羅敏剛

摘 要

可視化隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨日漸重要，傳統(tǒng)可視化技術(shù)在應對大規(guī)模數(shù)據(jù)有響應時間過長、缺少靈活性等弊端，而現(xiàn)如今，這項技術(shù)已發(fā)展到一定程度，很多互聯(lián)網(wǎng)公司都推出了各自的產(chǎn)品，種類繁多，能滿足目前大多數(shù)需求。針對目前幾款比較熱門和使用普遍的技術(shù)和工具，從他們的功能特點展開分析。

關(guān)鍵詞

大數(shù)據(jù);可視化;技術(shù);工具

中圖分類號： TP311.13 ? ? ?? ?文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.062

0 引言

現(xiàn)代社會，人類早已和數(shù)據(jù)密不可分，海量數(shù)據(jù)的組成真實地反映了現(xiàn)實世界的復雜事物，但人腦無法直接把龐大的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效的信息，數(shù)據(jù)可視化這項技術(shù)有助于我們更好的管理和理解這些數(shù)據(jù)，以及發(fā)現(xiàn)復雜數(shù)據(jù)更深層次的聯(lián)系。21世紀初Jim Thomas教授提出可視化是大數(shù)據(jù)挖掘與分析中一項必不可少的技術(shù)，發(fā)展至今從入門級的Excel到專業(yè)級的商業(yè)產(chǎn)品，這項技術(shù)已經(jīng)較為成熟，它的應用無論在金融、銷售、物流、電力、交通、傳媒，還是醫(yī)學、地理等科學都發(fā)揮著重要的作用，幫助各領(lǐng)域人員發(fā)現(xiàn)問題，診斷問題，解決問題。

數(shù)據(jù)可視分析是大數(shù)據(jù)分析不可或缺的重要手段與工具，將人腦智能與機器智能相結(jié)合，將“只可意會，不可言傳”的人類知識和個性化經(jīng)驗可視的融入整個數(shù)據(jù)分析和推理決策過程中，使得數(shù)據(jù)的復雜度逐步降低到人腦和機器智能可處理的范圍。[1]

1 大數(shù)據(jù)可視化基本概念

在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)的價值將得到最大程度的釋放，微小的數(shù)據(jù)也有可能產(chǎn)生超乎想象的價值。大數(shù)據(jù)的特點包括：Volume（數(shù)據(jù)量大），數(shù)據(jù)從GB到TB、PB乃至EB級別，采集、存儲和計算的量大;Variety（類型繁多），廣泛的數(shù)據(jù)來源，決定了大數(shù)據(jù)形式多樣性;Velocity（速度快失效高），數(shù)據(jù)增長速度快，處理速度快，時效性高;Value（價值密度低），所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中，有價值的數(shù)據(jù)所占比例很小，數(shù)據(jù)價值密度較低;Online（數(shù)據(jù)在線），數(shù)據(jù)一直在線，隨時能調(diào)用和計算，這是大數(shù)據(jù)區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)最大的特征。

數(shù)據(jù)可視化是一種通過將數(shù)據(jù)編碼為可視對象如點、線、顏色、位置關(guān)系、動態(tài)效果等，并將對象組成圖形來傳遞數(shù)據(jù)信息的技術(shù)。其目的是以清晰且高效的方式將信息傳遞給用戶，是利用人眼的感知能力對數(shù)據(jù)進行交互的可視化表達以增強數(shù)據(jù)認知的技術(shù)。[2]

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)包含以下幾個基本概念：

數(shù)據(jù)空間：是由n維屬性和m個元素組成的數(shù)據(jù)集所構(gòu)成的多維信息空間;

數(shù)據(jù)開發(fā)：是指利用一定的算法和工具對數(shù)據(jù)進行定量的推演和計算;

數(shù)據(jù)分析：指對多維數(shù)據(jù)進行切片、塊、旋轉(zhuǎn)等動作剖析數(shù)據(jù)，從而能多角度多側(cè)面觀察數(shù)據(jù);

數(shù)據(jù)可視化：是指將大型數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)以圖形圖像形式表示，并利用數(shù)據(jù)分析和開發(fā)工具發(fā)現(xiàn)其中未知信息的處理過程。[3]

2 大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)有哪些

前端界面中幾種常見的大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，例如Highchar ts、Echarts、Charts、D3，使用JavaScript結(jié)合HTML5中的Can vas和SVG實現(xiàn)，能在pc和移動設(shè)備上運行且支持大多數(shù)主流瀏覽器，兼容性很好。

2.1 Highcharts

開源但不完全免費的軟件，非商業(yè)用途可免費使用，商業(yè)用途需授權(quán)，支付相關(guān)費用獲得技術(shù)支持、圖表定制服務以及VIP專屬服務。

Highcharts主要優(yōu)勢在于：

1）兼容性高，可以在所有的移動設(shè)備及電腦上的瀏覽器（IE6以上）中使用。

2）配置語法簡單，所有配置都是JSON對象，易于讀寫和解析。

3）支持用戶一鍵導出以及直接打印圖表。

4）支持多坐標軸，同時對比多個數(shù)據(jù)。

2.2 Echarts

開源的、免費的可視化庫，功能豐富，涵蓋各行業(yè)圖標，可根據(jù)需求高度個性化定制。

ECharts全新4.0版本新特點：千萬級數(shù)據(jù)可視化渲染能力、SVG + Canvas 雙引擎動力更佳、數(shù)據(jù)樣式分離及扁平配置讓開發(fā)更便捷、首創(chuàng)無障礙訪問支持、適配微信小程序和ppt。

2.3 Chart

由社區(qū)共同維護的開源項目，8種可視化展現(xiàn)形式，每種方式都具有動態(tài)效果并且可定制，支持所IE9以上瀏覽器。

Chart.js2.0版本的新增特點包括：

1）可以混合不同圖表，以便在數(shù)據(jù)集之間提供清晰的視覺區(qū)分。

2）新增圖表軸類型，輕松繪制各種復雜的圖形。

3）改變數(shù)據(jù)、更新顏色和添加數(shù)據(jù)時，均有開箱即用動畫效果。

2.4 D3

動態(tài)的、交互式的、開源的在線數(shù)據(jù)可視化框架，無須任何插件就能運行，可以與現(xiàn)有的Web技術(shù)無縫協(xié)作，可以操作文檔對象模型的任何部分。

D3.js的主要特點包括：

1）非常靈活簡便，易于使用。

2）支持大量數(shù)據(jù)。

3）聲明式編程以及代碼的可重用性，簡化了編寫難度，提高了效率。

除了以上的前端技術(shù)，還有基于Java開發(fā)的圖形技術(shù)，有更高的靈活多變性。

2.5 Processing

Processing是基于Java開發(fā)的圖形技術(shù)，一門開源編程語言，也是一個開發(fā)環(huán)境，同時支持Linux、Windows以及Mac OSX三大平臺，并且支持將圖像導出成各種格式。

Processing編程語言類似于java和C，有編程基礎(chǔ)用戶上手容易，語法簡單，大幅度降低學習門檻，使非程序員學習也不困難。目前為止，Processing已經(jīng)十分成熟，不僅支持Android應用的開發(fā)，也對web方面提供了單獨的開發(fā)工具。

Processing對于生成和編輯圖像的功能十分強大，包括矢量圖與光柵圖繪制、圖像處理、色彩模式、鼠標和鍵盤時間、網(wǎng)絡通信、以及面向?qū)ο笫骄幊蹋曇暨€有三維文件的處理等，幾乎可以繪制任何想要的圖像。

3 大數(shù)據(jù)可視化工具分析

目前國內(nèi)外數(shù)據(jù)可視化市場上已有不少成熟產(chǎn)品，廠商主要來自這幾類：一類是提供商業(yè)可視化產(chǎn)品的軟件服務商，國內(nèi)有帆軟、永洪科技、東軟、四方偉業(yè)、SMARTBI等，國外有SAP BO、IBMCognos、Oracle BIEE、Microsoft BI等傳統(tǒng)商業(yè)智能軟件服務商。第二類是新興可視化產(chǎn)品提供商，國內(nèi)有恒泰實達、數(shù)字冰雹、海致BDP等，國外有Tableau、Qlik、Micros trategy等。第三類是互聯(lián)網(wǎng)巨頭公司，如網(wǎng)易有數(shù)、百度圖說、阿里云數(shù)加，其大數(shù)據(jù)平臺可視化基本是自己設(shè)計開發(fā)，同時售賣各種數(shù)據(jù)產(chǎn)品。第四類是互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)服務商，如百分點、海云數(shù)據(jù)、神策數(shù)據(jù)、友盟等。[4]每款產(chǎn)品有其自身特點和應用場景，以下介紹幾款有代表性的產(chǎn)品。

3.1 DataV

DataV是阿里云的一款數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品，用來分析并展示龐大復雜的數(shù)據(jù)，分為基礎(chǔ)、企業(yè)和專業(yè)版，可滿足多種業(yè)務的展示需求。功能特點：

1）提供多種模板。DataV提供指揮中心、地理分析、實時監(jiān)控、匯報展示等多種場景模版。

2）多種數(shù)據(jù)類型。AnalyticDB、RDS MySQL、兼容MySQL數(shù)據(jù)庫、CSV文件、DataV數(shù)據(jù)代理服務、API、靜態(tài)JSON。

3）圖形化界面。無須編程能力，拖拽使用，簡單方便。

4）多分辨率適配。DataV特別針對拼接大屏端的展示做了分辨率優(yōu)化，能夠適配非常規(guī)的拼接分辨率。

企業(yè)版相比基礎(chǔ)版，增加功能包括：

1）支持大屏加密發(fā)布。

2）支持更多數(shù)據(jù)源類型。

3）支持的項目數(shù)量增多。

4）支持本地部署。

5）支持自定義組件。

3.2 RayData

RayData是騰訊云大數(shù)據(jù)實時可視化交互系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時圖形可視化并實時交互，使用戶對數(shù)據(jù)的管理更加方便，應用場景豐富。產(chǎn)品處于內(nèi)測階段，可通過申請來獲得使用資格。功能特點：

1）超高分辨率。采用獨特的超高分辨率運算引擎，使圖像不被壓縮，結(jié)合其不同于傳統(tǒng)可視化界面的表現(xiàn)形式，最終呈現(xiàn)具有視覺沖擊和豐富細節(jié)的結(jié)果。

2）內(nèi)容模塊個性化。靈活的程序架構(gòu)，模塊化管理，方便個性化新增業(yè)務，滿足各種需求。

3）端到端軟硬一體機。RayData提供端到端產(chǎn)品方案，包括從軟件到大屏以及后端渲染服務器，只需用戶提供數(shù)據(jù)源，無須二次開發(fā)。

4）實時交互。根據(jù)接入的數(shù)據(jù)實時變化，且為雙向互動，提高用戶的參與度。此外，用戶利用移動端能遠程對大屏進行控制，控制模塊根據(jù)需求自由定制。

3.3 Tableau

Tableau是一款國外商業(yè)智能軟件，對于數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)可視化都有很強大的功能，也是數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品市場的主導者之一。分為個人版和組織團隊版，付費產(chǎn)品，有免費試用。

功能特點：

1）快速分析。在數(shù)分鐘內(nèi)完成數(shù)據(jù)連接和可視化。Tableau 比現(xiàn)有其他解決方案快10到100倍。

2）簡單易用。直觀明了拖放產(chǎn)品分析數(shù)據(jù)，無須編程即可深入分析。無論是電子表格、數(shù)據(jù)庫還是Hadoop 和云服務，任何數(shù)據(jù)都可以輕松探索。

3）智能儀表板。集合多個數(shù)據(jù)視圖，進行更豐富的深入分析。

4）自動更新。通過實時連接獲取最新數(shù)據(jù)，或者根據(jù)制定的日程表獲取自動更新。

5）瞬時共享。只需數(shù)次點擊，即可發(fā)布儀表板，在網(wǎng)絡和移動設(shè)備上實現(xiàn)實時共享。[5]

3.4 Sugar

Sugar是百度旗下的一款數(shù)據(jù)可視化產(chǎn)品，提供報表及數(shù)據(jù)大屏可視化服務，圖表組件豐富，拖拽式編輯，支持下鉆、聯(lián)動等交互式數(shù)據(jù)分析。付費產(chǎn)品，30天全功能免費試用。功能特點：

1）支持頁面自適應，適配各種界面。

2）支持公開與加密發(fā)布，可以復制URL供他人瀏覽，也可以嵌入第三方系統(tǒng)。

3）同時支持云端和私有部署。

4）提供權(quán)限管理，用戶授予不同權(quán)限，實行數(shù)據(jù)隔離，保證數(shù)據(jù)的安全性。

5）對數(shù)據(jù)有過濾篩選功能，支持對圖表和大屏無限層級的深度挖掘以及圖表聯(lián)動分析。

4 總結(jié)

在大數(shù)據(jù)時代，可視化技術(shù)占據(jù)著不可替代的一部分，應用于各個行業(yè)領(lǐng)域，商用和免費的產(chǎn)品繁多，不管有沒有編程經(jīng)驗的用戶都能找到自己適用的工具。目前來看，可視化技術(shù)已取得了一定的成果，但隨著時代發(fā)展，數(shù)據(jù)的規(guī)模和復雜度也會不斷增加，這項技術(shù)面臨的問題和挑戰(zhàn)也會不斷增加，相信未來的可視化工具功能會更加強大全面。

參考文獻

[1]崔迪，郭小燕，陳為.大數(shù)據(jù)可視化的挑戰(zhàn)與最新進展[J].計算機應用.2017- 07-10.

[2]黃璽磊.大數(shù)據(jù)的最后一公里——數(shù)據(jù)可視化技術(shù)[J].中國金融電腦，2017- 02-07.

[3]劉勘，周曉崢，周洞汝.基于平行坐標法的可視數(shù)據(jù)挖掘[J].計算機研究與發(fā)展，2003-02-11.

[4]中國大數(shù)據(jù)可視化市場份額排名出爐，中國軟件網(wǎng).