一種時(shí)序數(shù)據(jù)時(shí)序關(guān)系演變的可視化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)據(jù)的時(shí)序關(guān)系分析技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種時(shí)序數(shù)據(jù)時(shí)序關(guān)系演變的 可視化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 時(shí)序數(shù)據(jù)廣泛存在于科學(xué)研究與人們的日常生活中，其中常常包含了不同實(shí)體 間、與時(shí)間相關(guān)的某種聯(lián)系，即時(shí)序關(guān)系。例如，商品購買數(shù)據(jù)中包含了不同商品間的共同 購買關(guān)系；論文發(fā)表記錄中包含了不同機(jī)構(gòu)間的合作關(guān)系；銀行資金流轉(zhuǎn)記錄中包含了不 同賬戶間的借貸關(guān)系。同時(shí)，根據(jù)關(guān)系類別，可將時(shí)序關(guān)系分為單一類別關(guān)系與多種類別關(guān) 系。不同實(shí)體間的時(shí)序關(guān)系若均為同一類別，即為單一類別時(shí)序關(guān)系（如商品間的共同購 買關(guān)系只包含了商品購買時(shí)的相關(guān)關(guān)系）；若時(shí)序關(guān)系包含了不同的類別，則為多種類別 時(shí)序關(guān)系（如科研機(jī)構(gòu)的合作關(guān)系中，包含了領(lǐng)導(dǎo)、平等協(xié)作、跟隨S種類別的關(guān)系）。
[0003] 時(shí)序演變是指時(shí)序關(guān)系的出現(xiàn)、強(qiáng)度W及其他特征常隨著時(shí)間的發(fā)展而不斷變 化，其中蘊(yùn)含了大量豐富的信息。分析時(shí)序關(guān)系演變往往能幫助發(fā)現(xiàn)存在關(guān)聯(lián)的實(shí)體及各 實(shí)體的特性，揭示隱藏的實(shí)體間關(guān)系變化趨勢(shì)，對(duì)于很多應(yīng)用和分析需求都有很深遠(yuǎn)的意 義。因此，如何通過直觀靈活的方式對(duì)時(shí)序關(guān)系演變進(jìn)行識(shí)別、展示、探索，幫助用戶理解并 從中提煉出有用的知識(shí)，成為人們亟待解決的問題。
[0004] 可視化技術(shù)是一種利用人眼的感知能力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的可視表達(dá)W增強(qiáng)認(rèn)知 的技術(shù)。它將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可感知的圖形、符號(hào)、顏色等，來增強(qiáng)數(shù)據(jù)識(shí)別效率，傳遞有效信 息。由于可視化技術(shù)的直觀與高效，越來越廣泛地被應(yīng)用到科學(xué)研究與實(shí)際應(yīng)用中。目前 對(duì)于時(shí)序關(guān)系演變可視化主要集中在時(shí)序關(guān)系可視化、時(shí)序事件演變可視化兩個(gè)方面，較 少的工作關(guān)注于時(shí)序關(guān)系演變。在時(shí)序關(guān)系可視化中，主要通過在關(guān)聯(lián)實(shí)體間建立"邊"對(duì) 時(shí)序關(guān)系做展示，在呈現(xiàn)多種類別的關(guān)系時(shí)也常常借用到顏色、方向和標(biāo)識(shí)等方式來豐富 和加強(qiáng)"邊"的可視化表達(dá)。但該些方法傳遞出的時(shí)序關(guān)系信息有限，并且無法直觀明確地 展示出時(shí)序關(guān)系的演變。在時(shí)序事件演變可視化的相關(guān)研究中，大部分方法都是基于時(shí)間 軸（timeline)和河流（river)的展示方式。該些方法的缺陷在于任意的一種方法提供的展 示和探索視角都有限，給用戶造成了極大的認(rèn)識(shí)負(fù)擔(dān)去全面分析理解時(shí)序關(guān)系的演變。此 夕F，還有較少的工作關(guān)注時(shí)序關(guān)系演變，但該些工作多集中在特定的應(yīng)用領(lǐng)域，如熱口詞匯 關(guān)系演變、故事中實(shí)體關(guān)系的演變等，無法提供一種具有通用性的可視化模型用于展示和 分析時(shí)序關(guān)系演變，也不能適用于更加廣泛的應(yīng)用背景和應(yīng)用需求中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠更加直觀明確地展示出時(shí)序關(guān)系 的演變時(shí)序數(shù)據(jù)時(shí)序關(guān)系演變的可視化方法，技術(shù)方案如下：
[0006] -種時(shí)序數(shù)據(jù)時(shí)序關(guān)系演變的可視化方法，包括：
[0007] 1)原始時(shí)序數(shù)據(jù)集D表不為；
[000引 D= (T,E,N,C}
[0009] 其中，
[0010] T=咕，t,，...，tp}為原始數(shù)據(jù)中p個(gè)時(shí)間點(diǎn)的集合；
[00川E=柄，62,. . .，e。}為原始數(shù)據(jù)中m個(gè)實(shí)體的集合；
[001引N=的，也...，N。}為原始數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于E中的每個(gè)實(shí)體在P個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)量 的集合，
[001引Ni={n…町，...，咕} (1《i《m)，其中叫（1《j《P)為實(shí)體e在時(shí)間點(diǎn)tj上 的數(shù)量；
[0014]C= (Con,Num}為原始數(shù)據(jù)中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上每對(duì)實(shí)體間時(shí)序關(guān)系的集合，其中 [00巧]Con= {Con。Con],. . . ,Con。},Num=陽皿。Num],. . . ,Nunim} (1《i《m)，Con;為與 實(shí)體e;存在時(shí)序關(guān)系的所有實(shí)體的集合，且Coni中元素的數(shù)量為0或1個(gè)（1《1《m-1)，當(dāng) Con沖元素個(gè)數(shù)為1時(shí)，Num1= {Num。，Nm%，...，Num。J為實(shí)體e;與集合Con沖的1個(gè)實(shí) 體在各時(shí)間點(diǎn)上的時(shí)序關(guān)系的強(qiáng)度數(shù)值的集合，Numji={numjii,nunijc，. . .，nuniju}，nunijiq 為實(shí)體e;在時(shí)間點(diǎn)tj上的與Coni中第q個(gè)實(shí)體的時(shí)序關(guān)系的強(qiáng)度數(shù)值，其中1《q《1 ;
[0016] 2)根據(jù)上述原始時(shí)序數(shù)據(jù)集繪制基礎(chǔ)展示視圖：
[0017] a)繪制時(shí)間概覽視圖；按時(shí)間順序在橫坐標(biāo)上繪制與集合T中每個(gè)時(shí)間點(diǎn)一一對(duì) 應(yīng)的等寬度（TW)的時(shí)間矩形，時(shí)間矩形的高TH與對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)上所有實(shí)體數(shù)量之和成正比， 任一時(shí)間點(diǎn)tj.對(duì)應(yīng)的時(shí)間矩形的高THj.為：
[001引THj=k1(n"+n巧+. . . +nj'm);
[0019] b)繪制實(shí)體概覽視圖；在縱坐標(biāo)上繪制與集合E中每個(gè)實(shí)體一一對(duì)應(yīng)的等高度 巧H)的實(shí)體矩形，實(shí)體矩形的寬EW與對(duì)應(yīng)實(shí)體在所有時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)量之和成正比，任一實(shí) 體e;對(duì)應(yīng)的實(shí)體矩形的寬EWi為；
[0020] EWi=k2 (riu+n2i+. . . +咕）；
[0021] c)繪制總體關(guān)系演變視圖；在橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)之間繪制實(shí)體圓和細(xì)節(jié)弧線，實(shí)體 圓的圓屯、位于時(shí)間矩形的縱向中軸與實(shí)體矩形的橫向中軸的交叉點(diǎn)上，實(shí)體圓的半徑ER 與對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)上對(duì)應(yīng)實(shí)體的數(shù)量成正比，任一實(shí)體在任一時(shí)間點(diǎn)tJ上對(duì)應(yīng)的實(shí)體圓的半 徑ERw為：
[002引 ER"=k3n";
[0023] 細(xì)節(jié)弧線連接對(duì)應(yīng)于同一時(shí)間點(diǎn)上的每對(duì)實(shí)體圓，細(xì)節(jié)弧線的寬度DAW與該對(duì)實(shí) 體圓對(duì)應(yīng)的兩個(gè)實(shí)體在該時(shí)間點(diǎn)上存在的時(shí)序關(guān)系的強(qiáng)度數(shù)值成正比，在任一時(shí)間點(diǎn)tj.上 連接任一實(shí)體e;對(duì)應(yīng)的實(shí)體圓與其時(shí)序關(guān)系集合Coni中第q個(gè)實(shí)體對(duì)應(yīng)的實(shí)體圓的細(xì)節(jié) 弧線的寬度DAW^。為；
[0024]DAW加=k與面化；
[00巧]其中，1^1、1^2、1^3、1^4為比例系數(shù)。
[0026] 進(jìn)一步的，還包括繪制細(xì)節(jié)關(guān)系演變視圖，用于展示某對(duì)實(shí)體間時(shí)序關(guān)系的細(xì)節(jié) 演變；先繪制代表時(shí)間點(diǎn)的橫軸和代表百分比尺度（范圍為0.0-1. 0)的縱軸，然后在橫軸 和縱軸之間繪制代表該時(shí)序關(guān)系演變的色帶；色帶的繪制方法為；計(jì)算對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)上每對(duì) 時(shí)序關(guān)系的強(qiáng)度數(shù)值占該時(shí)間點(diǎn)上所有時(shí)序關(guān)系強(qiáng)度數(shù)值之和的百分比，并將上述百分比 按照從大到小排序，按照百分比數(shù)值和排序的位置得到感興趣時(shí)序關(guān)系在縱軸中的排列位 置，按照該排列位置確定色帶在對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)上的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)；用直線順次連接各時(shí)間 點(diǎn)上所有的最高點(diǎn)，再順次連接各時(shí)間點(diǎn)上所有的最低點(diǎn)，形成色帶。
[0027] 更進(jìn)一步的，還包括：根據(jù)原始數(shù)據(jù)中時(shí)間點(diǎn)的個(gè)數(shù)P確定時(shí)間矩形的寬TW，根據(jù) 實(shí)體的個(gè)數(shù)m確定實(shí)體矩形的高EH;
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種時(shí)序數(shù)據(jù)時(shí)序關(guān)系演變的可視化方法，其特征在于，包括： 1) 原始時(shí)序數(shù)據(jù)集D表示為： D = {T, E, N, C} 其中， T = It1, t2,...，tp}為原始數(shù)據(jù)中p個(gè)時(shí)間點(diǎn)的集合； E = R1, e2, . . .，em}為原始數(shù)據(jù)中m個(gè)實(shí)體的集合； N = (N1, N2, ...，NJ為原始數(shù)據(jù)中對(duì)應(yīng)于E中的每個(gè)實(shí)體在p個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)量的集 合， Ni= {n n2i,. . .，npi} (1彡i彡m)，其中Iiji (1彡j彡p)為實(shí)體時(shí)間點(diǎn)t』上的數(shù) 量； C= {Con, Num}為