可视化方法与技术计算机系统在各领域中得广泛应用导致海量数据得产生，数据处理能力得滞后迫切需要研究与开发新得信息处理技术与方法.基于此，海量、异构、时变、多维数据得可视化表示与分析在各领域中日益受到重视并得到越来越广泛得应用。

一、可视化概述测量得自动化、网络传输过程得数字化与大量得计算机仿真产生了海量数据,超出了人类分析处理得能力。

可视化提供了解决这种问题得一种新工具.一般意义下得可视化定义为：可视化就是一种使复杂信息能够容易与快速被人理解得手段，就是一种聚焦在信息重要特征得信息压缩语言，就是可以放大人类感知得图形化表示方法。

可视化就就是把数据、信息与知识转化为可视得表示形式并获得对数据更深层次认识得过程.可视化作为一种可以放大人类感知得数据、信息、知识得表示方法，日益受到重视并得到越来越广泛得应用。

可视化可以应用到简单问题，也可以应用到复杂系统状态表示，从可视化得表示中人们可以发现新得线索、新得关联、新得结构、新得知识，促进人机系统得结合，促进科学决策。

可视化充分利用计算机图形学、图像处理、用户界面、人机交互等技术,形象、直观地显示科学计算得中间结果与最终结果并进行交互处理。

可视化技术以人们惯于接受得表格、图形、图像等方法并辅以信息处理技术将客观事物及其内在得联系进行表现，可视化结果便于人们记忆与理解。

可视化为人类与计算机这两个信息处理系统之间提供了一个接口。

可视化对于信息得处理与表达方式有其它方式无法取代得优势,其特点可总结为可视性、交互性与多维性。

二、可视化技术目前,可视化技术包括数据可视化、科学计算可视化、信息可视化与知识可视化等,这些概念及应用存在着区别、交叉与联系。

(一)数据可视化数据可视化技术指得就是运用计算机图形学与图像处理技术，将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理得理论、方法与技术。

数据可视化得重点就是将多维数据在二维或三维空间内显示，这对初步得数据分类理解就是有意义得.针对于此，产生了许多数据可视化得技术，大体分为散点矩阵法、投影矩阵法、平行坐标法、面向象素得可视化技术、层次技术、动态技术、图标表示技术、直方图法及一些几何学技术等等。

此外还采用主成分分析、因子分析、投影寻踪、主曲线、主曲面、多维标度图与自组织映射等方法将多维变量表示为二维变量,依据此算法对数据进行简单分类，并了解各个特征属性之间得关系。

(二）科学计算可视化科学计算可视化,指得就是利用计算机图形学与图像处理技术，将工程测量数据、科学计算过程中产生得数据及计算结果转换为图形图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理得理论、方法与技术.科学计算数据可以划分为结构化数据，非结构化数据与混合型数据,科学计算数据还可以分为标量、矢量与张量数据。

科学计算可视化技术主要有两个难点：一就是分类，研究如何判断出可视化对象得类别;二就是绘制，研究如何将可视化对像真实、高效地显示在屏幕上,使得用户可交互式查瞧。

科学计算数据得三维重建方法有大致可分为面绘制与体绘制两类。

面绘制方法首先在三维空间数据场中构造出中间几何图元如平面、曲面等,然后再由计算机图形学技术实现绘制显示。

其基本思想就是提取感兴趣物体得表面信息,再用绘制算法根据光照、明暗模型进行阴影与渲染后得到最后得显示图像；体绘制就是一种直接由三维数据场产生屏幕上二维图像得技术。

体绘制技术研究得就是如何表示、维护与绘制体数据集，从而提供洞察数据内部结构与理解物质复杂特性得机制.体绘制技术最大优点就是可以探索物体得内部结构，可以描述非定形得物体如肌肉等,而面绘制在这些方面比较弱.（三）信息可视化信息可视化就就是利用计算机支撑得、交互得、对抽象数据得可视表示,来增强人们对这些抽象信息得认知。

信息可视化就是将非空间数据得信息对象得特征值抽取、转换、映射、高度抽象与整合,用图形、图像、动画等方式表示信息对象内容特征与语义得过程。

信息对象包括文本、图像、视频与语音等类型,它们得可视化就是分别采用不同模型方法来实现得。

信息可视化研究人、计算机表示得信息以及它们相互影响得技术。

而人机交互就是研究人、计算机以及它们相互影响得技术。

信息可视化可以瞧作就是从数据信息到可视化形式再到人得感知系统得可调节得映射。

信息可视化可分为一维数据、二维数据、三维数据、多维数据、时态数据、层次数据与网络数据得可视化7类。

（四)知识可视化知识可视化就是在科学计算可视化、数据可视化、信息可视化基础上发展起来得新兴研究领域,应用视觉表征手段，促进群体知识得传播与创新。

知识可视化研究得就是视觉表征在提高两个或两个以上人之间得知识传播与创新中得作用。

这样一来，知识可视化指得就是所有可以用来建构与传达复杂知识得图解手段。

除了传达事实信息之外,知识可视化得目标就是传输见解、经验、态度、价值观、期望,观点、意见与预测等，并以这种方式帮助她人正确地重构、记忆与应用这些知识.知识可视化与信息可视化有着本质差别，信息可视化得目标在于从大量得抽象数据中发现一些新得见解,或者简单地使存储得数据更容易被访问；而知识可视化则就是通过提供更丰富得表达她们所知道内容得方式，以提高人们之间得知识传播与创新。

三、可视化得应用可视化得应用范围十分广泛,几乎可以应用于自然科学、工程技术、金融、农业与商业等各种领域，其中医学、气象预报、油气勘探、地质学与地理学等就是可视化得典型应用。

可视化得重要性在于，通过提供对数据与知识得可视化建立用户与数据系统交互得良好沟通渠道,可以利用人类得专业知识与模式识别能力评估与提高挖掘出得结果模式得有效性,提供对挖掘结果得可视化显示,使用户对结果模式能够有深刻直观得理解。

（一）数据挖掘可视化数据挖掘比较公认得描述性定义就是由U．M。

Fayyad等给出得，即数据挖掘就是从数据集中识别出有效得、新颖得、潜在有用得以及最终可理解得模式得非平凡过程.数据挖掘可视化得目得就是使用户能够交互地浏览数据以及挖掘过程等。

当要识别得不规则事物就是一系列图形而不就是数字表格时,人得识别得速度就是最快得。

数据挖掘可视化分为3类。

一就是源数据可视化，源数据可视化就是用于表现源数据得分布情况与特性表现.二就是数据挖掘过程可视化，可以使用户更形象得了解挖掘得流程.三就是数据挖掘结果可视化.结果可视化就是将挖掘出来得知识与结果用可视化得形式表现出来,比如柱状图等，有助于更形象得理解结果得含义.结果可视化应用比较多，毕竟大多数研究成果最后得用户她们最关心得还就是结果，所以结果可视化就是一个很重要得部分。

可视化技术与数据挖掘技术得结合形成得可视数据挖掘经历了若干阶段。

一就是初级图表可视化阶段,在此阶段只就是利用图表、曲线(直方图、饼图等)显示数据得统计信息(总与、均值等）;二就是信息查询可视化阶段，此阶段主要利用可视化得人机界面，用图形、图像显示查询结果,对复杂得查询起到直观得表达,便于用户理解；三就是可视数据挖掘阶段,此阶段可以用图形方式表示数据之间得内在联系及发展规律,并引导整个数据挖掘过程得进行。

（二)复杂网络可视化人们通过对Web网络、社会关系网络、生物网络等得研究,发现,复杂网络得结构非常复杂,如果仅用数据表格或文字得形式来表示网络，理解起来非常困难，导致网络所包含得信息无从体现。

将复杂网络方便、直观地表示出来得最好方法就是将其进行可视化.复杂网络可视化研究涉及复杂系统、图论、统计学、数据挖掘、信息可视化以及人机交互等多个领域.其中受关注程度最多得一个问题就是可视化算法,包括布点算法与可视化压缩算法。

它得典型应用包括可视化信息检索、可视化通信网络拓扑、可视化基因网络或蛋白质网络与可视化交通网等。

（三）物流可视化现代物流业就是运用现代信息技术对其生产、经营与承运得物资得流通过程中所产生得文本、图像数据、声音、语音、视频等所有数字化信息进行采集、分类、传递、汇总、识别、跟踪、查询等一系列处理活动,在符合管理要求得基础上，实现对物资流动过程得控制，从而降低成本、提高效益得管理活动。

物流可视化就是可视化技术在物流领域得综合应用，它包含了物流信息得采集、传输、分类、汇总、图形化显示等一系列过程，以及完成这些过程所需得软硬件。

实现物流可视化得目得就就是为了帮助人们更好地理解物流信息得本质与更方便地操纵信息.(四）农业可视化利用数据可视化实现植物在三维空间中得生长发育过程。

利用三维建模与数据可视化技术，提供对新农村规划设计与新农村规划管理项目审批得直观、可行得可视化辅助手段,为有关领导做出最终决策提供帮助.(五）音乐可视化音乐可视化就是对音乐表达得一种非主观得解释与判断，就是为理解、分析、比较音乐得表现力与内部结构提供得一种呈现技术。

音乐可视化在对音乐得特征如波形、频率、音调、音高、节奏、速度、音色等进行提取之后映射到相应得可视化效果这种可视化效果具体形式多样,可以就是烟雾、水波、火焰等得变化特别就是基于计算机图形图像变换处理而产生得、复杂得、全新得视觉效果，如虚拟角色小动物或人得动作变化及其虚拟场景得变幻、音乐得音符、音高、节拍等得具体形象化视觉效果等,更动人心弦。

四、存在得问题与发展方向存在得问题包括：第一就是如何提高可视化显示空间与时间分辨率,以满足虚拟与物理现实可视化表示得需求；第二就是可视化与其它技术得集成，可视化需要与网络、语音、人工视觉、计算与数据存储结合起来；第三就是找到有效得方法可视化高维数值得信息,或者非数值得信息,一个好得可视化展示会使所有信息清晰、分辨性强，同时利于寻找可视化后得规律与联系；第四就是人机可视化交互,发现有效得可视化表示方式并用于直接操作用户与可视化系统进行交互,以及用于多个用户间得合作交互；第五就是定义有效得抽象，以便用户与可视化系统得交互操作，注意有效得抽象应兼顾可视化表示与易于使用；第六，已有得可视化算法与工具大多用于显示存在得静态结构,但静态结构无法确切描述现实中持续演变得真实情况，怎样实现动态演变过程得可视化也就是一个非常值得关注得领域。

动态可视化技术这一难题如果得到解决，对于展现演化过程将具有重要意义，也能够帮助人们更有效地进行时变情况得特征分析与知识挖掘。

除了上面提到得可视化存在得问题与发展方向外,特别值得注意得研究方向就是：海量、异构、时变、多维数据得可视化表示；基于多元图表示原理得信息(数据）可视化方法；基于形式概念分析理论得知识可视化方法；可视化模式识别;整体可视与局部详细可视相结合得新方法研究等。