摘 要：复杂关系网络数据的可视分析多采用有向加权的节点- 连接图布局。由于节点间的连接关系为多属性数据，传统的布局绘制算法难以完整地呈现数据间的组织结构。本文通过对力导向物理学模型进行优化设计，结合多通道视觉编码设计，完成对复杂关系网络数据可视化的绘制。相比较传统的节点- 连接图布局，本算法在呈现多属性网络数据时具有更好的认知效能。
关键词：可视分析；复杂关系网络；力导向布局算法
中图分类号：TN919.8 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）19-0088-05
Visual Analytics of Directed Weighted Graph Based on Optimized Force-Directed Layout Algorithms
WU Bin
（School of Art & Design，Henan University of Science & Technology，Luoyang 471000，China）
Abstract：Visual analysis of complex relational network data mostly uses directed weighted node-join graph layout. Because the connection relationship between nodes is multi-attribute data，the traditional layout rendering algorithm is difficult to fully present the organizational structure of data. By optimizing the force-directed physical model and combining with the design of multi-channel visual coding，this paper completes the visualization of complex relational network data. Compared with the traditional node-connection graph layout，the algorithm has better cognitive performance in presenting multi-attribute network data.
Keywords：visual analytics；complex relational network；FDLA（Force-Directed Layout Algorithms）
基金项目：本文系河南省科技厅软科学项目基金：我省人机交互创新研究（项目编号：142400410036）资助；河南科技大学教育教学改革课题：基于多维教学数据仓库的可视化课程评析方法研究（项目编号：2017JGYB61）的阶段性研究成果。
参考文献：
[1] 蔡朱华. 基于聚类分析的可视化技术及其应用研究 [D].厦门：厦门大学，2014.
[2] 陈海东. 不确定性可视化及分析方法研究 [D]. 杭州：浙江大学，2015.
[3] 丁治宇，陈海东，吴斐然，等. 多变量空间数据场可视化综述 [J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2013，25（11）：1597-1605.
[4] 姜晓睿，郑春益，蒋莉，等. 大规模出租车起止点数据可视分析 [J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2015，27（10）：1907-1917.
[5] 韦岗，曹燕，王一歌，等. 计算机音乐可视化表征谱设计 [J].现代信息科技，2019，3（14）：5-7.
[6] 李春好，田波，刘玉国. 逆层次分析法——复杂经济社会系统评价问题的新方法探索 [J]. 吉林大学社会科学学报，2007（3）：118-124.
[7] 刘芳，田凯，周志光，等. 基于SOM 和引力场聚类的金融数据可视化 [J]. 计算机辅助设计与图形学学报，2012，24（4）：435-442.
[8] 汤晓燕，刘文军，朱东，等. 基于ECharts 的电动汽车监控可视化研究 [J]. 现代信息科技，2018，2（12）：46-48.
[9] TELEA A，ERSOY O，HOOGENDORP H，et al. Comparisonof Node-Link and Hierarchical Edge Bundling Layouts：A User Study [C/OL]//Dagstuhl Seminar Proceedings 09211：Visualization and Monitoring of Network Traffic.[2009].http：//drops.dagstuhl.de/opus/volltexte/2009/2154.
[10] BATTISTA G D ，EADES P ，TAMASSIA R ，et al. Graph drawing：Algorithms for the visualization of graphs [M]. Prentice Hall PTR Upper Saddle River，NJ，USA，1998：258-264.
[11] CHANG B. Ecological footprint analysis based on RS and GIS in arid land [J].Journal of Geographical Sciences，2005，15（1）：44-52.
[12] CARPENDALE S.Evaluating information visualizations [M]//Lecture Notes in Computer Science.Heidelberg：Springer-Verlag，2008，4950：19-45.
[13] HURTER C，ERSOY O，TELEA A. Graph Bundling by Kernel Density Estimation [J]. Computer Graphics Forum，2012，31（3pt1）：865-874.
[14] COX D ，HARRIS R G . North American Free Trade and Its Implications for Canada：Results from a CGE Model of North American Trade [J]. World Economy，1992，15（1）：31-44.
[15] HOLTEN D . Hierarchical Edge Bundles：Visualization of Adjacency Relations in Hierarchical Data [J]. IEEE TRANSACTIONS ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS，2006，12（5）：741-748.
[16] DANNY Holten，JARKE J. van Wijk. Force-Directed Edge Bundling for Graph Visualization [J]. Computer Graphics Forum，2009，28（3）：983-990.
[17] GANSNER E R，HU Y，NORTH S，et al. Multilevel Agglomerative Edge Bundling for Visualizing Large Graphs [C]// Pacific Visualization Symposium （PacificVis）. IEEE Xplore，2011，18（1）：187-194.
[18] FRANK S，KAUFMAN A. Out-of-Core and Dynamic Programming for Data Distribution on a Volume Visualization Cluster [J].Computer Graphics Forum，2009，28（1）：141-153.
[19] FRUCHTERMAN T M J，REINGOLD E M. Graph drawing by force-directed placement [J].Software-Practice and Experience，1991，21（11）：1129-1164.
[20] Y I N G -HUEY F，WA R D MO，RUNDEN S T E I N EREA.Hierarchical parallel coordinates for exploration of large datasets [C].//Proceedings of visualization '99.Los Alamitos，IEEE ComputerSociety Press，1999：43-50.
[21] GRUENDL H ，RIEHMANN P ，PAUSCH Y ，et al. Time-Series Plots Integrated in Parallel-Coordinates Displays [J]. Computer Graphics Forum，2016，35（3）：321-330.
作者简介：巫滨（1978-），男，汉族，江苏常州人，博士，讲师，研究方向：大数据可视化分析、真实感计算机图形学及虚拟现实环境设计。