[发明专利]基于变形统计地图的多视图时空数据可视化方法与应用

摘要

本发明公布了一种基于变形地图的多视图时空数据可视化方法和应用，对具有地理与时间属性的时空数据，采用传统地图、统计地图、时间轴、统计图表中的饼图、柱状图、气泡图和南丁格尔玫瑰图结合形成的多视图多标签混合布局方法进行可视化，避免传统地图可视化方法的数据分布与空间利用不对称问题，以及多维数据展示的属性展示不全面问题；能够从多个角度帮助用户理解数据的各个方面；同时将经典可视化统计分析图表与地图时间轴等结合，使得数据展示具体生动。本发明可应用于微博、微信、人口统计、传染病分布、选举人分布等数据可视化领域，实现对具有空间分布的时间联系的数据进行可视化和可视分析。

主权项

1.一种基于变形统计地图的多视图时空农残数据可视化方法，对具有地理属性与时间属性的时空农残数据，采用传统地图、统计地图、时间轴、统计图表中的饼图、柱状图、气泡图和南丁格尔玫瑰图结合形成的多视图多标签混合布局的方法对农残数据进行时空可视化，包括如下步骤：A.绘制传统矢量地图，并针对数据的空间属性进行地图渲染；实现地图逐级缩放与自由拖拽；具体根据超标农药频次，利用色带深浅对地图上相应区域进行地图渲染；采用颜色深的区域代表农药超标频次高，颜色浅的区域代表农药超标频次低；B.针对地图中每块区域设置点击弹出会话框，会话框中绘制显示相应地理区域上的多个数据参数的饼图，通过鼠标悬停查看数据参数的具体数值；具体根据采样点的经纬度进行投影；为每个采样点设置弹出会话框，在所述弹出会话框中包括根据该采样点的信息绘制成的饼图，通过鼠标悬停查看数值；C.根据用户所选择的最感兴趣的统计属性根据扩散算法对地图进行变形，用区域形状代表某种属性的数据的大小，得到扭曲变形后的统计地图，变形后的统计地图同样是支持多级缩放与自由拖拽的矢量地图；扭曲扩散算法选用连续型统计地图的经典扩散算法，扭曲属性为农药残留超标频次；通过颜色深浅与面积大小代表所述超标农药频次的高低；通过变形统计地图减缓点的重叠情况，同时直观表示数据在地图上的分布情况；同时避免区域浪费，优化纵横比；D.绘制时间轴，表示数据点的时间属性，通过拖拽时间轴，地图上的点数量随之变化；通过时间轴展示地图整体信息或通过鼠标交互观测地图局部信息；同时在时间轴上方加入多种属性的统计量；通过绘制时间轴和柱状图，展示不同时间不同地域的农残时空数据；通过交互操作拖动时间轴改变柱状图显示和地图上相应的采样点；E.通过多行单轴气泡图表示数据某方面的某种属性值随时间的变化情况，展示不同数据参数；采用单轴代表时间，散点大小代表数据值大小，散点颜色代表数据不同属性；F.通过玫瑰图与地图交互，展示同一时间下不同地区的区域属性值的对比情况；玫瑰图的“玫瑰瓣”数量与属性数目相对应，“玫瑰瓣”的宽度随数量平均变化，半径代表数值大小；G.采用多视图多标签混合布局方式和多图联动方式提升可视化效果，混合布局分为多个部分多张图，通过单击布局中某个部分某个图上的不同区域，布局中另一个部分联动展示相应的数据属性值；由此实现时空数据的多视图多标签混合布局的可视化结果；通过交互操作动态查看农残时空数据的时空分布。