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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 Cartogram237

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