掘商业信息中的有效价值，实现商业信息价值最大化。

四、未来信息可视化技术的发展方向

大数据定义增长迅速，很企业数据已经进入了TB级别，在处理海量数据过程中，信息可视化的速度和效率提升已经成为业界关注的重点。此为，由于多维度大数据可能导致视觉混乱，如何实现数据挖掘和信息可视化技术的有机结合，提升数据的可操作性是未来研究的重要课题。由于海量数据的信息可视化处理多需要团队开发完成，对协作空间和同步性的要求较高，需要利用并行性来取得较高的加速比。协同可视化领域的研究方向可能向平台开发和视图设计领域发展。

随着数据量的不断加大，信息可视化技术的挑战性越来越强。其中最明显的制约来自硬件显示，如何在有限的显示器上显示大规模数据成为信息可视化技术的一项发展难题，多维数据的分析是一个信息可视化技术具有挑战性的研究内容。但我们相信，随着大数据的不断发展，信息可视化技术的应用领域必将不断扩大，为提升工作效率和生活质量作出更大的贡献。

【参考文献】

[1]任磊，王威信，周明骏.一种模型驱动的交互式信息可视化开发方法[J].软件学报，2008，19（8）：1947-1967

[2]杨峰，李月华，高维.信息可视化方法研究综述[J].情报理论与实践，2012，35（9）：125-128

[3]张 昕，袁晓如.树图可视化[J].计算机辅助设计与图形学学报，2012，24（9）：1113-1124

地理信息系统数据可视化处理 篇4

关键词：MapInfo,空间数据,系统,VC++

0 引言

随着社会经济的不断进步,城市建设飞速发展。与日俱增的公路交通系统的复杂性和拥挤程度,使得路径规划系统和地理信息系统显得格外的重要。目前的智能交通是以道路和车辆作为主要的研究对象,以提高道路的通行能力、利用效率与安全行为主要研究目标的新一代交通运输系统,重点是公路交通问题。

智能交通系统基本由四部分组成:管理和控制中心模块、车辆模块、道路和通信模块。车辆模块作为智能交通系统的重要组成部分,其导航技术一直是许多国家研究的重点。车辆定位导航系统的功能模块根据传感器的输出,结合GIS信息,自动地确定车辆的具体位置。本文重点介绍通过VC++6.0对利用工具软件MapInfo Professional制作的电子地图进行操作设计,实现对GIS数据可视化处理,达到人机界面友好。

1 GIS数据处理

1.1 环境配置

VC++嵌入MapX进行二次开发可分为以下几个步骤来实现:

(1)对应用工程的预设置在创建MapX控件之前,必须将MapX.h和MapX.cpp文件加入到工程中。

对于Visual C++6.0编译工具从Project菜单中选择Add To Project->Files命令,打开InsertFiles into Project对话框,选择MapX.cpp和MapX.h文件加入到工程中[1]。

(2)对MapX属性的操作对于C++程序来说,每个MapX对象(Objects)都在MapX.h和MapX.cpp中用一个类来实现,类的名字和MapX对象的名字相同,且已经在CmapX中定义了。

1.2 加载电子地图数据

1.2.1 人机界面上加载电子地图

电子地图数据加载形式[2]:

(1)GST文件由GeosetManager40.exe程序生成。在程序使用gsT文件:Map1.Geoset=Filepath+FileName。

GST文件加载后,只是默认将地图数据加载,属性数据另外需要使用单独的命令进行加载,否则对属性数据的操作全部非法。

(2)使用LayerInfo对象,这种方式下加载地图数据源的地图集和属性集均可直接使用。

(3)GST文件+LayerInfo方式。

人机界面显示加载的电子地图信息,说明VC++6.0可以驱动工具软件MapInfo Professional制作的电子地图数据。

1.2.2 漫游电子地图

人机界面上可以通过平移控件拖动地图,达到类似Google地图拖动的功能。实现过程中可以通过使用MapX对象对应的类CMapX中的成员函数SetCurrentTool(miPanTool).[3]例如:

this->m_ctrlMapX.SetCurrentTool(miPanTool);

1.2.3 放大或缩小电子地图

GIS-Driver软件中放大功能的主要用途:用户点击电子地图的某点,MapX则自动以该点为中心并以缺省的放大比例来显示电子地图。而缩小工具功能刚好与之相反,用户点击电子地图的某点,MapX则自动以该点为中心,以缺省的缩小比例来显示电子地图。放大和缩小在程序实现调用方法形式如下:

1.2.4 电子地图上的图元选定

单击GIS-Driver软件选定图元图标可以选择电子地图上的图元[3]。

选择工具的用途为:用户点击地图某点,则自动寻找地图最上面图层中可以选择的图元,并以加亮的形式显示。如果鼠标点击点击处,对应多个图层中的可选图元,则优先选择最上面图层的图元。

1.2.5 半径工具的选择

选取当前参数为:miRadiusSelectTool,即:

使用该选择功能时,用鼠标左键点击地图某点,然后拉动鼠标,则地图上出现以该点为圆心,半径不断改变的圆形。当调整到合适的半径后,放开鼠标左键,MapX自动选择该圆形的可选图元。功能实现标记所选择圆形区域的图元。

1.2.6 添加折线工具

添加折线工具的用法是设置参数为:

使用添加线条工具之前,需确保指的入图层,以便创建的线条能插入到该图层中,并且该插入图层是能够编辑。

1.2.7 设置居中工具:

设置居中工具设置参数为:miCenterTool,即:

1.2.8 添加标签工具:

添加标签工具使用户能够在鼠标左键点击的位置显示该图元的标签[3]。

要使得标签添加工具,设置参数为miLabelTool,即:

2 获取图元信息

在智能交通系统中车辆模块作为智能交通系统的重要组成部分[4]。车辆定位导航系统的功能模块结合GIS信息,自动地确定车辆的具体位置[5]。获取当前GIS图元信息在研究中具有重要意义。

函数OnMapToolInfotool实现了电子地图中选定的图元信息获取。

3 测试结果

测试方案:在电子地图上查找广州、增城的经度与纬度信息。

4 结束语

GIS-Driver软件平台实现了GIS的常用功能。VC++6.0对利用工具软件MapInfo Professional制作的电子地图进行操作设计,实现对GIS数据可视化处理,人机界面友好。

参考文献

[1]David J.Kruglinski,Scot Wingo,George Shepherd.Programming Visual C++6.0技术内幕[M]北京:希望电子出版社.2001.1

[2]MapInfo Professional Guide.New York.2003.

[3]尹旭日,张武军.Visual C++环境下MapX的开发技术[M].冶金工业出版社,2009,(1):45-63.

[4]陈建春.Visual C++开发GIS系统——开发实例剖析[M].北京:电子工业出版社,2000.

可视化信息系统 篇5

1信息检索可视化技术的特点

信息检索可视化技术是数据可视化技术在信息检索领域的应用，信息使用者通过图形界面和网络信息检索系统的相互作用，评价和优化检索结果，从而提高信息的查全率和查准率，达到满足信息使用者需求的目的［1］。信息检索可视化技术，不仅可以实现空间数据以图形或者图像的方式直观地显示出来，让用户明确数据之间的联系与规律，有利于用于对数据进行分析和理解，而且还使用户信息检索操作更加简便，有效地提高了检索效率。信息检索可视化技术实现了过程―结果的全程直观展示，受到广大用户的一致好评。

2图书馆信息检索可视化技术的发展及其存在的问题

2.1图书馆信息检索技术的发展

图书馆传统的检索方式主要是检索者利用馆藏期刊、书目索引和各馆自行编排的馆藏目录卡片实现相关信息的查找和翻阅。进入20世纪70年代，随着计算机通信技术的飞速发展，图书馆信息检索也开始利用通信设备和存储信息的计算相连，实现联机检索。各大型图书馆依托因特网成功地开发和应用了多种服务项目，其中最具优势的服务项目之一当属网络信息检索技术。迄今为止，在Internet上功能完善的信息检索工具主要有分布式信息服务系统、广域信息网和万维网等。Internet技术将海量服务器连成一体，实现了分散信息系统向整体化集成的重要转化，通过在馆内建立Web网站OPAC，实现了信息使用者快速检索各学科信息的目的。

2.2图书馆检索技术存在的问题

现有数字图书馆的检索系统主要是运用主题目录分类和搜索关键字来进行信息资源的检索，相较于传统检索方法，新的信息检索方法为信息导航带来了巨大的变革，同时也存在较多的问题。第一，信息归类和维护过程需要投入大量的人力资源，信息更新也很不及时。第二，关键字检索使得搜索结果涵盖大量无用信息，用户很难直接查找到与自己意图相吻合的信息。第三，大部分图书馆Web站点缺乏明确的定位，不具备自己的特色，提供的服务主要是馆藏书目查询，很难直接检索文献，用户难以快速、正确地找到所需信息［2］。第四，文献数据库著录未能统一，规范性差，资源共享不完全，缺乏统一的组织与协调。第五，检索工具缺乏检索词控制，大多数采用自然语言标引，无法实现人工标引的甄选。第六，站点管理水平有限，系统运行稳定性不高，加上信息工作人员普遍水平不高，英语水平较差，难以达到网上浏览器查新的水平，使信息服务质量大打折扣。

3可视化技术在信息检索方面的具体运用

3.1本体概念和应用

3.1.1本体的定义和作用本体涵盖了概念模型、形式化、共享等含义，通过抽出客观世界中的一些现象的相关概念而得出的模型，所体现的是相关领域共同认可的知识，应用计算机进行处理。本体的`建立就是为了捕获相关领域的知识，提供对该领域相关知识的共同理解。具体来说，就是本体为人们提供了相互交流的通用语言，使领域在不同的系统和模型之间实现相互集成和转化。

3.1.2基于信息检索的本体应用多信息的检索和集成是本体的重要运用领域，信息多就容易出现不同信息源在表达上存在差异，所以就必须建立一套共用的信息语言，不仅可以减少信息转换的难度，还能建立统一的信息集成模式，帮助信息使用者搜索到期望的知识点，并将所搜索的知识点进行相应的概念补充，从而在数据集成里面查询到最终需要的资源。由于本体具有通过概念之间的关系来表达语言的能力，所以能够大幅度地提高检索的准确性和全面性。

3.2内容检索

互联网不断发展，信息载体和形式也在不断变化，互联网信息多样化不断深入，图形、图片、视频和动画等多媒体技术不断涌现，致使以文本方式进行检索的技术弊端日渐凸显。为此，内容检索技术随着网络技术的发展在文本检索技术的基础上应运而生。该检索主要是利用融合了图像处理技术、模式识别技术，从而极大地提高了检索的效率，为信息使用者提供了更加直观有效的检索手段。

3.3可视化信息检索

3.3.1可视化信息检索的内容和优势可视化信息检索包含两方面内容：检索过程可视化和检索结果可视化。相对于其他信息检索技术，可视化信息检索技术具有显著的优势，具体表现如下：第一，增强用户的认知能力。可视化检索通过人类对图片处理的较强能力，将文本内容转化为空间的、图形的形式后，以直观的方式供用户浏览与分析，不再需要进行语言处理，从而减少人的认知负担。与此同时，检索结果的可视化，可以揭示文档中看不见的语义关系，通过一些空间属性如距离、长短、大小等来表示文档的相似性，可以便于用户快速地找到相关的文档，也方便用户理解检索到的信息之间的关联性，从而提高用户的认知能力。第二，信息检索过程透明化。传统的信息检索系统对用户而言是一个不透明的黑箱，用户提交了提问式后，系统怎样分解用户提问式、怎么匹配提问词和标引词、怎样得出结果等过程对用户而言都是不透明的，因此用户也无法对系统内部处理过程进行控制。一个可视化的信息检索环境使检索过程变得透明了，包括文献与提问的语义关联关系、文献与文献语义关联关系、信息发现过程、检索的显示等。这使得用户的检索更加容易、有趣，也大大增加了用户对信息检索过程的控制能力。第三，方便用户进行信息浏览。在可视化的检索环境中，用户检索信息如鱼得水，各种各样的可视化检索技术充分利用了人们对图像处理的能力，既可以显示检索的核心信息，又以各种方式忽略或隐藏周围的细节信息［4］。当用户点击检索结果时，可以很快发现感兴趣的领域，并且根据检索结果的语义关联性研究相关兴趣领域，从一个兴趣领域里自然地过渡到另一个兴趣领域，同时还可以来回自由地在相关的兴趣领域寻找相关信息，这是传统的信息检索所不能实现的。第四，提供良好的人机对话和交流环境。信息检索过程应该是一个多回合的人机对话和交流过程。可视化的信息检索将人的因素引进系统内，在检索中可以发现检索结果之间的关联性，用户可以根据自己感兴趣的内容进行检索，不断获取所需的信息，也可以获取到相关领域的信息，这将会鼓励人的参与，促进人机对话，改善人机交流。第五，提高检查率和查准率。信息检索可视化是数据可视化技术在信息检索领域的应用，可视化提高了信息相关性判别的效率，扩展了信息相关性判别的手段。信息用户可以通过图形界面与网络信息检索系统进行交互，评价检索过程中每次检索的结果，优化提问或查询，从而提高查全率和查准率。

3.3.2信息检索可视化的相关技术信息检索的可视化涉及信息检索技术和可视化技术。其中可视化技术的实现以映射技术和显示技术最为关键。

（1）映射技术主要就是把数据从多维空间映射到2维和3维空间，以便成为计算机可以处理的数据。在此主要介绍自组织映射和潜在语义标引两种映射技术：自组织映射是通过模拟人脑对信号的处理特点而发展起来的人工神经网络，目的就是把录入数据或信号的各种特点加以抽象和归类，使其保持拓扑结构的有序性，当类似信号输入时就会通过映射反映到相应维度空间；潜在语义标引就是通过统计方法寻找词与词之间的语义结构，通过奇异值分解，将文档向量投影到较低的维度空间，实现数据的有效转化。

基于视觉传达的信息可视化设计 篇6

引言

在人类获取信息的过程中，视觉系统是最重要的途径。人类大约80%以上的信息是利用视觉系统获取的，在不同的信息获取途径中视觉系统具有处理速度高、储存容量大、信息可并行处理等优势。因此，人们越来越多求助于信息可视化技术。信息可视化是将原始数据信息转化为可视的表达形式，可视化的结果便于用户对信息的记忆和理解，同时提高了用户对数据的观察能力和整体概念形成。随着社会信息化的日益推进以及虚拟现实技术、图形处理技术等IT技术的发展，用户对信息可视化的管理水平和设计要求也不断提高。面对数量庞大而逻辑层次复杂的信息数据，信息可视化的研究重点由任务为中心转向以用户为中心。只是通过技术创新的手段来提升信息可视化的质量已不能满足用户需求，需要深入了解用户的认知过程、理解过程和交互过程才能使信息可视化得到更全面的发展。

信息可视化概述

1. Card信息可视化模型

在Card等人的专著中提出了新的信息可视化模型，见图1。将信息可视化过程划

为三个不同的转换过程：通过数据转换将源数据转换成数据表；通过可视图将数据表转化为可视化结构；通过视图转换将可视化结构转化成视图。

2.基于图标可视化

基于图标的可视化方法，通过设计和优化具有良好的可视特性几何形图形为图标进行多维数据划分。这些几何图形的可视化属性例如：形状、尺寸、色彩等可以作为区分数据的维度。最终建立多维数据到图形可视化属性的映射，实现源数据到视图的转化。代表性方法如星绘法。星绘法采用由一点向外辐射的形状图案，星状图形的一角映射数据不同的维度，线段的长短代表了每一个数据不同的值。

3. 时间序列数据可视化

时间序列数据是指具有时间属性的数据集。针对时间序列数据，代表性方法有时间线法。时间线法是时间序列可视化中最常用的方式之一。水平轴代表时间轴，设置点的位置代表时间发展节点和相应的数据值，将数据信息以图标或图片的形式按时间顺序置于水平轴坐标系内。对于有多个时间维度的源数据可以为每一个时间维度建立一个坐标系，让数据信息垂直对齐和时间节点水平对齐准确得表达出客观发展规律并帮助用户进行事件趋势比较。

基于视觉传达的信息可视化优化方法

1.构建合理的逻辑结构

构建合理的逻辑结构首先要对源数据进行层级划分，明确层级与层级、信息与信息、信息与层级之间的关系，通过对信息进行分组整理、归类完成结构的初步搭建。将不同维度、性质、量级和方位的信息分别通过图形设计映射出来。根据用户的信息需求和逻辑思维关系和进行各类、各维度的结构排序，将问题的客观规律突出显示。使人们进行视觉思维活动时，思路更加清晰。利用语义对照表可协助快速完成该视觉传达过程，降低在对信息的认知成本。

2.保证视觉清晰

视觉设计的差异性决定了其“弹出效果”，弹出效果越好，用户的注意力筛选就越轻松。因此，通过改变图标的形状、尺度、位置等视觉特效来使目标信息从背景或非目标信息中凸现出来。视觉清晰性是一个权衡个体与集体关系的问题，如果同时改变多项视觉特效可以使目标信息模拟化、形象化、现实化的表现出来。同时还要注意，目标信息既要突出显示、引人注目也不可过分醒目。因此，还要保持整体统一性，即整体界面风格的一致性，使用户的注意力不会因为过于分散，阻碍记忆和理解。

3.利用用户经验知识

由于有了经验知识的辅助，用户常常能够凭借过去已有的认知经验知识，不断地学习和适应新的信息可视化产品，因此，信息可视化产品既要平衡新的展示形式、功能和载体又要考虑用户的经验知识，还要通过新的视觉效果提升信息的易读性和理解能力。通过不断对用户的视觉思维进行训练，丰富用户的经验知识，使视觉活动更有效。

结语

本文分析了信息可视化模型，并概述了信息可视化常用方法，为可视化理论的发展提供帮助。提出基于视觉传达的信息可视化优化方法，降低用户信息识别的成本，提高了视觉反应效率，可有效地协助信息用户更好地获取和理解信息知识。然而，可视化的本质仍是一种信息的组织和表达方式。随着计算机网络和计算技术的飞速发展，信息可视化作为一门新兴的，具有广阔的研究前景。信息可视化未来将向更加个性化的、定制式的方向发展，信息可视化的呈现方式更注重用户的交互体验过程，将更好的把原始数据的内在含义表现出来，揭示其科学规律，为研究与决策提供服务。

（作者单位：延安大学西安创新学院）

作者简介：李倩倩（1987-），女，籍贯：山东济南，单位：延安大学西安创新学院，助教， 2014届硕士，研究方向：视觉传达、信息可视化等。

可视化信息系统 篇7

高技术条件下的局部战争对军械仓库的软硬件建设及管理人员素质提出了很高的要求。传统的军械仓库管理模式和保障方式、方法及其技术已经无法适应现代作战高精度、快节奏、大流量的需要。因此,不断提高军械仓库管理水平,已是军械仓库正规化建设的当务之急。信息可视化[1]技术及物联网技术的发展为军械仓库实现信息化、网络化管理提供了契机。其中,钟敬武[2]和冯硕[3]都提出了利用数据库和Microsoft.NET设计开发军械仓库管理信息系统平台,马刚[4]提出结合WebGIS设计开发了装备管理信息系统,而周强[5]则针对武警相关部门设计了基于无线射频识别(RFID)的军械仓库信息管理平台。这些研究成果为军械仓库的信息可视化建设奠定了良好的基础。

然而,随着物联网的兴起,尤以其关键技术如RFID、传感技术以及通信技术发展迅速,物联网在军事领域中的应用也日渐广泛。从20世纪90年代开始[6],美军就开始了物联网技术在军事领域尤其是后勤建设可视化中的研究和探索,并在第二次海湾战争中予以初步应用。英、法、俄等军队也都旨在通过物联网技术对其后勤装备保障系统、运输系统、维修平台、医疗系统等实现可视化数字改造。而在最近几年,国内也有部分企业开始重点研究和应用物联网技术,但起步相对较晚,总体上还处于初级阶段[7],因此在我军军事领域中的应用范围相对较小,主要集中在车辆和人员的管理上,对装备及军械器材的可视化管理还处于研究应用阶段。

综上,结合其在军事领域中的应用及在已有对军械仓库信息管理研究的基础上,本文通过分析,总结现有军械仓库管理体系,提出以物联网为基础,综合利用计算机及网络技术、地理信息技术、通信技术、电子数据交换技术、自动识别采集技术等实现装备全系统、全过程的可视化管理,并通过对装备信息的使用,实现对物资快捷、准确管理的决策支持系统。

1 基于物联网的军事装备信息可视化系统设计

装备信息可视化系统设计是指在计算机软硬件的支持下,结合物联网的相关技术,以GPS、北斗卫星通讯、GIS、数据库、无线通讯技术、射频识别技术等为手段,对装备物资信息进行可视化管理,为部队提供查询、统计、分析、调度、图形显示和输出等功能[8],从而实时、准确、动态地了解装备保障情况以及战时需求情况,实现军事装备信息的可视化。

1.1 系统层次模型设计

系统从逻辑上分为感知层、网络层、支撑层和应用层4个层次,见图1。

感知层。基于物联网技术实现装备的“在储”、“在途”信息的自动采集功能,通过RFID标签实现装备物资的分类识别以及“在途”车辆的信息识别。

网络层。实现军械仓库信息服务中心、车载终端、各库房(仓储)终端、各部门之间的网络通信,根据不同通信需要、不同的环境特点采用不同的网络传输方式。

支撑层。提供智能信息服务运行所需要的基础软件服务和数据服务,可以细分为数据服务子层和应用支撑子层。

应用层。分为信息服务子层、业务服务子层、统计分析子层等3个不同的应用层次,信息服务子层基于已有的各类基础数据、运行数据和空间数据以及感知数据提供不同的信息服务;业务服务子层基于各种业务需要,在业务管理规则和流程优化的基础上,提供更好的信息服务;统计分析子层在全面的装备物资信息数据基础上,提供综合的统计服务,为装备物资在平战时的需求与分配提供辅助决策支持。

1.2 系统结构模型设计

根据系统的层次模型设计系统的结构模型,见图2,主要包括基层仓储部分、移动站(车载部分)、通信线路、信息服务中心部分等。

基层仓储终端。各级后勤仓库都有独立的RFID服务器系统,从而能够实现仓库的实时监控以及仓库的可视化管理。当有新的任务补给或调配时,在信息服务中心的决策下,能够合理的选择配置军需仓库,准确部署保障力量。

车载终端。安装在车辆上的卫星定位仪,可以实时确定车辆的位置信息,包括经纬度、速度和方向等。并通过车载无线数据通信系统,将车辆的定位信息、装备在运信息等传送到信息服务中心,并将有关信息显示在大屏幕电子地图上。同样,车载无线数据通信系统也可将指挥中心的命令传送到移动保障车辆上,从而实现保障车辆的监控调度,优化配送路线,合理选择配送时间、数量、路径等。

信息服务平台。信息服务中心可以通过军用专网等收集汇总所有部门装备需求结果,进行查询、分配、采购等,从而实现不同部队之间的交流和协作,实现物流活动的组织在不同部队之间的有效衔接和统一组织,也能够实现后勤保障部队与一线作战部队之间的紧密联系,及时调整物资运输方案,适应作战部队的物资需求,使装备物资流动符合战场形势发展需要。

2 系统主要工作流程

装备信息可视化系统主要是为了实现装备的“在储”与“在途”可视化管理,从而达到实时掌握装备的动静态信息,本文在探讨装备出入库及运输过程中的信息管理基础上,分析了系统的主要工作流程,见图3、图4。

装备的“在储”管理主要针对装备的出入库及在库管理。出入库管理主要利用RFID及计算机网络技术实现装备的自动识别、标签更新,系统将在现有军械仓库管理基础上,改变现有质量卡片与标签分类管理,统一对装备进行编码标签管理。在库管理主要利用传感器及视频技术实现装备的实时状态监控,包括温湿度监控、视频监控以及装备的可使用状态(主要分为可使用、待维修、待报废状态)监控,当温湿度超过现有规定的实际温湿度时即会启动报警措施,从而及时采取措施,将温湿度控制在一定范围内。

装备的“在途”管理主要针对装备出库后其运输过程的实时追踪与监控,通过GPS与北斗卫星的双系统融合技术以及车载终端的相关技术实现装备的状态追踪、车辆的定位追踪等,并及时将车载终端所传递的信息与上层决策者的决策信息进行交互管理。

3 结束语

装备物资信息可视化将是未来战争中的一项重要技术,它能够实现对军需物资的时间、空间及物流质量的精确保障,从而提高军事物资管理水平,降低后勤保障成本,增强部队战斗力,而军事装备信息化的实现必须依赖包括RFID、GIS、通信等技术的发展,这就为物联网在军事装备信息化中的应用提供了充足的条件。伴随着物联网技术的不断成熟,装备信息可视化将逐步成为军事保障的有力依据,从而可以在未来的我军作战中发挥重要作用。

参考文献

[1]王鸿玲,糜雨林.信息可视化技术在军事中的应用[J].舰船电子工程,2008(3):40-43.

[2]钟敬武.基于NET架构的后方仓库管理信息系统的研究与实现[D].南京:东南大学,2005.

[3]冯硕.军械仓库管理信息系统的研究与实现[D].沈阳:东北大学,2008.

[4]马刚.基于WebGIS的装备管理信息系统的研究与实现[D].长沙:国防科学技术大学,2008.

[5]周强.基于RFID的军械仓库管理系统的设计与实现[D].长沙:国防科学技术大学,2008.

[6]聂强,田广东,仇大勇,等.物联网技术在军事物流中的应用研究[J].重庆电子工程职业学院学报,2010(23-25).

[7]阎芳,刘军,杨玺.物联网环境下我国物流信息化发展策略研究[J].商业时代,2011(4):30-31.

可视化信息系统 篇8

GIS技术具有地理空间信息的处理、分析和可视化表示能力, 因此, 利用GIS系统软件的这一功能, 通过互联网和局域网, 以图形、图像等虚拟现实环境的形式直观 (动态) 显示图书资料的地理位置, 满足了用户对图书馆信息查询浏览的需求。无疑是图书馆实现集约管理, 提升服务效率的有效途径。本文将讨论可视化图书馆信息管理系统技术架构的实现。

GIS最早出现在上世纪60年代。其核心机能是“用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据, 其信息的基本表达形式是各种二维或三维电子地图。”[1]

人类的信息中有80%与地理位置和空间分布有关, 所以GIS具有非常广泛的应用。目前, 世界上常用的GIS软件多达400多种, 较具代表性的国外有Auto CAD、Map3d、Geo Media、Map Info等, 国产软件有Supermap、Geo Star、Map GIS等已经比较成熟地应用于军事、自然资源管理、土地和城市管理、电力、电信、石油和天然气、城市规划、交通运输、环境监测和保护、110和120快速反应系统。

“GIS系统软件可在Windows环境下运行, 其用户界面友好, 并能契合网络平台, 且支持绝大多数的标准可视化开发环境。”[2]基于GIS优异的空间信息表达能力和表达方式而言, 利用该系统将图书馆信息管理系统中的可视化对象, 所处的地理空间和属性信息进行描绘, 空间位置、地理坐标和书名、类别、藏数等逐一记录, 并分别建立相应的数据库。使地理空间信息和属性信息能按照系统指令进行各种分析处理, 使之具有对两者进行对应关联的功能, 可以快速地检索出属性信息和空间定位信息, 并建立各种层次的联系, 以构成模拟现实空间的数据模型, 再将数据转化为图形、图像为主的模拟现实空间环境的屏幕呈现。

一、系统架构

GIS系统软件作为整个系统的一个模块通过接口与原有的图书馆信息管理系统接合, 但从功能和架构上它可以是一个独立的模块。图书馆可视化信息管理系统由三大模块组成, 包括数据库模块、可视化地理信息处理系统模块和可视化显示模块。系统把图书馆内各种图书文献资源的地理位置信息组成空间数据库, 同时组建相应的图书属性数据库, 两个数据库中同一种图书资源的地理位置信息和属性信息是互相对应的, 这种对应和两个数据的关联由可视化GIS系统予以实现。可视化GIS系统对图书馆信息管理系统中与空间地理位置有关的信息资源进行管理, 根据用户查询/分析的搜索请求, 同时提取空间数据库和属性数据库的相应数据, 分析处理后将地理位置信息和属性信息转化为图形、图像为主或模拟现实三维的地理位置定位及导航信息, 在网页浏览器或图书馆局域网客户端进行显示, 这种信息查询可基于原有图书馆信息管理内容之上, 可以是多层次、多条件的信息查询分析。

二、数据库建立

可视化系统数据库由两个子数据库:空间数据库和属性数据库组成, 两个数据库的建立主要是完成地理信息和属性信息的数据模型, 尤其是地理信息数据模型的建立应能准确、集约地表示图书馆的地理位置信息, 并易于在客户端还原显示。

1. 空间数据及模型。

“空间地理数据一般由图形表示, 图形数据由点、线、面构成, 反映现实空间实体的大小、形状、位置、方向及拓扑几何关系。”[3]对于图书馆地理空间数据模型主要采取模块化的分层形式 (层次模型) , 既对应实际的空间层次, 数据库中的数据模型以分层的形式对地理空间信息进行描述, 在空间分解的基础上, 将地理空间信息分解为若干层面, 对其进行逐层描述、管理和表达。空间数据的采集也相应地首先进行空间分层, 使对象简化、逻辑清晰。根据图书馆地理空间和信息管理的特点, 可将图书馆的空间数据分解为:地理背景层、建筑物层、楼层、阅览室层、书架号层及书架层等, 每个层依情况可细分为若干子层, 对应各实体空间层, 信息数据主要以对应的图形表示, 同样每个图层也可细分为若干子图层, 数据模型将图层与其实体空间属性及文献信息属性相关联, 通过系统就可以查询图书馆内任何楼层、任意阅览室、任意书架上、任何一本文献信息, 并获知该资源的实际获取路径, 数据模型设计保证各层间, 包括子层与其他任意各层间均可以任意跳转, 以实现在系统内不同信息区间的任意轻松跳转查询。

2. 属性数据及模型。

属性数据是与空间信息密切相关的地理特征信息和资源描述信息, 主要分两类: (1) 描述关联的各空间分层的数据属性信息库, 是对应于空间模型与空间实体的地理特征信息, 如空间描述性信息及其关键词, 该类数据可采用二维关系表的形式直接在数据库中存储和管理, 如建筑物属性表、楼层属性表、房间属性表及书架属性表等。 (2) 普通的文献资源属性信息, 它不包含地理信息, 与常规的数据库文件数据基本一致, 如图书存放信息、基础设备信息、部门信息和多媒体属性索引等。可设计成文献资料信息表、读者信息表、设备信息表等, 存储的空间及数据资源可充分利用原有图书馆信息管理系统中已有的数据库。

3. 空间数据和属性数据的关联集成。

在空间数据和属性数据的模型建立及信息输入后, 需将两者进行关联, 才可综合两者信息资源, 对查询对象进行一般性查询和地理空间数据的查询与分析, 以及最终的可视化功能实现, 实际上数据 (库) 关联也是GIS系统强大的重要功能之一, 图书馆的空间信息是以区域为单位, 在GIS系统中利用关系数据库把以区域为单位的地理空间信息与文献资源等属性数据库进行关联, 实现空间数据和属性数据的互相综合与双向查询, 关联的技术手段主要通过一定的标识码予以实现。

三、系统功能定位

1. 空间信息检索。

除直接在系统中查询、检索属性数据如图书资料、部门及类别设置、馆舍状况等信息外, 可对图书文献资料进行空间信息的查询, 如根据图书文献资料的相关信息查询其所在的楼层、科室和书架等具体地理空间位置, 或在空间模拟平面图上点击相应图书馆的空间区域, 进行图书资料的漫游查询, 以获得图书资料的属性信息。

2. 空间信息显示。

空间信息显示直接实现系统的可视化功能, 系统除分层显示图书馆的综合地理信息及专题信息外, 可对各类单个的查询检索以地图、图像、声音、文字等多媒体信息形式, 在网络客户端进行显示, 并可对图形等虚拟环境元素进行任意移动、缩小、放大等操作。通过图形和可视化虚拟使用户更全面和深入地认识图书馆环境和资源, 获取所需的资源信息。

3. 空间基本分析。

空间分析也可以看做是对图书馆空间的一种认识和管理工具, 它不仅帮助用户熟悉图书馆资源的空间分布, 也让图书馆管理者易于全面、快捷地完成对图书馆空间的规划、分析、评价、优化和空间管理决策等。系统构建了一系列用于空间分析的各种空间数据模型, 提供许多空间分析工具, 用户利用这些分析工具可对图书馆建筑规模、设备情况、部门设置、藏书状况等信息进行系统了解, 管理者则对图书馆文献资源的空间分布状况进行分析, 明晰文献的空间关系、空间分布模式和空间发展趋势等。

4. 空间模拟分析。

空间模拟分析是利用空间数据和空间模型作为图书馆空间管理决策的辅助工具, 开发和建立各种分析应用模型, 如分析预测模型、比较模型和优化模型等, 运用模型的模拟分析对图书馆馆藏空间布局进行分析和调整, 为图书馆空间规划和决策提供数字化的辅助功能。

四、系统功能客户端实现

客户端实现指经过网络, 在客户端界面以一种媒介形式对功能进行实现, 也即系统可视化功能的表现形式。目前主要有两种:菜单和GIS地图。用户从网络登录图书馆可视化信息管理系统, 在查询页面, 查询方式可选择为菜单或GIS地图。

1. 菜单选定。

(1) 输入检索条件, 即属性信息 (如书名、楼层等) , 可进行名称查询、模糊查询和复合条件查询; (2) 服务器经过与属性数据库交互及多层过滤得到查找对象; (3) 将查找对象在浏览器的GIS图中进行表现。

2. GIS地图。

(1) 系统分层显示图书馆空间布局图, 用户可打开浏览任一图层; (2) 用户在浏览器的GIS图上选定目标; (3) 服务器从属性数据库中获得信息, 动态生成显示查询结果。

“可视化是图书馆信息管理系统的一个重要的发展方向。”[4]网络环境下, 将原有图书馆信息管理系统对图书文献资源状态的检索查询升级为对资源获取途径的查询, 主要对图书文献资源的地理空间信息进行检索查询, 并在网络客户端以图形、图像等虚拟形式呈现。其技术实现通过将GIS应用于信息管理系统, 构成具有独立功能的可视化处理系统, 该系统建立空间数据库和属性数据库, 并对空间数据和属性数据进行关联合成, 应对检索指令要求对数据进行分析处理, 完成显示, 因此可视化信息管理系统部分由空间和属性数据库、可视化GIS系统及可视化显示三大模块组成, 其形成由空间信息检索、空间信息显示、空间基本分析和空间模拟分析的功能类别实现其对文献资源的空间分析和空间查询能力, 网络客户端的可视化功能以菜单和GIS地图的方式予以实现。

可视化图书馆信息管理系统比单纯的基于属性数据库的信息管理系统具有更直观、信息容量更大的优越之处, 在原有MIS系统的优点之上, 对图书馆资源检索和管理予以空间数据信息的充实和完善, 并模拟于可视化环境中。而随着GIS技术的不断发展, 其系统功能的深度和广度将不断拓展, 将从一般的空间事务处理向分析型的空间决策支持方向迈进, 基于GIS技术的可视化图书馆信息管理系统有望成为智能的信息咨询和管理系统。

摘要：本文详细介绍了一种基于GIS可视化功能的图书馆信息管理系统的技术架构, 重点描述了属性数据库、可视化GIS系统等功能模块的建立和数据的关联集成, 总结了系统的功能定位和系统客户端的可视化实现方式。

关键词：可视化,图书馆信息管理,图书馆,SIM

参考文献

[1]周宁.信息检索可视化初探[J].情报科学, 2005 (2) .

[2]董毅清.图书馆信息资源管理模式的发展趋势[J].图书馆, 2004 (1) .

[3]张家庆.空间信息支持下的电子政务及其展望[J].测绘科学, 2006 (3) .

可视化信息系统 篇9

关键词：可视化系统,地磅称重,信息化,解决方案

1 系统综述

1.1 系统背景

一直以来, 电子衡器称重管理工作, 都是粮食、煤炭、化工、水泥、石化、饲料、冶金、建材等企业以及所有需要电子磅计量行业中的难题。往往磅房远离管理部门, 司磅人员的工作得不到有效监控, 而且每天大量的手工填单和计算工作极易发生错误, 这些问题的存在, 久而久之, 日积月累下来都将给企业带来巨大的经济损失。

再者, 由于货物近年价值越来越高, 不法分子利用汽车衡作弊现象越来越多, 手段也层出不穷。这些作弊情况如不及时发现, 会给企业造成巨大的经济损失。不法分子利用汽车衡作弊的形式通常有无线遥控作弊 (主要针对模拟式汽车衡) 、车辆不完全上秤作弊、多台车同时上秤作弊、利用皮重大小作弊、车辆空车夹带作弊、以次充好-鱼目混珠作弊、更换车辆车牌作弊及内外勾结-监守自盗等。针对这些作弊形式, 博崇目前专门研发了车辆防作弊称重系统, 可有效防范多种利用汽车衡作弊的行为。

1.2 某企业地磅现状分析

企业已经购置了用于称重计量的汽车衡, 目前磅房配备的微机称重管理系统软件, 在堵塞漏洞、提高效率等方面存在很多不足, 具体表现在以下几个方面:

1.2.1 两地磅只能独立工作, 不能相互协作

入库的车辆必须从入库的地磅出库, 导致入库和出库的车辆抢道, 交通混乱, 效率低下。

1.2.2 地磅数据只能本地文件存储, 地磅数据只能本电脑软件使用

地磅数据采用文本文件存, 不利于数据的安全保护, 不能够提供其他人员查询使用等, 这样就降低了地磅数据的使用价值。

1.2.3 地磅数据采用纸质人工传递

目前司机出库的时候需要人工将地磅单交给仓管员审核, 司机需要重新泊车, 走回仓库, 降低工作效率, 提高系统风险。

1.2.4 磅房系统独立应用

由于磅房应用的独立的称重系统, 没有进行联网管理, 缺乏有效的监督管理机制, 客观上给不法分子以可乘之机:比如私自更改磅单、重复打印磅单、更改系统时间、超权限进行操作、保存的历史数据进行私自修改等等。

1.2.5 众多作弊行为防不胜防

目前采用的称重系统在防止作弊方面还存在很多不足, 需要进一步完善、健全控制手段, 防止各种作弊现象或内外勾结现象的发生:如内外勾结一车多称、车牌互换作弊、利用遥控器远程控制称重结果、称重结果不保存等等。

1.2.6 信息孤岛现象

由于磅房应用的独立的称重系统, 管理部门无法实时掌握称重数据, 对采购、产品销售等情况缺乏实时的掌握了解, 难以及时进行科学决策。

1.2.7 没有形成网络的及时高效管理

综上, 企业应将目前的称重程序进行升级换代, 利用可视化技术, 并通过计算机网络实现多个相关部门的信息共享、协同工作, 有效克服作弊行为、提高工作效率, 将公司效益最大化。

1.3 项目建设目标

系统建设的总目标:加强管理、规范流程、堵塞漏洞、提高效率、协同工作。

(1) 通过先进的管理软件、优化细致的操作流程、集中式的网络系统管理、高科技的防作弊设备, 最大限度的防止跑、冒、滴、漏现象的发生, 避免不应有的经济损失。

(2) 满足两地磅协同工作, 从一地磅入库的货车可以从两地磅任何一地磅出库。系统提供地磅数据审核功能, 仓管员可以直接在系统上对出库的地磅数据进行审核, 不需要司机人工传递纸质地磅数据, 出库的地磅数据经仓管员审核后, 司磅员才可以制作出库单。

(3) 通过网络和数据库系统的建立, 为将来信息化的进一步发展提供原始数据来源。地磅数据采用数据库存储, 实现两地磅数据共享, 有利于整个地磅数据管理, 方便数据的安全备份和恢复, 可供其他人员和系统使用, 提高地磅数据的价值。

(4) 进一步提高工作效率、降低生产成本。通过数据共享, 自动生成各类报表。为财务、销售等部门提供实时的数据查询。

(5) 让领导足不出户, 在办公室即可时时掌握磅房所有的粮食称重信息。

2 系统的设计规划

2.1 系统设计图

2.2 系统功能

系统基于Windows2000、Windows XP等操作系统, 采用SQL Server数据库, 实现了同步视频称重、防止车辆压边或两台同时上磅称重、防止车辆通过皮重作弊、灵活多样的磅单和报表定制、准确快捷的数据查询等功能。能够满足不同场合的称重需求, 提高了称重操作的工作效率, 保证了称重工作的可靠性, 切实保障了客户的经济利益。主要功能如下:

2.2.1 软件基本功能

(1) 支持各种流行的地磅、适合不同行业;

(2) 强大的权限管理, 严格控制数据修改、查询;

(3) 重量数据可以自动读数, 手工录入, 通过权限控制;

(4) 高效录入, 实现助记码、编码等方式快速完成过磅业务;

(5) 黑匣子功能, 系统会自动记录在软件上做过修改的人员、数据等信息, 并保存到系统日志里面, 自由最高权限的人员才能查看;

(6) 灵活榜单打印:打印格式按企业要求自定义;打印次数灵活设置;

(7) 各种报表灵活定制, 系统预置常用报表, 特殊需要可以自己DIY;

(8) 联网工作, 完成单磅称毛称皮;完成A磅称毛B磅称皮;完成远程查询;

(9) 数据管理:终身海量数据存储与查询;数据远程网络备份;数据导出EXSL、文本等文件格式;

(10) 异常皮重预警:具有列表、图形分析;预警-终止业务-权限审批;

(11) 车辆称重时间间隔预警, 防止一车重复计量。

2.2.2 视频模块功能

(1) 视频画面嵌入到计量系统内, 计量视频同一界面, 为磅房人员开拓视野;

(2) 最多支持4路:车辆前、后、上、车牌同时抓拍;

(3) 计量瞬间抓拍, 获取最有价值对照图片取证资料;

(4) 支持全程全天24小时不间断录像取证 (需要外加硬盘录像机) ;

(5) 系统完成过磅单跟抓拍图片的自动比对;

(6) 自动跟踪车辆皮重信息, 跟随视频集成到榜单, 提供取证信息。

2.2.3 红外防作弊模块

(1) 检测重车是否完全上磅;

(2) 检测空车是否两个车同时上磅;

(3) 系统过磅界面有红绿灯指示;

(4) 一旦出现异常, 自动锁定, 排除后自动解锁;

(5) 特殊情况的异常, 需要更高权限审批后解锁;

(6) 配合语音模块可以语音提醒;

(7) 配合信号控制模块可以指挥车辆。

2.2.4 智能道闸模块

(1) 根据车辆状态自动控制道闸开启与关闭;

(2) 特殊情况下可以切换人工开关状态;

(3) 防止高速车辆对地磅产生重力加速度的冲击, 延长地磅寿命;

(4) 提高企业形象;

(5) 防止道闸砸车。

2.2.5 智能信号控制模块

(1) 根据车辆状态智能判断红绿灯的状态;

(2) 配合智能道闸模块实现磅房的智能指挥调度;

(3) 加强企业计量作业规范。

2.2.6 汉显LED模块

(1) 可以显示毛重、皮重、净重、扣水、扣杂等信息;

(2) 可以显示企业对车辆公告、警示等提醒;

(3) 可以显示车辆车牌、姓名、所拉物料等信息;

(4) 根据客户要求灵活定制LED尺寸 (如有特殊要求可以定制不同尺寸) ;

(5) 智能语音模块;

(6) 语音提醒车辆称重数量;

(7) 语音提示车辆异常情况 (不完全上磅、刷卡状态等其他提示信息) 。

2.2.7 车牌号识别模块

(1) 可以自动识别车牌号;

(2) 识别的车牌号自动集成地磅系统有助于司磅员信息录入;

(3) 配合视频模块抓拍图像与车牌号关联, 防止司机更换车牌作弊。

2.2.8 流程审核模块

(1) 根据需求可以定制地磅数据审核流程, 通过流程审核机制确保地磅数据准确;

(2) 审核功能的权限配置, 根据企业需求赋予审核人员的权限。

2.2.9 丰富的接口融合

(1) 可以无缝接入视频抓拍、红外防作弊、智能卡管理、智能道闸、智能信号、智能语音等模块;

(2) 可以无缝接入国内流行的企业ERP管理系统。

3 给企业带来的利益

(1) 提升过磅效率, 精确过磅信息, 细化过磅流程, 堵塞过磅过漏洞, 降低企业损失;

(2) 由事后监督审查变为事前控制, 一切尽在掌握;

(3) 有效避免员工犯错误, 有效降低企业管理成本;

(4) 本系统中的视频过磅模块提供视频录像过磅抓拍图像功能, 可以自动采集数据, 监控操作过程, 防止人为作弊, 防止重复过磅, 避免手工开单误写, 快速打印多联磅单, 自动生成日、周、月统计报表;

(5) 系统通过红外线监磅仪和视频监控系统可以彻底解决车辆不完全上磅, 或一车多过问题;

(6) 系统通过使用防遥控监测仪, 防止电子遥控干扰, 保证数据准确性, 减少了计量损失;

(7) 系统通过对过磅车辆进行皮重分析、预警, 杜绝了在皮重上作弊;

(8) 数据在权限范围内高度共享, 使领导层坐在办公室就可以实时监控到过磅的现场, 成为领导的“千里眼”;

(9) 加速过磅物资信息的流动性, 提高信息资源的利用率, 消除“信息孤岛”;

(10) 我们对企业假设一个磅房一天成本出库车辆为20车, 每吨产成品价格为2000元;如果作弊车辆占全部车辆的1%, 每车偷逃3吨物料 (假设不包括车辆入库时司磅员不操作放行或虚构物料入库等严重作弊现象) 则年产成品出库损失=1磅房*20车*1%*3吨*2000元*365天=43.8万元。

参考文献

[1]李翠.基于车辆自动识别的智能计重监控系统的研究与设计[D].郑州:郑州大学, 2010.

[2]李轩.集成化散杂货码头生产管理系统的设计与实现[D].大连:大连海事大学, 2010.

[3]刘伟, 张弛.基于PLC的烟气循环流化床脱硫控制系统[J].电力环境保护, 2004, (03) :8-11.

可视化信息系统 篇10

首先,我们需要对网络运行可视化的概念有一定的了解。在我们面对网络时,通常可见的有计算机、路由器、防火墙、网线和服务器等,但是网络中访问流量多少、交互数据的形式和网络行为却基本上一无所知。如果将网络类比为人的话,那么我们应该意识到只有在了解了人体的状态、结构和性能基础上才能做到对症下药、有效预防。只有在全面了解网络的前提下才能有效地控制和管理网络,精细地分析网络运行状况。网络运行可视化的概念应运而生,通过研发技术手段和相关产品实现对网络中运行的数据和流量的可视了解,其特点是图形化的人机交互方式,能够动态反映出网络运行的内容。

其次,我们要意识到网络运行可视化的意义。在网络基础架构已经基本完善的时代背景下,大多数网络管理的重点都聚焦在了网络运维环节,这样以来网络运维可视化已成为一个不可绕过的管理难点。网络运行可视化主要是通过对网络通讯过程中的数据包进行捕捉并进一步深入地统计分析来实现的,该技术使得了解和洞悉各个层面的网络运行情况变为可能,对网络运行过程中存在的安全问题、业务问题和定位故障等障碍及时地了解和发现。

2 当前网络运维存在的难题

第一,网络运行之中经常会面临一些前所未有、莫名其妙的故障情况。比如说网络非正常变慢、业务系统操作延时过久、某个业务突然故障等等。网络运行是难以实现对上述事项进行防范的。解决这类故障的关键就是当问题出现的时候如何第一时间定位问题根源,以最快的速度解决问题,提升网络运维的稳定性和安全性。

第二,当前很多企业都在构筑属于自身的现代物流体系,支持电话和网络订货、企业还可以网上进行货物调配,允许客户进行电子结算,充分利用现代物流。但是企业却难以掌握日常网络中每一个部门、每一个区域之间、各个银行之间的网络数据流量,网络管理员在这种情况下提前预测网络瓶颈是不太现实的,也难以合理地服务器布局进行优化。

第三,难以确定故障终端位置。很多时候管理员发现了网络运行中不正常的终端,但是却无法及时定位问题终端的位置,难以及时控制不遵守管理办法或者出现失误的终端。

第四,难以进行统一管理、简化管理。网络运维过程中存在着诸多的使用者,牵涉到的网络设备也是多样化的,网络运维效率一直难以提升,成为终端管理的一大难题。

3 信息系统终端准入和可视分析

第一,对于信息系统终端运维问题解决的思路要厘清。鉴于企业在终端运维中呈现出的问题和现状,我们需要提出针对性解决措施:终端准入和网络运行可视化。也就是说将网络中的各个服务器和用户工作站统称为终端,并用网络将他们联系在一起,企业需要运用实名制管理办法对其进行管理。实施了解和把握网络之中的流量。如果将终端看作是点的话,那么网络就是面,运维分析要采取点面结合的方式进行分析,对信息系统的运行情况了若指掌,为预测故障和瓶颈提供良好的便利条件,更好地保障信息系统的稳定和顺畅运行。企业应结合自身的实际状况、产品和技术特色做好终端准入工作,实施实名制终端授权,对网络运行的实时情况进行可视化管理,动态、即时地了解每一个终端,对流动信息有充分的把握,这样就能够纲举目张、脉络清晰。

第二,企业需要具体地思考终端准入和可视化分析的实现路径。首先,对企业心有的服务器和桌面客户端进行实名制登记,在这个过程中需要运用终端准入控制技术手段,使得使用人的位置信息得以明确。其次,在实名制的基础上对所有终端进行授权、设计非法IP入侵的控制方案、设置健康状态检查功能等措施。再次,引入可视化分析软件,对企业现有的互联网络设备、桌面客户端、服务器和业务系统之间的网络通信情况进行及集成检查和监控,在整个企业内部建立起全网络可视化的管理体系,为企业的网络运营提供安全的保障,排除其可能遇到的安全隐患。

4 信息系统网络终端与可视化分析的研发内容

4.1 确定研发内容

前文所述已阐明了研发的主要宗旨和主要内容,主要是建立终端连入内网的准入和授信机制,使得终端管理进入到可控化和实名制道路,在引入可视化分析技术的基础上对网络运行情况做到从点到面的覆盖。终端管理借助授权机制、入网审核、非法入侵终端技术管理等方法实现内网终端的安全管理,能够准确各自的地理位置。网络运行可视化分析则是网络中的交互数据包的过程中,对网络中的安全问题、规章问题、流量和协议进行分析和定位,其最大的优势就是能够高效、准确地解决网络中出现的问题,对网络运行的性能情况进行细致分析。

所以项目研发应从以下几点着手进行。

第一,透视网络。在捕捉数据包的过程中分析交互的内容的科学性,分析数据传输是否正常,网络中交互的信息的具体情况,做到透视网络。

第二,安全分析。能够自动挖掘出网络安全隐患,及时进行网络扫描,即时安全预警,第一时间发现伪造的数据。

第三,实名认证。实名认证上网提供了绑定IP抵制的可能,这样对网络用户的管理更具科学性,及时了解到都有什么人连接到网络之中,判断是正常操作还是用户恶意操作还是网络异常,能够将责任落实到每一个人身上。

第四,故障诊断。能够迅速地定位到网络故障区域,并及时提供相应的解决方案,找到攻击源和攻击者,实时发现网络中存在的病毒,评估网络运行的各项指标是否达到了要求,检测内部网络运行的情况和状况。

第五,性能管理。根据企业的特点建立属于企业自身的网络性能和安全基线,对网络运营进行规划和管理,提升信息系统终端运维的效率。通过预警机制的运行将被动防御转变为主动防御,使得管理人员的安全策略精准有效,让数据分析在整个OSI七层模型中发挥作用,建立可视化的网络全景信息。

第六,终端管理。在分析网络分析效率和效果的过程中能够发现网络中的异常流量情况、异常用户访问,结合实名制功能就可以定位到具体的管理人员,并采取断网、限速等方式阻碍其使用终端。

4.2 分析关键技术和技术路线

从技术关键上来看,信息系统终端运维需要网络分析产品和应用安全产品两种技术。网络分析产品是在捕捉数据包分析的过程中实现对网络运行各个层面的分析的一种微观网络管理技术。应用安全产品则是指信息系统安全本身要符合国家标准和国际标准,安全产品管理要软硬结合,不能因为部署应用安全产品而给信息系统运营带来瓶颈。

从研究路线上来看,网络分析系统在分析网络状况时可以采取以下三种技术。第一,数据包分析法。数据包分析法借助专用的网络分析工具,对数据包进行截取,在此基础上发现相应的业务应用网络行为特征和网络宽带消耗情况等等。第二,对比分析法。对比分析法是在中间设备的两个端口分别进行数据包的截取,然后对截取的数据包进行对比和分析,从中对中间设备对数据包的处理情况进行分析,包括更改、转发、延时和丢弃等处理。第三,关联分析法。数据包经过中间设备的时候会被更改,对其进行安全管理时可以利用数据包本身安全标识、应用层字段等特点将中间设备前后的数据包对应起来,便于高效管理。

5 结语

信息系统与网络已经建设的较为完善,但是网络中还是会经常出现一些疑难的故障。由于网络中有大量的业务在运行,所以保障网络安全、稳定、高效运行是目前信息系统终端运维的目标,要做到这样就需要透视网络,对网络的运行信息系统与可视化分析的研发有一个详细的了解,能够及时发现并准确定位网络中行为不正常的终端,对入网设备进行准入控制。通过网络分析的手段和终端技术相结合,全面监控,使信息网络系统可以做到纲举目张,脉络清晰,提升网络运维的稳定性和安全性。

参考文献

[1]杨临秋.关于计算机网络工程全面信息化管理的探索[J].无线互联科技,2016(13).

[2]齐哲.浅谈计算机的网络管理[J].信息化建设,2016(7).

初探信息可视化与人的感知体验 篇11

关键词：信息可视化 感知心理 情绪心理学

什么是信息可视化？

信息可视化试图通过利用人类的视觉能力，来弄清抽象信息的意思，从而加强人类的认知活动。二十世纪九十年代开始兴起的信息可视化领域主要来源于图形学、视觉设计、计算机科学以及人际交互、心理学和商业等多学科交叉的一门学科。信息可视化“info rmationvisualization”这一术语是由斯图尔特·卡德、约克·麦金利和乔治·罗伯逊创立，它致力于研究以直观方式传达抽象信息的手段和方法，其表达形式也主要是和交互技术相结合利用人类通往心灵深处的认知优势，使得用户能够通过视觉、探索以至立刻理解信息所传达的真实意蕴。信息可视化结合了人际交互、图形学、图像技术、科学可视化、数据挖掘和认知科学等诸多科学理论和方法的新学科。综合而言，信息可视化囊括了数据可视化、信息图形、知识可视化、科学可视化以及视觉设计等诸多方面，它的基础科学可以概括为逻辑学、心理学、统计学以及符号学等等。由于信息可视化是为了信息的有效传达而设计，它将信息符号化，通过设计师的梳理和概括从而传达给大众，因此它在主观和客观上受到造型语言，设计师的感知能力、逻辑思维能力以及人的视觉生理以及视觉心理的约束。信息可视化通过图形化、对比、转换、比喻、关联、流动、引入时空、构建场景等技巧，在思维学基础理论、视觉心理学、传播学的多学科交叉的基础上作出形象思维以及逻辑思维的研究，被广泛应用在大众传播、社会学、经济学以及自然科学等多方面，在当今时代，信息可视化已经成为诸多学科的重点研究对象。作为设计这一门学科而言，对信息可视化涉及人的情感体验研究可以帮助我们更有效地梳理信息、作出有效的用户体验，更好地促进信息的传播以及人和人之间的交流与沟通。

什么是感知体验？

在现代汉语字典中，人类用心念来诠释自己器官所接收到的信号，被称为感知。人的感知器官则是视、听、嗅、味、触、第六感官等。另一方面，感知也是哲学名词，是感觉和知觉的统称。是客观事物通过感官在人脑中的直接反应。可以说，我们身上的每一个器官都是一个信号“接收器”，只要是在所接收的范围内，经过感官刺激，器官就能将其接收，并转换为感觉信号，再经由自身的神经网络传输到我们的大脑，经过大脑情感格式化的处理后，就带来了所谓的感知。例如在生活中，最常见的感知表现，就是人的喜、怒、哀、乐。还有盲人朋友虽然看不到外面的世界，但却可以凭借手和身体去感知外界的存在。另外，在生活中我们无法用手和身体去触摸的，比如远处的物体和风景，我们却可以用眼睛看到；有些东西无法用眼睛看到，也不能用手和身体触摸，如歌声、音乐、话语等，我们却还可以通过耳朵来感知；再有一些东西我们的感官无法直接来感觉的，如：紫外线、细胞、电磁场等，我们却可以制造各种仪器和借助工具来感知它们的存在。当然人的感知不仅仅只局限在视、听、触等最直观的感觉表达，它还可以延伸到人的情绪范围以及心理层次，在五大感官基础上形成对周围事物的观察、分析、整理进而上升到意识层面的各种信息的处理，从而形成的更深层次的理想建构。日本中生代国际级平面设计大师原研哉先生曾在的著作《设计中的设计》中就曾提出过“五感”设计这一概念。他说“人不仅仅是一个感官主义的器官接收组合，同时也是一个敏感的记忆再生装置，能够根据记忆在脑海中再现出各种形象。在人体中出现的各种形象，是同时由集中感觉刺激和人的再生记忆相互交织而成的一副宏大场景。这正是设计师所在的领域”。“五感”就是指人的五种感官功能而形成的听觉、视觉、触觉、嗅觉以及味觉。

信息可视化与人的感知体验之间的关系

信息可视化是为了满足现代社会多元化、多层次、多构建的发展需要而衍生出来的一门学科。传统方式的信息处理、分析以及整合等方式已经不能满足现代人们的生活节奏，人们更倾向于以一种喜闻乐见的方式和娱乐的精神来对待日常信息接收。现代人对精神层次的需求已经促使信息可视化走向信息情感化。例如人类因素专家和设计者帕特里克.乔丹（Patrick Jordan）就曾做过对设计愉悦感的研究，通过实验得出这些情感体验主要有“安全、自信、自豪、兴奋、自由、满意、娱乐、怀旧等。而这些情感体验则相对应了产品的“特点、实用、美学、可靠、方便、花俏”等功能。在信息可视化的表达上设计师基于这些特点则尽可能将信息变得有趣、可靠，表达方式上以人们易于接受的视觉上的色系，触觉上的细腻以及嗅觉上的各种亲近的气息来刺激人的感官知觉，从而传递到人的内心。

情绪是人类最基本的感知心理活动，信息可视化的研究必然涉及到人的情绪心理方面的理论。每一种情绪的变化都是由生理、心理、本能、习得和自然因素以及社会因素的的多重融合所导致的，各种情绪感知向人类揭示了人的情绪微妙变化的生理以及心理过程。例如信息可视化的子课题——音乐可视化，两者都是将看不见的世界变成了可以真实触摸的感官语言。在舞台艺术上，音乐可视化将信息处理成各种绚丽的图像语言以及舞美符号，让听众从听觉和视觉同步，以视听结合的多维度信息刺激，从而激起情感的延续和情绪的波动，置身其中，以此共呜。信息可视化工作者是通过研究人的知觉感知、表象感知、记忆感知、思维感知以及语言感知等过程来达到认知的过程。从人类处理信息的角度来研究人的感知而言，可以说感知心理学相当于信息加工心理学，它将人看做是一个信息的加工系统，认为认知是信息加工，通过信息的输入、变换、简约、加工、存储和再次使用来完成信息的整个传递过程。譬如信息图形设计师抓住人类说话时经常伴随一些肢体语言和眼神动作，电影视觉都有配音和配乐来烘托气氛等表达特点上，在利用线条、点线面等视觉语言的基础上也开始加入_些听觉、触觉以及嗅觉的表达元素，将枯燥的数据信息转换为灵动的图形语言，从而使观众更深层次地理解所传达的信息。

在信息可视化研究过程中，一方面要了解用户“看见”的能力，以设计出让人易懂的视觉语言，协助用户便捷地看到信息并获得信息。而在这其中就涉及到一个“直觉一知觉一理解”的感知过程。另一方面要了解信息是如何被使用和处理的。前者强调“心智结构”后者强调“心智历程”。但在感知心理学的研究过程中，信息可视化主要是了解人类行为，并对人类的心智历程和结构做出分析。由于“信息的处理模式”为感知心理学的主要理论构架，即以人类为主动的信息处理者，研究人的感官接受信息、储存、筛选以及运用信息的过程中所产生的反应。所以，从这一角度而言，信息可视化和人的感知是有着不可剥离的联系。小结

可视化信息系统 篇12

GIS是用来存储、管理空间数据的信息系统,几乎所有使用空间数据和空间信息的部门都可以应用,如导航、土地、水资源利用以及辅助决策服务等[1]。在对校园GIS的研究中,如曲巨宝对分布式WebGIS技术的校园地理信息系统的研究[2],李明峰、朱振宇等对建立基于MapX校园地理信息系统的研究[3],杨武年等关于数字成都理工大学校园空间信息系统构建与实现的研究[4]等。这些研究有的侧重专业研究,有的侧重对具体问题的分析,有的侧重技术开发。但上述大部分校园GIS研究多采用二维地图显示,并且着重突出某一方面的功能。因此,本研究提出了另一个新的思路,即构建一个三维可视化校园地理信息系统(3D Campus Geographic Information System,3D—CGIS)来增强校园GIS的可视化程度。

GE(Google Earth)采用的3D地图定位技术能够把Google Map上的最新卫星图片推向一个新水平,使其最近几年的应用范围越来越广,如汽车导航、交通服务、城市定位搜索、监控系统等。刘冰、石奉华对GE在旅游、导航的问题进行了探讨[5];陈锐祥、何兆成等主要研究了GE在交通信息服务系统中的应用[6];孙玉龙、茅志兵等阐述了GE在航标监控系统中的应用等[7]。基于Visual Basic 6.0平台,本文借助GE 和GIS技术,构建了基于GE & GIS平台的校园三维仿真模型,并在模型中实现空间数据和属性数据的集成和交互,实现“图数”同步查询和管理,从而为管理者提供决策依据。本系统采用GE&GIS技术作为开发平台,结合VB6.0集成开发环境进行了模型的构建。考虑到数据范围,本文采用ACCESS数据库。

2 系统需求分析

目前,大部分高校的校园信息是相互独立的,这主要是由于其管理模式造成的。该管理模式现状是:学生信息由学生工作处管理,校园建筑信息由学校总务处管理,因此未进行有效的集成管理。这种管理模式不利于实现学生档案信息与校园地图实体的关联及动态查询更新。为了提高学校整体管理效率,校园地理信息系统应该寻找一种有效的方式,能集中管理多种信息,并能进行扩充。

我们通过用户访谈和问卷调查的形式[8,9]了解到,用户对该系统的功能需求主要有以下方面:①三维可视化展示校园信息,能详细直观地表达校园的各项空间信息和属性信息;②实现属性信息和地图上图元的定位互查;③实现出发地和目的地两点间的路径分析,从而得出最优路径;④实现学生信息的定位管理和查询。当然,管理信息系统或单独开发的图形管理系统能够做好上述部分工作,但无法直观地表达数据的空间概念或需耗费巨大的人力、物力,也很不完善;而基于GE&GIS技术的校园地理信息系统就能顺利实现上述与空间信息有关的任务,如空间图形的录入、编辑、浏览、查询等,以及与其它现有非空间数据的无缝结合。

3 系统主要功能设计

根据系统需求分析、可行性分析和用户要求,建立校园地理信息系统的主要功能概括为:①校园地理信息系统的三维显示。通过GE三维虚拟的真实再现校园各类地物的空间分布,可实现漫游、低空飞行、多角度观看等功能。②利用属性信息对图上的校园地物进行定位查询(由表查图),并可直接查询空间地物的属性(由图查表)。此功能可提供用户直观地了解各建筑物的具体信息,如教学楼的高度、楼层数、楼号、位置等信息。在模型中,每个实体对象都有对应的唯一标识符ID。一旦获取了对象的ID,就可获得对应实体的全部信息,包括空间信息和属性信息,查询流程见图1。③将学生信息进行空间化管理,实现学生信息与其宿舍信息、教学楼信息的关联和学生信息的地理定位。学生信息与宿舍、教学楼信息的交互可查看学生所在的宿舍号或所在院系的教学楼号,也可查询某座宿舍或教学楼所包含的院系。

4 系统数据库设计和模型的构建

山东师范大学2005年QUICKBIRD遥感图像、1∶500的校园平面图、各建筑物统计信息等。遥感影像配准是通过由GPS实测地面控制点对遥感图像配准,然后进行解译来完成空间数据的采集。根据学校基建处提供的校内各建筑物统计信息并结合实地调查得到所需属性信息。学生属性信息主要来自学校教导处。三维可视化校园地理信息系统系统逻辑结构设计见图2。

4.1 空间数据的数据结构设计和属性数据结构设计

本研究的校园空间信息共分为5个基础类别——主要建筑、其它建筑、运动场地、校内道路和绿化用地。在各个基础类别下,又细化为多个地物专题。如根据具体用途的不同,主要建筑又细分为教学、科研、公寓、宾馆、医疗和饮食5个专题,建立地类符号库以区分不同的专题信息。在系统中,属性数据主要包括各空间要素的属性信息(即可地图化的属性信息),不包括地理信息的属性信息(即不可地图化的属性信息)。对于前者,根据GIS中数据分层存放的要求,本研究分别设计了教学楼信息属性表、宿舍楼信息属性表、运动场地属性表、校内道路属性表以及其它建筑属性表等;后者主要包括院系信息属性表、教师信息属性表以及学生信息属性表,表格通过关键字进行关联,学生信息属性表结构见表1。

4.2 3D—CGIS仿真模型的构建

构建校园三维可视化仿真模型,首先要将GIS数据(包括空间数据和属性数据)转换为可用来创建KML地标文件的格式[10]。有关GElink插件,本研究所用原始数据是在MapInfo 9.0下对遥感影像进行解译获得,属性信息包括每个地块图斑的ID、用途、楼层等信息。需要注意的是,由于GE本身架构在WGS84坐标框架下所定义的经纬度坐标之上,所以各种数据坐标系一定要转换为WGS84坐标系的框架下,其点位位置才能在GE下精确地坐落在正确的位置上。另一方面,GE的地标文件采用的是UTF—8编码[11],但是GELink输出转换文件时采用的是ASCⅡ。因此,需要我们将输出的KML地标文件修改为以unicode或UTF—8编码,才能正常显示有关的中文内容。在上述工作的基础上,我们利用GELink插件创建包含高程信息的地标文件;最后将地标文件导入GE中,直观地查看校园状况的三维仿真模型,借助GELink工具把MapInfo的数据导出为可在GE中浏览的数据。

5 系统主要功能实现

系统包括学校各类信息查询模块、学生信息管理查询模块和校园三维可视化地图模块,可进行学校和学院信息的查询、学生信息的管理和查询、校园电子地图的查阅,系统主界面见图3。

5.1 学校基本信息查询

可查看学校简介、各个学院以及教师的基本信息。在学院查询中选择院系名称,可显示该院系的信息。同时,教师查询中的教师名单与所选院系同步更新,可查看所选择的教师信息,见图4。

5.2 学生信息管理和查询

学生信息管理查询模块的进入包括管理员和学生用户两种权限。前者可按照学生所在院系及专业查看所有学生记录,对记录进行添加、删除和编辑操作,并可将记录输出为报表。学生信息管理系统界面见图5。用户可按条件查找学生记录(条件查找对话框见图6),可按照名称、学号、专业等属性来查询符合条件的学生信息记录。

5.3 校园三维电子地图

利用校园地物的索引字段对其进行地理位置定位查询(由属性数据查空间数据),同时也可直接查询图上对象的相关属性(由空间数据查属性数据)。在此校园三维可视化模型中,各类用地以不同的颜色表示,建筑以其真实高度显示,并以该地区遥感影像为背景,因此可直观地查看各类用地的空间分布及各地块图斑的属性信息,如图7中显示的是ID为7的图斑属性信息。通过VB调用.exe程序,将Google Earth嵌入到系统中,系统运行界面见图8。

5.4 系统运行与维护

自使用以来,系统运行比较稳定,基本满足了用户的需求,实现了校园信息的高效查询和管理。系统主要以Access为主体进行各种属性信息的管理和维护,以GE控件为主体进行校园三维地图模块的管理和维护。

6 小结

本系统利用GE&GIS技术管理校园信息,实现了空间数据和属性数据的互查以及校园信息的空间化管理,比单纯的基于属性数据库的信息管理系统更加高效。虽然系统的数据量和面向的对象还比较有限,但系统运行的结果是令人满意的。需要进一步改进的是补充更多的校园信息,使系统更加完善。本研究对大学校园的信息化管理以及小区物业管理等提供了新的思路。

参考文献

[1]王庆华,郝伟.地理信息系统的发展趋势[J].资源开发与市场,2005,21(1)∶28-30.

[2]曲巨宝.利用分布式WebGIS技术构建校园地理信息系统[J].电脑学习,2007,(6)∶20-21.

[3]李明峰,朱振宇,等.基于MapX的校园地理信息系统[J].南京工业大学学报,2007,29(1)∶103-106.

[4]杨武年,濮国梁,等.数字成都理工大学校园空间信息系统的构建与实现[J].成都理工大学学报(自然科学版),2005,32(1)∶101-106.

[5]刘冰,石奉化.Googme Earth在旅游、导航中的应用探讨[J].山东科技大学学报(自然科学版),2007,25(4)∶25-28.

[6]陈锐祥,何兆成,等.Google Earth在交通信息服务系统中的应用研究[J].中山大学学报(自然科学版),2007,(46)∶195-198.

[7]孙玉龙,茅志兵,等.Google Earth在航标监控系统中的应用[J].交通与计算机,2007,6(25)∶98-101.

[8]孔云峰,林珲.GIS分析、设计与项目管理[M].北京:科学出版社,2005,(4)∶97-125.

[9]李满春,任建武,陈刚,等.GIS设计与实现[M].北京:科学出版社,2003,(4)∶49.

[10]薛亚婷.基于Google Earth及KML的数字校园设计与实现方法研究[D].兰州大学,2007.