《数据可视化技术》课件-第1章 绪论

第1章

绪论学习目标对数据可视化的概念和意义有了一个系统性了解了解数据、信息、知识和智慧之间的关系2025/2/192内容

1.1

概念与意义

1.2历史与演进

1.3视觉与认知

1.4数据可视化与知识发现的关系2025/2/1931.1.1什么是数据可视化数据可视化技术一般特指在数据表示过程中有一定特点、能够形成比较强烈视觉效果的数据表达方式和方法，如采用特殊的图形或图案直接表现或隐喻出某种内在的含义。现实之中，各类炫目的数据可视化内容已经遍布人类社会的各个角落，其具体过程涉及制图学、图形绘制设计、计算机视觉、数据采集、统计学、图解技术、数型结合以及动画、立体渲染、用户交互、影像学、视知觉、空间分析、科学建模等诸多领域。数据可视化（DataVisualization）和信息图形化（Infographics）是两个相近的专业术语。狭义上的数字可视化指的是将数据用统计图等方式进行呈现，广义上讲则是表示利用图形、图像等具有特殊视觉效果的表现形式实现数据、信息、隐喻及科学计算等数据内容传递的实现方式和方法，而信息图形化则是专指对信息进行图形化表示的方法和手段。2025/2/1941.1.2数据可视化的意义和作用数据可视化的意义就在于它是一个生成图形图像的过程，事实也就是人类对数据所代表含义形成认知的过程。数据可视化的作用体现在多个方面，如解释想法和关系、形成论点或意见、观察事物演化的趋势、总结或积累数据、存档和汇总、传播知识和探索性数据分析等。2025/2/195数据可视化的作用

生动、直观的表现形式2025/2/196数据可视化的作用

方便推理和分析2025/2/1971854年JohnSnow的伦敦霍乱患者分布图数据可视化的作用

知识与数据的承载与传播2025/2/198内容

1.1概念与意义

1.2

历史与演进

1.3视觉与认知

1.4数据可视化与知识发现的关系2025/2/1991.2.1

抽象图形表示2025/2/1910抽象图形表示法在古代人类社会及人类历史进步过程中发挥了不可磨灭的作用。1.2.2科学可视化的发展将抽象图形表示方法进一步扩展，引入分析几何、测量学、制图学等原理，就形成了一个新的领域，即科学可视化。2025/2/1911图1-2-3公元前6200年的抽象地图表示图1-2-4敦煌星图：最早的手绘星象图1.2.3统计图表的爆发

18世纪是统计图形学的繁荣时期，其奠基人WilliamPlayfair发明了折线图、柱状图、显示局部与整体关系的饼图等常用的统计图表。2025/2/1912图1-2-6左：丹麦与挪威1700-1780年间的贸易进出口时间序列图；右：1789年土耳其在亚洲、欧洲和非洲的疆土比例1.2.4统计图表的爆发玫瑰图的发明充分表明了数据可视化的重要作用和意义，如何高效地向其他人员展示出统计结果则是数据可视化所要解决的主要问题。2025/2/1913图1-2-81857年近代护理事业创始人南丁格尔创作的玫瑰图1.2.5交互可视化、信息可视化与可视化分析

20世纪70年代以后，桌面操作系统、计算机图形学、图形显示设备、人机交互等技术的发展激发了人们编程实现交互可视化的热情，处理范围从简单的统计数据扩展为更复杂的网络、层次数据库、文本等非结构化与高维数据。2025/2/1914内容

1.1概念与意义

1.2历史与演进

1.3

视觉与认知

1.4数据可视化与知识发现的关系2025/2/19151.3.1视觉感知2025/2/1916感知是指客观事物通过人的感觉器官在人脑中形成的直接反映。人类感知系统基于对物体的相对判断，而非绝对判断。ABAB

AB（a）无线框，未对齐

（b）有线框，未对齐

（c）无线框1.3.2视觉认知接近性原则2025/2/19171.3.2视觉认知相似性原则2025/2/1918连续性原则1.3.2视觉认知连续性原则2025/2/19191.3.2视觉认知闭合性原则2025/2/1920简单性原则1.3.2视觉认知共势原则2025/2/1921好图原则1.3.2视觉认知对称原则2025/2/19221.3.2视觉认知2025/2/1923经验原则内容

1.1概念与意义

1.2历史与演进

1.3

视觉与认知

1.4

数据可视化与知识发现的关系2025/2/19241.4.1数据科学的发展

DIKW（data,information,knowledge,wisdom）层次结构模型很好地解释了数据、信息、知识和智慧之间的层次关系与联系2025/2/19251.4.1数据科学的发展

数据数据（Data）可以是数字、文字、图像、符号等信息信息是被赋予了意义和目标的数据。知识知识（Knowledge）就是信息的集合，它使信息变得有用。智慧智慧，是人类所表现出来的一种独有的能力，主要表现为收集、加工、应用、传播知识的能力，以及对事物发展的前瞻性看法。2025/2/19261.4.2知识发现与数据可视化的结合知识发现过程需要数据可视化技术的支持,而数据可视化分析本身就是发现知识的过程。如果将知识发现和可视化技术相结合,形成可视化数据挖掘系统，则有利于人们从海量数据中提取各种信息。2025/2/