內容簡介
全書共有16 章，分為4 篇。基礎篇，闡述數據可視化的基礎理論和概念，從人的感知和認知出發，介紹數據模型和可視化基礎；時空數據篇，介紹帶有空間坐標或時間信息的數據的可視化方法，此類數據通過設備在真實物理空間中採集得到或由科學計算模擬產生；非時空數據篇，描述非結構化和非幾何的抽象數據的可視化，這些數據既存在於真實物理空間，又是社會空間和網路信息空間的基本表達形式；用戶篇，介紹面向各類數據的可視化在實際套用中共同需要的方法、技術和工具，例如互動和可視化評測方法，以及在具體領域的可視化和套用系統。
圖書目錄
基 礎 篇
第1 章 數據可視化簡介 2
1.1 可視化釋義 2
1.2 可視化簡史 8
1.3 數據可視化詳解 23
1.3.1 數據科學的發展 23
1.3.2 數據可視化的意義 25
1.3.3 數據可視化分類 29
1.3.4 數據可視化與其他學科領域的關係 38
1.4 數據可視化研究挑戰 43
參考文獻 44
第2 章 視覺感知與認知 47
2.1 視覺感知和認知 47
2.1.1 視覺感知和認知的定義 48
2.1.2 視覺感知處理過程 48
2.1.3 格式塔理論 49
2.2 顏色 54
2.2.1 顏色刺激理論 54
2.2.2 色彩空間 58
2.3 視覺編碼原則 62
2.3.1 相對性和絕對性 63
2.3.2 標記和視覺通道 64
2.3.3 視覺通道的概念 66
2.3.4 視覺通道的特性 72
參考文獻 81
第3 章 數據 84
3.1 數據釋義 84
3.1.1 數據基礎 84
3.1.2 數據科學及過程 87
3.2 數據獲取和預處理 91
3.2.1 數據獲取 91
3.2.2 數據預處理 92
3.3 數據組織與管理 93
3.3.1 數據清洗與精簡 95
3.3.2 數據整合與集成 97
3.3.3 資料庫 99
3.3.4 數據倉庫 102
3.4 數據分析與挖掘 103
3.4.1 探索式數據分析 105
3.4.2 在線上分析處理 105
3.4.3 數據挖掘 108
3.5 數據工作流 113
3.6 數據科學的挑戰 116
參考文獻 117
第4 章 數據可視化基礎 120
4.1 數據可視化基本框架 120
4.1.1 數據可視化流程 120
4.1.2 數據可視化設計 124
4.2 可視化中的數據 127
4.2.1 數據認知 127
4.2.2 數據類型 127
4.3 可視化的基本圖表 129
4.3.1 原始數據繪圖 129
4.3.2 簡單統計值標繪 134
4.3.3 多視圖協調關聯 135
4.4 可視化設計原則 137
4.4.1 數據到可視化的直觀映射 137
4.4.2 視圖選擇與互動設計 139
4.4.3 信息密度——數據的篩選 140
4.4.4 美學因素 141
4.4.5 動畫與過渡 143
4.4.6 可視化隱喻 147
4.4.7 顏色與透明度 148
4.5 可視化理論發展 148
4.5.1 圖形符號學 149
4.5.2 關係數據的圖形表示 150
4.5.3 圖形語法 151
4.5.4 基於數據類型的研究 152
4.5.5 基於數據狀態模型的研究 153
4.5.6 多維關係資料庫可視化分析系統 154
參考文獻 155
時空數據篇
第5 章 空間標量場可視化 158
5.1 一維標量場可視化 158
5.2 二維標量場可視化 160
5.2.1 顏色映射 161
5.2.2 等值線提取 162
5.2.3 高度圖 162
5.3 三維標量場數據可視化 163
5.3.1 空間數據表達 165
5.3.2 空間數據特徵計算 169
5.3.3 間接體繪製 173
5.3.4 規則三維標量場的直接體可視化 178
5.3.5 不規則體數據的體可視化 201
參考文獻 212
第6 章 地理信息可視化 220
6.1 地圖投影 221
6.1.1 墨卡托投影 221
6.1.2 亞爾勃斯投影 223
6.1.3 方位角投影 224
6.2 點數據的可視化 225
6.3 線數據的可視化 230
6.4 區域數據的可視化 235
6.4.1 Choropleth 地圖 235
6.4.2 Cartogram 237
6.4.3 規則形狀地圖 238
6.4.4 多元關係地圖 239
6.5 地理信息可視化的套用 241
6.5.1 地球與生存環境 241
6.5.2 城市與日常生活 243
6.5.3 地理時空數據 246
6.5.4 複雜地理數據的可視分析 247
6.6 地理信息可視化的其他挑戰 249
6.6.1 地圖示注 249
6.6.2 地圖綜合 249
6.6.3 線上地圖 249
參考文獻 250
第7 章 大規模多變數空間數據場可視化 253
7.1 大規模空間標量場數據的實時體可視化 254
7.1.1 大規模空間標量場數據的單機繪製 254
7.1.2 大規模空間標量場數據的並行繪製 254
7.1.3 時變空間標量場數據加速繪製方法 255
7.2 時變異構空間數據場的特徵追蹤與可視化 256
7.2.1 時變空間標量場數據的特徵提取 257
7.2.2 異構數據的特徵融合 257
7.2.3 時變空間標量場數據的特徵追蹤 258
7.3 空間向量場數據可視化 260
7.3.1 圖示法 261
7.3.2 幾何法 263
7.3.3 紋理法 268
7.3.4 拓撲法 271
7.4 空間張量場數據可視化 273
7.4.1 張量場的數學描述 274
7.4.2 基於幾何的方法 277
7.4.3 基於紋理的方法 280
7.4.4 基於拓撲的方法 283
7.4.5 高階張量場可視化 285
7.5 多變數空間數據場可視化 287
7.5.1 多變數空間數據場的數據分析與表達 288
7.5.2 多變數空間數據場的可視化與互動 289
參考文獻 292
第8 章 時變數據可視化 302
8.1 時間屬性的可視化 304
8.1.1 線性和周期時間可視化 304
8.1.2 日曆時間可視化 307
8.1.3 分支和多角度時間可視化 309
8.1.4 時間屬性的動態可視化 313
8.2 多變數時變型數據可視化 314
8.2.1 基於線表示的可視化 314
8.2.2 基於圖結構的可視化 317
8.2.3 時間序列數據的可視化互動 318
8.3 流數據可視化 319
8.3.1 流數據可視化模型 320
8.3.2 流數據處理技術 321
8.3.3 流數據可視化案例 324
8.3.4 並行流計算框架 329
參考文獻 331
非時空數據篇
第9 章 層次和網路數據可視化 336
9.1 層次數據 336
9.1.1 層次數據的可視化 339
9.1.2 節點- 連結法 340
9.1.3 空間填充法 346
9.1.4 其他方法 351
9.2 網路數據 353
9.2.1 網路和圖 353
9.2.2 網路數據可視化 354
9.2.3 網路數據的地圖隱喻可視化 365
9.2.4 超圖及其可視化 368
9.2.5 動態網路數據可視化 371
9.2.6 圖可視化的視覺效果 372
9.2.7 圖可視化中的互動 378
9.2.8 網路數據可視化的挑戰 380
參考文獻 381
第10 章 文本和文檔可視化 387
10.1 文本可視化釋義 387
10.1.1 文本信息的層級 387
10.1.2 文本可視化的研究內容 388
10.1.3 文本可視化流程 388
10.2 文本信息分析基礎 390
10.2.1 分詞技術和詞幹提取 390
10.2.2 向量空間模型 390
10.2.3 主題抽取 392
10.3 文本內容可視化 393
10.3.1 基於關鍵字的文本內容可視化 393
10.3.2 時序性的文本內容可視化 397
10.3.3 文本特徵的分布模式可視化 400
10.3.4 情感分析可視化 403
10.3.5 文檔信息檢索可視化 405
10.3.6 軟體可視化 406
10.4 文本關係可視化 408
10.4.1 基於圖的文本關係可視化 408
10.4.2 文檔集合關係可視化 409
10.5 文本多層面信息的可視表達 413
10.6 總結 415
參考文獻 415
第11 章 跨媒體數據可視化 418
11.1 圖像 418
11.1.1 圖像格線 418
11.1.2 時空採樣 419
11.1.3 基於相似性的圖像集可視化 420
11.1.4 基於海塞圖的社交圖像可視化 422
11.2 視頻 422
11.2.1 視頻概要可視化 423
11.2.2 視頻立方 424
11.2.3 視頻可視摘要 426
11.3 聲音與音樂 427
11.3.1 聲樂波形可視化 429
11.3.2 聲樂結構的可視化 429
11.4 超媒體 432
11.4.1 微博可視化 434
11.4.2 社交網路可視化 441
11.4.3 數字生活可視化 450
參考文獻 453
第12 章 複雜高維多元數據的可視化 456
12.1 高維多元數據 457
12.1.1 空間映射法 458
12.1.2 圖示法 467
12.1.3 基於像素圖的方法 469
12.2 非結構化與異構數據的可視化 472
12.2.1 非結構化數據 472
12.2.2 異構數據 474
12.3 大尺度數據的可視化 477
12.3.1 基於並行的大尺度數據高解析度可視化 477
12.3.2 大尺度數據的分而治之可視化與分析 480
12.4 數據不確定性的可視化 483
12.4.1 不確定性的基本定義 484
12.4.2 不確定性的來源 484
12.4.3 不確定性的可視化方法 485
參考文獻 498
用 戶 篇
第13 章 可視化中的互動 504
13.1 互動準則 505
13.1.1 互動延時 505
13.1.2 互動成本 507
13.1.3 互動場景變化 508
13.2 互動分類 509
13.2.1 按低階互動操作分類 509
13.2.2 按互動操作符與空間分類 510
13.2.3 按互動任務分類 510
13.3 互動技術 511
13.3.1 選擇 511
13.3.2 導航 512
13.3.3 重配 514
13.3.4 編碼 515
13.3.5 抽象/ 具象 515
13.3.6 過濾 516
13.3.7 關聯 519
13.3.8 概覽+ 細節 520
13.3.9 焦點+ 上下文 522
13.4 互動與硬體設備 532
13.4.1 互動環境 532
13.4.2 互動設備 534
參考文獻 537
第14 章 可視化評測 543
14.1 評測流程 544
14.2 影響評測效度的因素 545
14.2.1 參與用戶 545
14.2.2 測試任務 546
14.2.3 數據類型 547
14.2.4 評測指標 549
14.3 評測方法 550
14.4 評測實例分析 551
14.5 總結 558
參考文獻 558
第15 章 面向領域的數據可視化 560
15.1 高性能科學計算 560
15.1.1 高性能科學可視化的挑戰 561
15.1.2 重要信息的提取和顯示 564
15.1.3 原位可視化 566
15.1.4 未來挑戰 568
15.2 生命科學 569
15.2.1 臨床醫學影像 569
15.2.2 其他影像 574
15.2.3 電生理信號 576
15.2.4 OMICS 組學 580
15.3 其他科學與藝術 584
15.3.1 氣候學與氣象中的可視化 584
15.3.2 面向藝術的表意性可視化 587
15.4 網路與系統安全的可視化 591
15.4.1 基於可視變換的蟲洞攻擊可視化 591
15.4.2 可信計算的可視化 592
15.4.3 安全日誌數據的可視化 593
15.5 商業智慧型可視化 593
15.5.1 商業智慧型 593
15.5.2 商業智慧型中的數據可視化 594
15.5.3 未來趨勢 599
15.6 金融數據可視化 599
15.6.1 金融可視化圖表元素 599
15.6.2 金融數據可視分析 602
參考文獻 605
第16 章 可視化研究與開發資源 611
16.1 可視化軟體 611
16.1.1 醫學可視化軟體 611
16.1.2 科學可視化軟體 614
16.1.3 信息可視化軟體 617
16.1.4 可視分析軟體 622
16.2 可視化開發工具 623
16.2.1 應用程式開發工具 623
16.2.2 Web 套用開發工具626
16.3 數據分析和數據挖掘軟體與開發工具 627
16.4 可視化數據集資源 629
16.5 可視化信息資源 630
16.6 可視化研究機構 631
16.6.1 大陸可視化科研機構 631
16.6.2 海外可視化科研機構 632
