可视功能

可视功能（共5篇）

可视功能 篇1

0 引言

电力系统中的可视化功能是利用图表、动态图像直观性的在网络中展示各个参数、指标。调度人员利用这种技术能够把握全局电力的分布情况, 改变负荷的发生条件, 在天气变化下, 对网络运行的影响比较大。

1 电力可视化系统概述

1.1 分类应用

首先, 科学数据可视化的应用, 它能将大量数据快递抽取, 保证数据的整体性。在应用方式中主要能够实现潮流走向、电压分布状况等。然后, 应用系统在人机界面体现的可视化, 主要实现人机的交互接口, 方便系统的操作性, 主要应用在对电气操作票中点图成票的拟写。最后, 对信息检索实现可视化, 主要对信息图形产生的集成化信息进行索引, 主要应用在限额的稳定性、定值的保护以及设备信息的可视化[1]。

1.2 特征分析

可视化系统在应用期间具有多种特征, 首先, 它具有实时性以及在线功能。由于图形中的数据信息是实时化的, 能够展示数据结构。而且, 它能体现追踪性, 改变电网在运行期间的状态, 特别是动态化的电网负荷、电网在运行期间的基本状况。最后体现良好的预防与预警功能, 利用系统中的图形以及色彩对电网在运行期间存在的安全问题进行提示, 然后根据预警信息进行检测等方式。

1.3 应用目的

电力系统在构建平台后, 实现了预警功能。因为电力系统实现的可视化系统能够对系统中的数据进行采集, 能够分析基础形式, 所以系统应具备开放性的接口形式。不仅能够保证电力系统的对接形式, 还能对其他产生的数据源进行分析。调度人员在关注信息期间, 在界面上能够利用多种功能来实现, 在可视化技术和数据平台分析下实现数据的挖掘处理[2]。

1.4 预警功能

可视化系统在运行期间能够对电网进行自动跟踪, 但在系统扫描中会存在一定的安全隐患。如果电网在运行期间出现超限情况, 系统就会在线进行预警行为。将得到的可视化信息在决策基础上来实现。在可视化信息分析形式下, 它不仅能对全局、细节信息进行展示, 将电网在运行期间的状态展示给调度人员, 还能帮助调度人员在一些问题环节进行调整、控制。

2 电力系统调度运行可视化功能应用

2.1 电力系统地理图形的可视化

引入地图图形能够电力地理图形, 在电力网络与地理图形结合方式中, 在地图展现方式上它能够反应出电力系统中的运行状况, 特别是场站、线路以及用户中的相关信息等。对于一些关键的运行设备, 也能够实现地理位置, 在可视化地图上, 能够形成地理接线图。电力系统在运行调度基础上实现了各个信息的展示。

2.2 运行状况的可视化

2.2.1 网络电压可视化

系统能够对场站中的电压进行展示, 由于电压在电网运行中能够保证一定的安全标准, 所以在场站中就要对电压的运行状况进行实时监控行为。在系统运行中, 对各项指标进行展示、调用, 然后利用实际电压对正常电压标准、预警电压以及考核电压进行对比, 利用不同颜色进行标记, 从而保证电压在运行期间的直观性。

2.2.2 系统性电压

在网络管理期间, 控制节点电压并不是它的重要内容[3]。在多种变化情况下, 调度人员应对网络电压中具体的分布情况进行分析、了解, 然后根据科学消息对整个电网的运行设计合理的调度方案, 从而实现科学的平衡性和调度行为。所以说, 可视化系统中, 系统性的电压也是重要一部分。主要利用等高线以及云图对数据、空间进行连续性的、分布式展示。

2.2.3 潮流改变可视化

潮流改变在可视化变化中是一种动态性的改变方式, 在可视化系统中, 它能对实话展示潮流的变化情况, 改变潮流在展示期间的限额与裕度。调度人员在判断期间也能对潮流改变趋势实现良好的帮助行为, 从而保证潮流在断面期间的重载方式。可视化系统中的剪头能够展现潮流改变的大小和方向, 利用饼图、色彩以及百分比都能对潮流情况直观展示, 从而保证数据信息的直观性, 并方便调度行为。

2.2.4 设备状况可视化

电力系统在控制过程中, 最主要的内容就是保证设备的运行状况。如果保证设备在运行期间的稳定性, 就能实现电力在供应期间的稳定性。所以就要对设备中的容量、设备的运行状况进行监控, 利用可视化系统对设备中的参数以及运行的基本状况进行展示, 根据设备机组容易出现的状况进行查找、解决, 从而避免相关问题的发生。

2.2.5 系统运行参数可视化

系统在运行期间的参数也能实现可视化, 不仅仅在电压、电流以及设备上实现可视化现象, 电力系统在运行期间实现的技术参数、运行参数也能实现可视化。如:在运行期间发生短路电流、变压器的负载状况、发电机的运行功率以及场站的监控参数等, 这些情况中体现的参数能够直接与设备进行联系、与线路进行联系、与区域进行联系等条件, 并在各种图形展示过程中为调度人员的管理工作提供一定帮助。

3 结论

在电力中实现网络调度主要在电气操作、非电气操作上来实现的。对于电气操作来说, 它能够对操作票进行编写、发布。对于非电气操作来说, 它能够对机炉进行开启或暂停、能够对电能计划进行修改、能够对电能在交易期间的行为进行执行、输入等方式。所以说, 可视化技术在调度操作过程中, 能够体现良好的操作界面, 不仅能实现设备运行的稳定性, 还能保障调度人员在处理期间的速度和能力。

摘要：电网调度可视化的建立在现代化技术发展下具有积极意义, 它不仅能实现电网的运行管理, 还能保证系统在运行期间的直观性, 从而实现整个网络系统的安全性。本文通过在本公司的运行来阐述可视化功能应用。

关键词：电力系统,调度运行,可视化

参考文献

[1]何四海.电力系统广域测量数据实时动态可视化技术研究[D].电子科技大学, 2013.

[2]李彪.可视化智能调度系统在地区电网中的开发与应用[D].山东大学, 2012.

[3]赵贺.电力系统可视化相关问题及其在发电厂中应用的研究[D].大连理工大学, 2009.

可视功能 篇2

关键词 文献计量学 可视化分析 CiteSpace HistCite 电子政务

分类号 G250.252

Analysis of the Functions of the Two Bibliometrics Visualization Softwares based on the E-government Research

Li Yanbo

Abstract Under the purpose of the two bibliometric visualization tools CiteSpace and HistCite comparative analysis， eight bibliometric indicators are designed as the comparative indicators for the functions， and 1388 papers on e-government research are download from the Web of Science during 2003-2012 as the experimental literature sample. Based on these， functions of these two tools are compared by this paper. It compares their functions from the analysis functions， the knowledge mapping readability and the data format.

Keywords Bibliometric. Visualization analysis. CiteSpace. HistCite. E-government.

1 文献计量可视化工具研究现状

从1926年洛特卡定律的发现[1]，到美国化学家格罗斯兄弟文献学史上的第一次引文分析研究[2]，再到1934年布拉德福定律[3]和1948年齐普夫定律[4]，国外学者二十世纪二十年代到六十年代为文献的定量研究做出了重要贡献，但这些先驱者早期的定量研究均是分散、不系统的。直到1969年，英国情报学家阿伦·普里查德发表《文献统计学还是文献计量学？》一文[5]，首次使用“文献计量学”这一术语，取代了“文献统计学”。这就将研究对象从期刊扩展到所有的书刊文献，使有关文献的定量研究统一在文献计量学学科之下，至此文献计量学研究逐渐走向系统化、广泛化。为适应文献信息量的增加，计算机、数学等方法在文献计量学中的应用研究逐渐展开，由此便产生了文献计量可视化的研究。20世纪50年代开始，加尔菲德开发的科学引文索引开始大规模的商业性应用，为文献计量可视化的发展奠定了坚实的基础。大量的文献计量学研究转向基于引文分析的可视化研究中，这其中的先驱当属加尔菲德对DNA研究历史图的产生，是在1964年用手工绘制的[6]。从那以后，文献计量可视化研究逐渐成为计算机科学、图书情报学研究的热点。经过近70 年的发展，在引文分析理论、复杂网络与社会网络分析理论、信息可视化技术的推动下，信息可视化逐渐成为国内外文献计量学一个崭新的研究热点[7]。文献计量可视化工具是文献计量可视化研究的具体实现手段，总体来说，时下常用的文献计量可视化工具主要源于三大领域。一是计算机科学领域的数据、信息、知识与知识域可视化研究；二是图书情报领域的引文分析可视化、知识地图和知识网络等研究；三是复杂网络系统和社会网络分析的研究。目前三者的研究方向和内容正在走向融合。文献计量可视化工具可以分为两类：一类为各种文献数据库附带的文献计量工具，（如Web of Science、中文社会科学引文索引、中国知网等），但可视化功能较弱；另一类为提供文献计量功能的软件，如美籍华人陈超美开发的CiteSpace、加菲尔德开发的HistCite、佩尔松开发的Bibexcel、Vladimir Batage lj和Andrej Mrvar开发的Pajek、印第安纳大学开发的Science of Science、荷兰莱顿大学开发的VOSViewer等，而这其中CiteSpace、HistCite由于其较强的可视化功能被国内外学者所广泛使用。

2 CiteSpace与HistCite功能分析

2.1 CiteSpace核心功能

CiteSpace软件主要基于共引分析理论和寻径网络算法等，对特定领域文献（集合）进行计量，以探寻出学科领域演化的关键路径及其知识拐点（以关键论文为代表），并通过一系列可视化图谱的绘制来形成对学科演化潜在动力机制的分析和学科发展前沿的探测。其所应用的主要数据包括Web of Science论文、Derwent 专利、Scopus等外文数据库论文，近几年由于国内用户的广泛使用，该软件又通过增加数据格式转换模块而实现了中文CSSCI、CNKI数据库格式的计量分析。CiteSpace软件的核心功能是探测和分析学科研究前沿的历时性变化趋势以及研究前沿与其知识基础之间的关系，陈超美博士在软件中设计了四个核心分析指标以实现这一功能，见表1。

表1 CiteSpace核心分析指标

2.2 HistCite功能

该软件系SCI的发明人加菲尔德开发，能够用图示的方式展示某一领域不同文献之间的关系。可以快速帮助我们绘制出一个领域的发展历史，定位出该领域的重要文献，以及最新的重要文献。HistCite目前用于分析的文献信息只能来源于Web of Science数据库（以下简称WoS），HistCite核心分析指标见表2。

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表2 HistCite核心分析指标

3 CiteSpace与HistCite功能实验比较研究：以国际电子政务主题文献为例

3.1 数据来源

在WoS数据库中获取电子政务相关的研究性论文（包括期刊论文、会议论文和综述）1388篇。本文主要采用CiteSpace与HistCite两种可视化软件对电子政务这一主题的八种文献计量学指标进行比较分析，见表3。

表3 文献计量学指标

3.2 作者、机构和国家及其合作分布

3.2.1 CiteSpace的发文量和合作关系分析功能

（1）发文量及合作关系分析功能。CiteSpace可以形成作者、机构和国家及其合作分布可视化分析图谱。其中每一个结点代表一个作者、机构或国家，结点大小反映的是发文量的多少，结点年轮颜色反映的是发文时间分布，色调由暖及冷指的时间由近及远，点击在任何一个结点上通过点击鼠标右键，便可具体了解某个结点所代表的作者、机构或国家的发文按时间分布的具体数值。结点之间的连线反映的是作者、机构或国家具有合作关系。CiteSpace的这些功能不仅有助于研究者发现相关主题的权威研究作者、机构或国家，而且对研究者挖掘该主题的研究团队、跨越机构或国家的合作具有十分有效的帮助，这为考察该主题的知识流动及共享提供了一个清晰的线索。而且由CiteSpace生成的图谱颜色丰富、信息量大。

（2）作者共被引分析。CiteSpace可以根据作者发文被引及共被引情况，生成作者共被引分析图谱。其中结点大小反映的是该结点所代表的作者被引频次的高低，结点的年轮颜色反映的是该作者被引历史，通过在该结点点击右键可以具体了解该作者的被引频次随年度变化数值；结点之间的连线代表作者之间具有共被引关系（以下同）。结点外圈的颜色若是紫色，则代表该结点的中心性≥0.1（以下同），点的中心性是一个用以量化点在网络中地位重要性的图论概念，它是指网络中经过某点并连接这两点的最短路径占这两点之间的最短路径线总数之比。中间中心性高（在CiteSpace可视化图谱中，中心性≥0.1便认为较高）的点往往位于连接两个不同聚类的路径上，是十分重要的结点，需重点考察其研究内容。CiteSpace的作者共被引分析可以使众多的著者按照同被引关系形成一个著者相关群，揭示出学科专业人员的组织结构、联系程度，进而反映出学科专业之间的联系及其发展变化状况[1]。

3.2.2 HistCite的发文量及其被引分析功能

HistCite可以显示阈值范围内（即本研究中设置的被引频次≥30次的论文）的总作者数、机构数和国家数。也可以对作者、机构和国家的发文量、作者发文当前主题内被引频次、WoS被引频次三个文献计量学指标的分布进行分析，而且通过点击■、■、■三个按钮可以分别对这三个指标进行排序，这些功能有助于研究者通过不同指标识别电子政务研究的发文情况、相关重要论文以及在WoS范围内具有较高影响力的论文，为发现重要的作者、机构和国家和经典文献提供线索。但是该工具无法直接对作者、机构、国家发文的文献计量学指标进行可视化图形分析，只能在数据基础上借助EXCEL作图分析。而且该工具无法进行合作分析。为节省篇幅，仅列出作者发文分布分析，见表4。

表4 HistCite的作者分析二维表

3.3 期刊及其共被引分布

3.3.1 CiteSpace的共被引分析功能

期刊的共被引关系强弱反映了期刊的亲疏远近关系，通过期刊共被引分析可以挖掘学术期刊之间的关系并且进行期刊分类，考察学科的内部知识结构和联系情况[9]。CiteSpace可以按期刊被引情况生成期刊共被引分析图谱，由此可以揭示对某一主题研究具有重要推动作用的期刊以及期刊的共被引关系。但是，CiteSpace无法实现期刊载文量分析。

3.3.2 HistCite的载文量及其被引分析功能

表5显示了HistCite对电子政务研究主题的期刊载文分布结果。这一功能与前述作者、机构和国家分布分析所具有的功能一致。但该工具只提供了期刊的主题内和WoS范围内的被引分析，未能提供期刊的共被引分析。

表5 HistCite的期刊发文及被引分析二维表

3.4 学科分布及共现关系

CiteSpace是根据WoS数据库的学科划分标准而对相关主题的研究学科进行划分的，而WoS数据库的学科划分是依据期刊所属学科进行划分的。因此，CiteSpace学科共现图谱中结点较大的学科说明这个学科的相关期刊上发表这一主题的论文较多。学科之间的连线同样是学科共现关系的揭示，通过这种学科共现考察可以了解跨学科研究情况。

3.5 关键词及其共现分布

3.5.1 CiteSpace的关键词频及其共现分析功能

一般认为词汇对在同一篇文献中出现的次数越多，则代表这两个主题的关系越紧密。统计一组文献的关键词或主题词两两之间在同一篇文献出现的频率，便可形成由这些词对关联所组成的关键词共现网络，关键词共现分析可应用于研究领域的识别和热点分析、横向和纵向分析领域、识别学科的发展过程和特点、找出领域或学科之间的关系等[10]，同时可以了解某一特定主题的微观研究领域。CiteSpace不仅能够揭示高频关键词，还能够揭示具有共现关系的关键词，这为深入、细致的研究某一主题提供了十分有效的途径。CiteSpace生成的关键词共现图谱可以将具有共现关系的关键词按其研究的主题进行人工聚类分析。

3.5.2 HistCite的关键词频分析功能

HistCite的关键词分布分析是以“words”（即单个关键词）进行统计分析的，而且不具备“words”之间共现关系的分析，只能按“words”的词频数、当前主题内被引频次、WoS被引频次三项指标定量统计（见表6），而且无可视化的图谱，只能以二维表格的形式呈现。HistCite由于不能反映关键词的共现关系，因此在微观主题揭示方面具有较明显的缺陷，如表3列出了按词频排序的前5位电子政务有关的“Word”，其中的很多单词专指性很低，如GOVERNMENT、BASED、INFORMATION等，这使得无法通过这些高频词进行微观主题的分析。

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表6 HistCite的关键词词频及被引分析二维表

3.6 文献被引分析

3.6.1 CiteSpace的文献共被引分析功能

CiteSpace除可以生成文献共被引图谱以揭示文献被引频次高低和文献间的共被引关系外，还可以生成时间线图谱和时区图谱。时间线图谱可以将研究主题各微观知识领域进行聚类，同一聚类排在同一水平线上，并根据时间顺序进行排列，从而展示研究主题各微观知识领域的历史成果，从中可以研究主题的重要奠基性文献。时区图是另一种侧重于从时间维度上来表示知识演进的视图，可以清晰地展示出文献的更新和互相影响情况，它将结点定位在一个二维坐标系中。根据结点首次被引用的时间，结点被放在不同的时区中，并且所放位置的高度依次增加。一个从左到右，自下而上的知识演进图就直观的展示出来，位于坐标系靠左、靠上的结点可以认为是该知识领域的研究前沿。

3.6.2 HistCite的文献被引分析功能

HistCite可以通过对从WoS下载的文献依据被引频次编制引文编年图，这也是该工具的主要功能。点击HistCite主界面最上方的“Tools”-“Graph Maker”-“Make Graph”按钮，即可得到相应的引文编年图。引文编年图可以从GCS和LCS两个角度进行编制，如果引文编年图编制时选择所有文献，则用GCS和LCS编制的结果是一样的；在实际绘制过程中，以 LCS 为依据编制引文编年图更能体现研究的外延和分析的针对性，因此选择LCS较为合适。图1为采用HistCite编制的引文编年图，每一个圆圈表示一篇文献，圆圈大小代表文献被引频次的多少。被引频次越高，圆圈就越大。带箭头的连线代表文献节点之间的引用关系，箭头指向的文献是被引文献，圆圈内所标数字指明该节点文献在文献集合中的顺序号。引文编年图以从上到下的空间顺序表示由先到后的时间顺序，各文献按照其发表年份的先后给予序号并安排在图中相应位置。通过HistCite生成的引文编年图，可以清楚地观察到电子政务研究的历史沿革、研究文献之间的继承关系以及在各研究阶段的发展程度。图中，2010—2012年的文献节点是空白，表明在这个时间段内没有具有一定影响力的经典文献，这与文献被引与时间的累积性相关。而较大的结点如158、220、324、343、225等代表的文献具有较高的被引频次，因此可以认为是电子政务研究中较经典的文献，通过对这些经典文献的分析，可以一定程度上了解电子政务研究的知识基础与研究前沿。

然而，被引频次仅仅是文献影响力高低的反映，而文献的共被引却能够反映文献与文献之间的研究方向或研究主题的关联，两篇文献共被引的频次越多，说明它们学术研究方向的关联性越强。由此推而广之，由多篇文献间的共被引关系形成的文献共被引聚类，反映了聚类文献之间共同的研究方向和关注的热点主题[11]。HistCite无法实现文献共被引分析，因此通过该软件提供的引文编年图不能够实现文献的聚类，也就无法从引文分析的角度揭示解释热点主题以及知识结构。

3.7 两种工具比较结果

表7 两种可视化工具的比较结果

CiteSpace和HistCite均是基于引文分析的文献计量可视化分析工具，因此其基本的原理依据是一致的。CiteSpace的核心特色是可以实现文献计量学指标网络结构的揭示（共现、共被引网络），相对而言，HistCite无法揭示网络结构，其核心特色表现在可以实现各文献计量学指标的文献集内和WoS两种范围的被引频次分析，而CiteSpace的被引频次分析只限于考察主题的文献集内。具体来讲两种工具在功能上存在以下差异，如表7所示。

4 结语

通过CiteSpace和HistCite两种可视化工具的比较可知，CiteSpace的功能更加丰富，而HistCite功能较为单一。但无论使用多么智能的可视化工具，在进行某一主题研究时，可视化工具只能提供我们一个研究线索，在具体研究时需要我们辅以深入、全面的文献调研和专家咨询才能使研究结果更科学。笔者认为，未来文献计量可视化研究重点一方面要在知识单元间的测度更加精确与合理上下功夫。例如，通过计算机语义理解，解决一词多义和一义多词等词形与词性问题等；另一方面要进一步实现方法的融合与改进，进一步完善相关算法。例如，在共引分析中，根据两被引文献（或作者等）在同一文献中的共被引强度给予不同的权值。

参考文献：

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可视功能 篇3

电力系统的可视化技术就是通过直观的图表和动态图像等展示电力网络中的各项指标。通过可视化技术调度人员可以直接的观看全局的电力分布, 负荷改变, 甚至是气候对网络的影响等。

1 电力可视化系统概述

1.1 特征分析

可视化系统在应用中具备以下特征, 首先是实时性和在线功能, 图形中的所有数据都是实时化的数据, 并展示数据结果;其次是跟踪电网的状态改变, 即动态化的展示电网负荷和运行的基本状况;最后是预防与报警功能, 可以利用图形和色彩等提示当前电网运行中存在的安全问题, 给出预警以及解决的预案信息等等。

1.2 应用目的

电力系统构建可视化平台后, 应突出较强的预警性能, 电力系统是一个建立在多维度数据采集与分析基础上的可视化系统, 系统应具备开放的数据接口, 不仅仅可以与电力系统进行对接, 也可帮助对其他数据源进行分析。集成调度人员关注的信息, 具备多功能界面等。同时还可以利用可视化的技术和平台分析数据, 实现数据挖掘。

1.3 突出预警功能

可视化系统可以自动跟踪电网的运行状态, 自动扫描系统内存在的安全隐患。如果电网运行存在超限的情况, 系统经过在线分析后会进行自动报警。并给出可视化的信息。在相关决策辅助上, 基于可视化数据分析可以帮助实现全局信息和细节信息的展示, 从而将整个网络运行的状态展示给调度员, 从而帮助调度人员实现对薄弱环节的掌控与调整。

2 电力调度可视化系统的功能应用

2.1 电力系统地理图形的可视化

利用地理图形的引入, 形成电力地理图形, 即将电力网络与地理图形结合起来, 在地图上真实的放映电力系统的运行情况, 包括厂站、线路、用户等, 甚至是关键设备的地理位置等, 都可在可视化图形上展示, 形成电力系统的地理接线图, 这是整个电力系统可视化调度功能的基础, 其他信息在此基础上进行展示。

2.2 运行状况的可视化

(1) 网络电压的可视化。系统可以对厂站的电压进行展示, 因为这些电压改变时电网运行安全与否的标准, 所以在实时系统上对厂站的电压进行监控是十分重要的。在系统中可以对各项指标进行展示和调用。如正常电压、预警电压、考核电压等三个类别, 即通过实际运行电压与三个电压标准的比较可以展示出系统运行的基本状况。三个不同的电压值可以用不同的颜色进行标记, 可视系统可以从中心位置开始标记不同段落的颜色, 即电压改变情况, 以此直观的反应电压限制情况和裕度。 (2) 系统性电压展。节点电压的控制不是网络管理的重点, 在很多情况下调度员应了解网络电压的分布情况, 并由此选择调度方案对整个网络的运行进行平衡和调度。因此系统性的电压可视化也是系统的重要功能之一。如利用等高线和云图等, 在连续数据在连续空间中的分布进行展示。 (3) 潮流改变的可视化。潮流改变本身就是一种动态化的改变, 因此可视化系统可以是实话的展示潮流的改变情况, 还可以充分展示潮流的限额与裕度, 帮助调度员进行快速的判断潮流改变的趋势, 以及重载潮流断面。可视化系统里有剪头代表潮流的方向以及大小, 也可利用饼状图、色彩、百分比等直观显示潮流状况, 以此让数据更加直观方便调度。 (4) 设备状况的可视化。设备运行的掌控也是电力系统控制的重要内容, 设备保持一定的稳定性可以保证电力供应的稳定。因此设备的容量以及运转情况应被监控。在可视化中可以实时化的展设备运行的基本参数和状况, 及时查阅设备的机组的出力情况, 避免因频率跪造成拉限电等情况。 (5) 系统运行参数的可视化。除了上述的各种电压、电流、设备等可视化外, 还有一些与电力运行相关的技术参数也可实现可视化, 如短路电流、变压器负载、发电机功率、厂站监控等等, 这些参数可以直接与设备挂钩, 与线路挂钩、与区域挂钩, 并利用各种饼状图、柱状图等进展示, 以此帮助调度人员进行管理。

3 预警应急处置可视化

预防与控制电网中的故障以及安全隐患也是调度控制的重要工作。可视化系统可以帮助进行电网状态分析, 对潮流进行计算和分析, 并将计算和分析结果展示出来, 帮助调度人员进行监控。同时在紧急事件处理与恢复中也可帮助监控事故影响的范围以及恢复后的运行状况等。

4 动态数据展示

广域动态信息监测分析保护控制系统是一种电力动态监测系统, 简称WAMAP该系统是将动态数据用于在线分析, 重点解决包括暂态稳定、电压稳定、低频振荡等设计以及安全稳定性的监测系统, 可以实时预警与在线辅助优化等, 将该系统可视化功能实现, 可以将系统分析的结果呈现在调度人员面前, 可以实现更加准确的动态化监控, 包括暂态功角裕度、暂态电压裕度等, 均可实现可视化, 大大提高了调度准确性和科学性。

5 调度过程可视化

电力网络调度包括了电气操作和非电气操作。其中电气相关操作中, 主要需求有:操作票的编写和发布、电气操作的执行。在非电气相关操作中, 主要需求有:机炉的启停、电能计划修改、电能交易输入和执行。可视化技术是对调度操作提供可视化的应用界面, 包括点图成票等, 并提供稳定、继保、通信、现场设备、调度操作规定和注意点的可视化展示。

6 结束语

可视化功能在电力调度系统中的运用, 可以将不同的电力网络运行信息进行最直观的展示, 利用各种图形信息, 如颜色、曲线、功能图形等集中汇集和展示了电网运行的基本状况。实现对电力系统的动态化、高效化、精准化的监控, 并利用数据分析帮助调度人员快速直接的掌握电力网络的状态, 提高了调度人员对超限、扰动、振荡等情况的处理速度和能力。

参考文献

[1]肖华丽.电力调度调控运行可视化[J].科技视界, 2014 (10) :05-06.

可视功能 篇4

随着数码产品的快速研发, 摄影摄像设备的数字化达到了一个新的高度。无论是专业级摄像器材的还是家用级的都普遍使用上了数字化产品。传统影视采用的模拟信号画面, 也被性能更优的数字信号画面所代替。我们利用这些现代化的数字设备, 可以完全颠覆传统影视的制作方法。Pre Viz技术就是其中之一, Pre Viz是Pre-visualization的英文缩写, 意译成中文为“可视化预览”, 即在正式制作影视作品前, 制作较为粗略的画面以了解大概情剧及一些特效的3D视频。Pre Viz技术的功能和传统的故事板 (storyboard) 的功能是差不多的。故事板是利用手绘或计算机绘制出的二维视觉草图把所要表达的内容体现出来。而Pre Viz技术则运用低精度的三维模型、粗略的动画, 展示出虚拟场景的拍摄情况, 以及演员的走位、摄像机的拍摄角度和运动方向, 甚至可以再加上灯光和音乐等元素的运用, 制做具有立体感和空间感的三维视觉草图, 所以Pre Viz也被一些人称为3D故事板。当我们观看完一部影视的Pre Viz作品后, 基本就能知道这部影视作品最终可以达到什么样的效果了。通过Pre Viz作品, 制片商、导演、演员及剧务等每个剧组成员都会明白影视作品在制作时自己需要注意什么问题。这与传统的故事板相比之下, Pre Viz则提供了更为精确的规划的方法。该技术在全球电影工业最为发达的美国好莱坞已经有十年的运用历史了, 其所显示出来的优势被越来越多的导演所看好, 成为创作的神兵利器, 广泛使用在影视各个制作环节中。

一、Pre Viz技术在教学中的运用

Pre Viz技术不仅在电影工业制作中被成功地广泛使用, 在我们的影视制作教学环节中也可以发挥其作用。日常的影视制作课程的教学过程中, 往往受教学场所及资金等因素的影响, 学校不可能为每位学生准备充足的硬件设备。通常都是授课教师使用一台设备, 在教室中通过使用大屏投影仪演示给学生看。教师一边操作一边讲解, 之后再让学生们轮流使用有限的几台设备进行拍摄训练。在所有学生都拍摄结束之后, 教师才能再根据教学要求对学生所拍摄的片子进行点评。在这种教学模式中, 教师说得多做得少, 而学生们能上手操作的机会和时间却是非常的少, 师生间也缺乏应有的教学互动。整个教学过程效率低下, 严重阻碍了教学计划的实施和学生对能制作一部影视作品的渴望。

Pre Viz技术可以改善这种教学方式效率低下的状况, 在有限的资源下, 弥补传统教学的不足, 减轻教师的教学负担, 提高学生的学习效率和操作技能, 达到满意的教学效果。那么在教学中所实施的Pre Viz技术可操作性、可移植性怎么样呢?会不会给教师和学生带来技术上的难题呢?其实这些问题不必过分担心, 在教学中所使用的Pre Viz项目对硬件的要求并不高。一台有较高性能的计算机, 装有三维制作软件, 再加上教师掌握一些三维制作软件的基本的操作知识, 就可以实施了。而不需要象商业化的Pre Viz项目要求的那么高、那么复杂。为了方便教师和学生, 甚至在制作过程可以粗略化, 能满足教学基本要求即可。

二、教学实例

以《电视电影摄像中的运动的电视画面教学》为例。运动的电视画面是通过移动摄像机的机位、改变拍摄方向和角度, 以及使镜头沿光轴方向前后移动所拍摄形成的画面。根据其运动的方式, 有镜头的推、拉, 摄像机机身的移、跟、摇、跟、升、降、旋转等手法。在拍摄过程中可以使用其中一种运动方式, 也可以是二种或二种以上运动方式结合的画面。电视荧屏是一个充满运动的世界, 影像的运动是影视艺术区别于其他造型艺术的重要特征之一。通过学习《运动的电视画面》后, 使得学生对电视电影拍摄中所采用的运动拍摄手法有一个明确的概念。让学生知道什么情况下使用什么样的运动画面, 运动的画面更不能随意使用, 要服从编剧的总体构思和观众的观赏心理。为今后的拍摄打下扎实的理论知识基础。具体操作方法如下:

授课地点可选择在计算机机房, 机房为教师和学生人每人提供一台计算机, 机内预装MAYA或3DMAX等三维制作软件环境。Previz项目是课堂教学的重点, 所有的教学活动都是基于这个开展的, 所以教师在上课之前依据教学计划和教学内容, 提前做好一个可供教学使用的Previz项目环境。

1) 在MAYA或3DMAX三维制作软件中制作一个虚拟的拍摄场景。例如:拍摄场景为一间客厅, 客厅中有三个人正在谈话。首先, 根据客厅要求建一个长方形的房间模型, 并对模型进行简单的材质贴图。房间的一侧可以贴上阳台移门的图片, 地面可以贴上地砖的材质, 天花板为白色, 其余的面可以贴上纹理, 这样客厅的基本模型建成了。其次, 制作相关的场景道具, 为了让拍摄环境合理和真实, 客厅的建筑模型内可以增加若干道具, 如沙发、茶几、电视、室内植物等。这些模型可以是非常粗略的, 只要大小比例合理就行了。再把这些模型放至客厅场景中相应的位置。第三, 根据需要制作三个相关的人物角色, 人物模型与道具模型类似, 不需要太精确, 能区别男女老少高矮胖瘦即可。第四, 可以设置若干灯光, 光线能对各个模型起到造型作用, 光线的运用, 直接可以影响到影视作品的最终效果。最后, 创建一部摄像机, 并在客厅模型中定好几个摄像机机位, 以便学生可以直接操作。

2) 当虚拟场景及相关内容制作完毕后, 教师把制作好的场景文件上传至学生计算机中。教学时, 教师根据教学计划, 先对之前学过的各个电视画面的运动的方式进行提问复习。在实践环节中先提示学生如何在计算机上操作该虚拟场景, 和操作中需要注意的事项并提示画面采用不同的运动方式后会产生什么样的实际效果等。

3) 分别对虚拟摄像机的机位, 光圈、快门等参数进行设置, 然后再对虚拟摄像机做推、拉、移、跟、摇、跟、升、降、旋转等的不同运动画面。等学生熟悉各个运动方式的操作后, 再操作包含二种或三种以上的综合性的运动画面。

4) 每个学生对自己所制作的Previz项目进行视频渲染。

5) 让学生观看渲染合成之后的短片, 说说短片中每个运动方式所体现出的画面表现力。如采用推的手法时, 利用摄像机镜头向前推进, 造成画面框架的方向前方移动, 画面所表现的视点也随之向前移动, 形成了一种由较大的景别向较小景别的连续移动的过程。让观众感受到从整体到局部的变化。该手法突出了被摄主体并强化了细节, 建了主体与细节的关系, 让画面真实可信。当用了“快推”时, 画面表达了一种紧张刺激的视觉感受;当采用了“慢推”时, 画面则显示出安宁、平和的气氛。因此, 每个运动方式中采用的景别大小, 速度快慢, 实焦虚焦的方式后, 所表现的最终画面也是不同的。最后, 根据每个学生的Pre Viz视频进行课堂总结评价。让学生对电视画面的运动方式有更深的了解。

6) 布置课外练习作业。要求学生继续使用Previz环境, 制作使用综合运动画面的视频, 加强练习摄像机的设置及熟练每种摄像机运动画面的技巧, 为今后的实地制作微电影打下良好的基础。

三、总结

由此可见, 通过Pre Viz技术在教学过程中的使用, 可以减少学校对拍摄设备的购置, 并且提高了课堂学习效率, 节约教师和学生的大量的时间。Pre Viz除被利用在上述的学习运动画面的教学中, 还可以运用在整个影视教学中的各个知识点中, 如场景的用光布置、画面的构成等, 甚至可以学习导演的相关技能, 对作品的再创作等。

参考文献

[1]刘峰.电视摄像艺术[M].江苏:苏州大学出版社, 2012.

[2]董从斌, 于援东.影视节目制作技术简明教程[M].北京:清华大学出版社, 2010.

可视功能 篇5

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) .