一种时序数据时序关系演变的可视化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数据的时序关系分析技术领域，具体为一种时序数据时序关系演变的 可视化方法。
【背景技术】
[0002] 时序数据广泛存在于科学研究与人们的日常生活中，其中常常包含了不同实体 间、与时间相关的某种联系，即时序关系。例如，商品购买数据中包含了不同商品间的共同 购买关系；论文发表记录中包含了不同机构间的合作关系；银行资金流转记录中包含了不 同账户间的借贷关系。同时，根据关系类别，可将时序关系分为单一类别关系与多种类别关 系。不同实体间的时序关系若均为同一类别，即为单一类别时序关系（如商品间的共同购 买关系只包含了商品购买时的相关关系）；若时序关系包含了不同的类别，则为多种类别 时序关系（如科研机构的合作关系中，包含了领导、平等协作、跟随S种类别的关系）。
[0003] 时序演变是指时序关系的出现、强度W及其他特征常随着时间的发展而不断变 化，其中蕴含了大量丰富的信息。分析时序关系演变往往能帮助发现存在关联的实体及各 实体的特性，揭示隐藏的实体间关系变化趋势，对于很多应用和分析需求都有很深远的意 义。因此，如何通过直观灵活的方式对时序关系演变进行识别、展示、探索，帮助用户理解并 从中提炼出有用的知识，成为人们亟待解决的问题。
[0004] 可视化技术是一种利用人眼的感知能力对数据进行交互的可视表达W增强认知 的技术。它将数据转化为可感知的图形、符号、颜色等，来增强数据识别效率，传递有效信 息。由于可视化技术的直观与高效，越来越广泛地被应用到科学研究与实际应用中。目前 对于时序关系演变可视化主要集中在时序关系可视化、时序事件演变可视化两个方面，较 少的工作关注于时序关系演变。在时序关系可视化中，主要通过在关联实体间建立"边"对 时序关系做展示，在呈现多种类别的关系时也常常借用到颜色、方向和标识等方式来丰富 和加强"边"的可视化表达。但该些方法传递出的时序关系信息有限，并且无法直观明确地 展示出时序关系的演变。在时序事件演变可视化的相关研究中，大部分方法都是基于时间 轴（timeline)和河流（river)的展示方式。该些方法的缺陷在于任意的一种方法提供的展 示和探索视角都有限，给用户造成了极大的认识负担去全面分析理解时序关系的演变。此 夕F，还有较少的工作关注时序关系演变，但该些工作多集中在特定的应用领域，如热口词汇 关系演变、故事中实体关系的演变等，无法提供一种具有通用性的可视化模型用于展示和 分析时序关系演变，也不能适用于更加广泛的应用背景和应用需求中。
【发明内容】
[0005] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够更加直观明确地展示出时序关系 的演变时序数据时序关系演变的可视化方法，技术方案如下：
[0006] -种时序数据时序关系演变的可视化方法，包括：
[0007] 1)原始时序数据集D表不为；
[000引 D= (T,E,N,C}
[0009] 其中，
[0010] T=咕，t,，...，tp}为原始数据中p个时间点的集合；
[00川E=柄，62,. . .，e。}为原始数据中m个实体的集合；
[001引N=的，也...，N。}为原始数据中对应于E中的每个实体在P个时间点上的数量 的集合，
[001引Ni={n…町，...，咕} (1《i《m)，其中叫（1《j《P)为实体e在时间点tj上 的数量；
[0014]C= (Con,Num}为原始数据中每个时间点上每对实体间时序关系的集合，其中 [00巧]Con= {Con。Con],. . . ,Con。},Num=阳皿。Num],. . . ,Nunim} (1《i《m)，Con;为与 实体e;存在时序关系的所有实体的集合，且Coni中元素的数量为0或1个（1《1《m-1)，当 Con冲元素个数为1时，Num1= {Num。，Nm%，...，Num。J为实体e;与集合Con冲的1个实 体在各时间点上的时序关系的强度数值的集合，Numji={numjii,nunijc，. . .，nuniju}，nunijiq 为实体e;在时间点tj上的与Coni中第q个实体的时序关系的强度数值，其中1《q《1 ;
[0016] 2)根据上述原始时序数据集绘制基础展示视图：
[0017] a)绘制时间概览视图；按时间顺序在横坐标上绘制与集合T中每个时间点一一对 应的等宽度（TW)的时间矩形，时间矩形的高TH与对应时间点上所有实体数量之和成正比， 任一时间点tj.对应的时间矩形的高THj.为：
[001引THj=k1(n"+n巧+. . . +nj'm);
[0019] b)绘制实体概览视图；在纵坐标上绘制与集合E中每个实体一一对应的等高度 巧H)的实体矩形，实体矩形的宽EW与对应实体在所有时间点上的数量之和成正比，任一实 体e;对应的实体矩形的宽EWi为；
[0020] EWi=k2 (riu+n2i+. . . +咕）；
[0021] c)绘制总体关系演变视图；在横坐标与纵坐标之间绘制实体圆和细节弧线，实体 圆的圆屯、位于时间矩形的纵向中轴与实体矩形的横向中轴的交叉点上，实体圆的半径ER 与对应时间点上对应实体的数量成正比，任一实体在任一时间点tJ上对应的实体圆的半 径ERw为：
[002引 ER"=k3n";
[0023] 细节弧线连接对应于同一时间点上的每对实体圆，细节弧线的宽度DAW与该对实 体圆对应的两个实体在该时间点上存在的时序关系的强度数值成正比，在任一时间点tj.上 连接任一实体e;对应的实体圆与其时序关系集合Coni中第q个实体对应的实体圆的细节 弧线的宽度DAW^。为；
[0024]DAW加=k與面化；
[00巧]其中，1^1、1^2、1^3、1^4为比例系数。
[0026] 进一步的，还包括绘制细节关系演变视图，用于展示某对实体间时序关系的细节 演变；先绘制代表时间点的横轴和代表百分比尺度（范围为0.0-1. 0)的纵轴，然后在横轴 和纵轴之间绘制代表该时序关系演变的色带；色带的绘制方法为；计算对应时间点上每对 时序关系的强度数值占该时间点上所有时序关系强度数值之和的百分比，并将上述百分比 按照从大到小排序，按照百分比数值和排序的位置得到感兴趣时序关系在纵轴中的排列位 置，按照该排列位置确定色带在对应时间点上的最高点和最低点；用直线顺次连接各时间 点上所有的最高点，再顺次连接各时间点上所有的最低点，形成色带。
[0027] 更进一步的，还包括：根据原始数据中时间点的个数P确定时间矩形的宽TW，根据 实体的个数m确定实体矩形的高EH;
【主权项】
1. 一种时序数据时序关系演变的可视化方法，其特征在于，包括： 1) 原始时序数据集D表示为： D = {T, E, N, C} 其中， T = It1, t2,...，tp}为原始数据中p个时间点的集合； E = R1, e2, . . .，em}为原始数据中m个实体的集合； N = (N1, N2, ...，NJ为原始数据中对应于E中的每个实体在p个时间点上的数量的集 合， Ni= {n n2i,. . .，npi} (1彡i彡m)，其中Iiji (1彡j彡p)为实体时间点t』上的数 量； C= {Con, Num}为