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数据的可视化处理方法及装置

阅读:1030发布:2020-06-01

专利汇可以提供数据的可视化处理方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 提供一种基于阿基米德螺线构建的螺旋形二维 坐标系 ,所述螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极 角 构建的螺旋形横轴,以及基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴;其中,所述螺旋形二维坐标系预设了对应于所述螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于所述纵轴的臂长范围区间,基于所述螺旋形二维坐标系对二维数据进行 可视化 呈现,可以直观的呈现二维数据的周期性规律。,下面是数据的可视化处理方法及装置专利的具体信息内容。

1.一种数据的可视化处理方法,其特征在于,应用于数据处理客户端,所述数据处理客户端包括基于阿基米德螺线构建的螺旋形二维坐标系,所述螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极构建的螺旋形横轴,以及基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴;其中,所述螺旋形二维坐标系预设了对应于所述螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于所述纵轴的臂长范围区间;所述方法包括:
从预设的二维数据集合中依次读取目标二维数据;其中,所述二维数据集合中的二维数据存在预设的数据变化周期;
将所述目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间,得到对应的映射极角值;以及,将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,得到对应的映射臂长;
将所述映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将所述映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值,并基于转换后的横轴坐标值以及纵轴坐标值将所述目标二维数据在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述螺旋形二维坐标系的每一圈螺线中呈现的所述目标二维数据的数量,与对应于所述数据变化周期的二维数据的数量相同;或者,所述螺旋形二维坐标系的每一圈螺线中呈现的所述目标二维数据的数量,为对应于所述数据变化周期的二维数据的数量的整数倍。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)归一化至[0,1]区间;
X[0,1]=(x-xMin)/(xMax-xMin)
Y[0,1]=(y-yMin)/(yMax-yMin)
其中,所述二维数据集合中的二维数据的X轴坐标的取值范围为[xMin,xMax];Y轴坐标的取值范围为[yMin,yMax];X[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的X轴坐标;
Y[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的Y轴坐标。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间,包括:
通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)的X轴坐标值映射至所述极角范围区间:
θ=θStart+X[0,1](θEnd-θStart)
其中,所述极角范围区间为[θStart,θEnd];θ表示将X[0,1]映射至所述极角范围区间[θStart,θEnd],得到的映射极角值;
所述将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,包括:
通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)的Y轴坐标值映射至所述臂长范围区间:
radius=y[0,1]d
其中,所述臂长范围区间为[0,d];radius表示将Y[0,1]映射至所述臂长范围区间[0,d],得到的映射臂长值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述将所述映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将所述映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值,包括:
获取所述预设画布的中心点对应于所述屏幕坐标系的坐标(xCenter,yCenter);
基于预设的螺线系数a,所述映射极角值θ,以及阿基米德螺线的极坐标方程计算对应于所述映射极角值θ的极轴长度r;
基于所述映射极角值θ,所述极轴长度r,以及所述映射臂长值radius,将所述目标二维数据对应于所述螺旋形二维坐标的坐标值(θ,radius)转换为对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius);
基于所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及极坐标系与所述屏幕坐标系之间的转换关系,将所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)转换为对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′)。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述基于所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及极坐标系与所述屏幕坐标系之间的转换关系,将所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)转换为对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′),包括:
将所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)作为参数变量,基于如下公式计算所述目标二维数据对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′):
X′=xCenter+cos(θ)(r+radius);
Y′=yCenter+sin(θ)(r+radius)。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述目标二维数据在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现,包括:
将所述目标二维据以点状图数、线状图、柱状图以及区域图中的任一形式在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二维数据集合为时间序列数据集合;
所述螺旋形横轴为螺旋形时间轴。
9.一种数据的可视化处理装置,其特征在于,应用于数据处理客户端,所述数据处理客户端包括基于阿基米德螺线构建的螺旋形二维坐标系,所述螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形横轴,以及基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴;其中,所述螺旋形二维坐标系预设了对应于所述螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于所述纵轴的臂长范围区间;所述装置包括:
读取模,从预设的二维数据集合中依次读取目标二维数据;其中,所述二维数据集合中的二维数据存在预设的数据变化周期;
映射模块,将所述目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间,得到对应的映射极角值;以及,将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,得到对应的映射臂长;
转换模块,将所述映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将所述映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值;
呈现模块,基于转换后的横轴坐标值以及纵轴坐标值将所述目标二维数据在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述螺旋形二维坐标系的每一圈螺线中呈现的所述目标二维数据的数量,与对应于所述数据变化周期的二维数据的数量相同;或者,所述螺旋形二维坐标系的每一圈螺线中呈现的所述目标二维数据的数量,为对应于所述数据变化周期的二维数据的数量的整数倍。
11.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述映射模块:
通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)归一化至[0,1]区间;
X[0,1]=(x-xMin)/(xMax-xMin)
Y[0,1]=(y-yMin)/(yMax-yMin)
其中,所述二维数据集合中的二维数据的X轴坐标的取值范围为[xMin,xMax];Y轴坐标的取值范围为[yMin,yMax];X[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的X轴坐标;
Y[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的Y轴坐标。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述映射模块进一步:
通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)的X轴坐标值映射至所述极角范围区间:
θ=θStart+X[0,1](θEnd-θStart)
其中,所述极角范围区间为[θStart,θEnd];θ表示将X[0,1]映射至所述极角范围区间[θStart,θEnd],得到的映射极角值;
所述将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,包括:
通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)的Y轴坐标值映射至所述臂长范围区间:
radius=y[0,1]d
其中,所述臂长范围区间为[0,d];radius表示将Y[0,1]映射至所述臂长范围区间[0,d],得到的映射臂长值。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述转换模块:
获取所述预设画布的中心点对应于所述屏幕坐标系的坐标(xCenter,yCenter);
基于预设的螺线系数a,所述映射极角值θ,以及阿基米德螺线的极坐标方程计算对应于所述映射极角值θ的极轴长度r;
基于所述映射极角值θ,所述极轴长度r,以及所述映射臂长值radius,将所述目标二维数据对应于所述螺旋形二维坐标的坐标值(θ,radius)转换为对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius);
基于所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及极坐标系与所述屏幕坐标系之间的转换关系,将所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)转换为对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′)。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述转换模块进一步:
将所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)作为参数变量,基于如下公式计算所述目标二维数据对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′):
X′=xCenter+cos(θ)(r+radius);
Y′=yCenter+sin(θ)(r+radius)。
15.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述呈现模块:
将所述目标二维据以点状图数、线状图、柱状图以及区域图中的任一形式在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
16.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述二维数据集合为时间序列数据集合;
所述螺旋形横轴为螺旋形时间轴。

说明书全文

数据的可视化处理方法及装置

技术领域

[0001] 本申请涉及计算机应用领域,尤其涉及一种数据的可视化处理方法及系统。

背景技术

[0002] 数据可视化,是指按照特定的呈现方式,对数据进行可视化呈现,从而能够直观的洞察数据的内涵、理解数据蕴藏的规律的基本方法。然而,在相关技术中,在针对存在一定的数据变化周期的周期性数据进行可视化呈现时,通常会存在一定的不足;因此,如何针对周期性数据进行更好的可视化呈现,深入挖掘周期性数据中蕴藏的数据规律,将具有十分重要的意义。发明内容
[0003] 本申请提出一种数据的可视化处理方法,应用于数据处理客户端,所述数据处理客户端包括基于阿基米德螺线构建的螺旋形二维坐标系,所述螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极构建的螺旋形横轴,以及基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴;其中,所述螺旋形二维坐标系预设了对应于所述螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于所述纵轴的臂长范围区间;所述方法包括:
[0004] 从预设的二维数据集合中依次读取目标二维数据;其中,所述二维数据集合中的二维数据存在预设的数据变化周期;
[0005] 将所述目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间,得到对应的映射极角值;以及,将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,得到对应的映射臂长;
[0006] 将所述映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将所述映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值,并基于转换后的横轴坐标值以及纵轴坐标值将所述目标二维数据在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
[0007] 本申请还提出一种数据的可视化处理方法,应用于数据处理客户端,所述数据处理客户端包括基于阿基米德螺线构建的螺旋形二维坐标系,所述螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形横轴,以及基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴;其中,所述螺旋形二维坐标系预设了对应于所述螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于所述纵轴的臂长范围区间;所述装置包括:
[0008] 读取模,从预设的二维数据集合中依次读取目标二维数据;其中,所述二维数据集合中的二维数据存在预设的数据变化周期;
[0009] 读取模块,从预设的二维数据集合中依次读取目标二维数据;其中,所述二维数据集合中的二维数据存在预设的数据变化周期;
[0010] 映射模块,将所述目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间,得到对应的映射极角值;以及,将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,得到对应的映射臂长;
[0011] 转换模块,将所述映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将所述映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值;
[0012] 呈现模块,基于转换后的横轴坐标值以及纵轴坐标值将所述目标二维数据在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
[0013] 本申请中,提出了一种用于对具有数据变化周期的二维数据进行可视化渲染的螺旋形二维坐标系,该螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形横轴,基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴,并且该螺旋形二维坐标系分别预设了对应于螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于纵轴的臂长范围区间;当客户端在针对预设的二维数据集合中存在数据变化周期的二维数据进行可视化呈现时,通过从该二维数据集合中依次读取目标二维数据,并将该目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间得到对应的映射极角值,将该目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间得到对应的映射臂长,然后将该映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将该映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值,在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现,从而用户通过控制该螺旋形二维坐标系的螺线圈数,来为该螺旋形二维坐标系设置合理的数据排列周期,就可以直观的呈现二维数据的周期性规律。附图说明
[0014] 图1是本申请一实施例示出的相关技术中基于笛卡尔坐标系以及极坐标系对二维数据进行可视化处理的示意图;
[0015] 图2是本申请一实施例示出的一种数据的可视化处理方法的处理流程图
[0016] 图3是本申请一实施例示出的一种基于阿基米德螺线的螺旋形二维坐标系的示意图;
[0017] 图4是本申请一实施例示出的一种基于螺旋形二维坐标系以点状图的形式对二维数据进行可视化展示的示意图;
[0018] 图5是本申请一实施例示出的一种基于螺旋形二维坐标系以线状图的形式对二维数据进行可视化展示的示意图;
[0019] 图6是本申请一实施例示出的一种基于螺旋形二维坐标系以柱状图的形式对二维数据进行可视化展示的示意图;
[0020] 图7是本申请一实施例示出的一种基于螺旋形二维坐标系以区域图的形式对二维数据进行可视化展示的示意图;
[0021] 图8是本申请一实施例示出的一种数据的可视化处理装置的逻辑框图
[0022] 图9是本申请一实施例提供的承载所述一种数据的可视化处理系统的数据处理客户端所涉及的硬件结构图。

具体实施方式

[0023] 在相关技术中,在针对具有数据变化周期的二维数据进行可视化呈现时,通常是基于笛卡尔坐标系(即直角坐标系),或者极坐标系来完成。
[0024] 笛卡尔坐标系,善于表现二维数据的线性变化,但是难以表达数据的周期性规律;而极坐标系,通过二维数据在平面中的极轴和极角,将二维数据分布在一个圆周内,虽然与笛卡尔坐标系相比,能够更加直观的体现数据的分布规律,但将所有数据分布在一个圆周内,仍然很难体现出数据的周期性规律;
[0025] 例如,以对时间序列数据进行可视化呈现为例,请参见图1,图1源自Wolfgang Aigner在IEEE上发表的论文Visual methods for analyzing time-oriented data,该论文研究了更好的表达周期性数据规律的数据可视化方案。图1中,使用了某地区三年内流感病例的数量作为研究对象,左图使用了基于笛卡尔坐标系的线性时间轴,虽然能够体现出流感病例在线性时间轴上的变化,但看不出任何周期性规律;右图使用了基于极坐标系的螺旋形时间轴,并选取了合适的参数28天作为一个回路;可以从右图中看出,28天中平均分布了4次流感集中暴发,可见该地区的流感爆发频率是7天;然而,采用螺旋形时间轴,虽然选择合适的回路参数,也能够呈现出数据的周期性规律,但在确定回路参数时非常困难(比如在上述论文中介绍只有恰好将28天选择为回路参数,才能够呈现出数据的周期性),而且基于基于极坐标系将所有数据分布在一个圆周内,在呈现数据的周期性规律时仍然不够直观。
[0026] 有鉴于此,本申请提出了一种用于对具有数据变化周期的二维数据进行可视化渲染的螺旋形二维坐标系,该螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形横轴,基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴,并且该螺旋形二维坐标系分别预设了对应于螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于纵轴的臂长范围区间;当客户端在针对预设的二维数据集合中存在数据变化周期的二维数据进行可视化呈现时,通过从该二维数据集合中依次读取目标二维数据,并将该目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间得到对应的映射极角值,将该目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间得到对应的映射臂长,然后将该映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将该映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值,在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现,从而用户通过控制该螺旋形二维坐标系的螺线圈数,来为该螺旋形二维坐标系设置合理的数据排列周期,就可以直观的呈现二维数据的周期性规律。
[0027] 下面通过具体实施例并结合具体的应用场景对本申请进行描述。
[0028] 请参考图2,图2是本申请一实施例提供的一种数据的可视化处理方法,应用于数据处理客户端,所述数据处理客户端包括基于阿基米德螺线构建的螺旋形二维坐标系,所述螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形横轴,以及基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴;其中,所述螺旋形二维坐标系预设了对应于所述螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于所述纵轴的臂长范围区间;所述方法执行以下步骤:
[0029] 步骤201,从预设的二维数据集合中依次读取目标二维数据;其中,所述二维数据集合中的二维数据存在预设的数据变化周期;
[0030] 上述数据处理客户端(以下简称客户端),可以包括对二维数据进行可视化呈现的客户端软件
[0031] 例如,上述客户端,可以是用于对二维数据进行可视化处理,并最终呈现为相应的可视化图形的制作工具类的软件;比如,对支付宝(alipay)数据进行可视化呈现的G2(The Grammar of Graphic)图形工具。
[0032] 上述二维数据,具体是指基于笛卡尔坐标系可以表示成(X,Y)的数据;上述二维数据集合,包括需要进行可视化呈现,进而发掘数据中蕴藏的周期性数据规律的二维数据的集合;上述目标二维数据,是指从二维数据集合中读取的需要进行可视化呈现的二维数据;
[0033] 其中,上述二维数据集合中的二维数据的类型,可以泛指一切基于笛卡尔坐标系能够表示成(X,Y)的二维数据;而上述二维数据集合中的二维数据所存在的周期性数据规律的类型,也可以泛指一切基于笛卡尔坐标系能够表示成(X,Y)的二维数据的线性或者非线性的周期性变化规律,在本申请中不进行特别限定;
[0034] 例如,在示出的一种实施方式中,上述二维数据可以是时间序列数据,即将同一统计指标的数值按其发生的时间先后顺序排列而成的二维数据(比如支付宝内部产生的基于时间序列的用户数据),可以用横轴X表示时间,纵轴Y表示数值;而上述二维数据的周期性数据规律,则可以包括该二维数据在线性时间域上的周期性变化规律(比如每隔N天达到最高点)。
[0035] 在本例中,当需要针对上述二维数据集合中的二维数据进行可视化呈现时,上述客户端可以依次从该二维数据中依次读取目标二维数据,然后将该目标二维数据的横轴坐标值以及纵轴坐标值,映射至上述客户端的螺旋形二维坐标系中。
[0036] 步骤202,将所述目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间,得到对应的映射极角值;以及,将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,得到对应的映射臂长;
[0037] 请参见图3,图3为本例示出的一种螺旋形二维坐标系的示意图。
[0038] 在本申请中,用户可以参照阿基米德罗螺旋线的极坐标方程r=r0+aθ,来构建上述螺旋形二维坐标系;其中,r0的取值用户可以基于实际的可视化需求(比如人为的控制阿基米德螺线的形状),可以为0也可以不为0,在本申请中不进行特别限定。
[0039] 如图3所示,该螺线形二维坐标系,包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形θ轴(相对于笛卡尔坐标系的横轴);
[0040] 例如,当上述述二维数据集合中的二维数据为时间序列数据时,该θ轴可以是对应于该时间序列数据的螺旋形时间轴;
[0041] 以及,基于阿基米德螺线的臂长(两圈螺线之间的距离)构建的螺旋形radius轴(相对于笛卡尔坐标系的纵轴)。
[0042] 通过该螺旋形二维坐标系,二维平面上的任意一点的坐标都可以表示成(θ,radius),θ表示该任意一点投影到该螺旋形二维坐标系中的阿基米德螺线上的投影点,与该螺线形二维坐标系的原点的连线所对应的极角值;而radius表示该任意一点,与该任意一点投影到该螺旋形二维坐标系中的阿基米德螺线上的投影点之间的连线的长度;即radius的取值可以是一个大于0小于该阿基米德螺线的实际臂长的值;
[0043] 例如,如图3中所示出的,平面中任一一点P,可以表示成(θ,radius),其中Q为P点投影到阿基米德螺线上的投影点(即位于螺线上,且radius取值为0的点);θ表示连线OQ所对应的极角值(图3中以逆时针方向作为角度正方向);radius表示P点与投影到阿基米德螺线上的投影点Q之间的连线PQ的长度值;如图3可见,PQ的长度值小于该阿基米德螺线的实际臂长。
[0044] 另外,需要说明的是,对于构建完成的上述螺旋形二维坐标系:
[0045] 一方面,用户还可以基于实际的需求,为该螺旋形二维坐标系设置对应于θ轴的极角范围区间;例如,可以为该螺旋形二维坐标系设置对应于θ轴的θ范围区间[θStart,θEnd];
[0046] 其中,该极角范围区间[θStart,θEnd]的范围大小,在本申请中不进行特别限定,用户可以基于实际的可视化需求来自定义设置;
[0047] 例如,当用户在针对上述二维数据集合中的二维数据进行可视化呈现时,如果需要将所有数据分布在3圈阿基米德螺线上,则可以通过将θ的范围区间[θStart,θEnd]设置为[0,6π];即在实际应用中,用户可以通过控制该θ的范围区间的大小,来控制该螺旋形二维坐标系的螺线圈数。
[0048] 另一方面,用户还可以基于实际的需求,为该螺旋形二维坐标系设置对应于radius轴的臂长范围区间;例如,可以为该螺旋形二维坐标系设置对应于radius轴的臂长范围区间[0,d];
[0049] 其中,该臂长范围区间[0,d]的范围大小,在本申请中也不进行特别限定,用户可以基于实际的可视化需求来自定义设置;
[0050] 例如,基于阿基米德螺旋线的极坐标方程r=r0+aθ,a表示螺旋系数,通常为一个固定的常数值,而阿基米德螺旋线的臂长d=2πa,因此用户在针对上述二维数据集合中的二维数据进行可视化呈现时,可以基于在呈现这些二维数据时所使用的画布大小,来设置合适的螺旋系数,进而该臂长范围区间设置为一个能够适配当前的画布大小的合理区间中。
[0051] 在本例中,当用户完成上述螺旋形二维坐标系的构建,并为θ轴设置了合理的θ范围区间[θStart,θEnd],以及为radius轴设置了合理的臂长范围区间[0,d]后,此时上述客户端可以将从上述二维数据集合中读取到的目标二维数据(X,Y)映射到如图3所示出的上述螺旋形二维坐标系中;具体的,可以将该目标二维数据(X,Y)的横坐标取值X映射至上述[θStart,θEnd]区间,将该目标二维数据(X,Y)的纵坐标取值Y映射至上述臂长范围区间[0,d]。
[0052] 在示出的一种实施方式中,为了确保能够将上述目标二维数据正确的映射至上述螺旋形二维坐标系,在开始针对该目标二维数据执行映射以前,可以首先针对该目标二维数据进行归一化处理,将该目标二维数据归一化至[0,1]区间。
[0053] 其中,在将该目标二维数据归一化至[0,1]区间时,通常可以基于上述二维数据集合中的二维数据的X轴坐标的取值范围为[xMin,xMax],和Y轴坐标的取值范围为[yMin,yMax]来完成;
[0054] 例如,可以基于如下计算公式来将上述目标二维数据的横坐标取值X和纵轴坐标值Y归一化到[0,1]:
[0055] X[0,1]=(x-xMin)/(xMax-xMin)
[0056] Y[0,1]=(y-yMin)/(yMax-yMin)
[0057] 在以上公式中,X[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的X轴坐标;Y[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的Y轴坐标。
[0058] 在本例中,当将上述目标二维数据归一化到[0,1]区间后,则可以基于该归一化到[0,1]区间的结果,继续将该目标二维数据归一化后的横轴坐标之X[0,1]映射至上述θ范围区间[θStart,θEnd],以及将该目标二维数据归一化后的纵轴坐标值Y[0,1]映射至上述臂长范围区间[0,d]。
[0059] 其中,需要说明的是,由于[0,1]区间中的每一个值,通常都与另外一个区间中的值存在一一对应的关系,因此将X[0,1]以及Y[0,1]映射至另一个区间,具体是指在另外一个区间中查找到与X[0,1]或者Y[0,1]在数值上完全对应的另外一个值的过程;
[0060] 比如,区间[0,1]中包括0.01、0.02~1等100个数值,而区间[1,100]包括1、2~100等100个数值,此时[0,1]中每一个数值与[1,100]中的每一个数值存在一一对应的关系,因此将[0,1]中的数值0.02映射到[1,100]区间中的取值为2。
[0061] 在示出的一种实施方式中,可以通过如下公式将上述目标二维数据(X,Y)归一化后的的X轴坐标值X[0,1]映射至上述极角范围区间[θStart,θEnd]:
[0062] θ=θStart+X[0,1](θEnd-θStart)
[0063] 在上述公式中,θ表示将归一化后的该目标二维数据的X轴坐标值X[0,1]映射至[θStart,θEnd],得到的映射极角值;该映射极角值为一个大于θStart,小于θEnd的角度或者弧度值。
[0064] 在示出的另一种实施方式中,可以通过如下公式将上述目标二维数据(X,Y)归一化后的的Y轴坐标值Y[0,1]映射至上述极角范围区间[0,d]:
[0065] radius=y[0,1]d
[0066] 在上述公式中,radius表示将Y[0,1]映射至臂长范围区间[0,d],得到的映射臂长值;该映射臂长值为一个大于0,小于臂长d的数值。
[0067] 步骤203,将所述映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将所述映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值,并基于转换后的横轴坐标值以及纵轴坐标值将所述目标二维数据在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。。
[0068] 在本例中,当将目标二维数据(X,Y)按照以上示出的方式成功映射到如图3所示出出的螺旋形二维坐标系中后,此时该目标二维数据将可以表示成(θ,radius)的形式,从而客户端可以将该目标二维数据标注在如图3所示出的螺旋形二维坐标系中,进行进一步的可视化呈现。
[0069] 其中,上述客户端在针对上述目标二维数据进行可视化呈现时,用户可以通过上述客户端在展示设备(比如一台用于展示可视化结果的PC主机)的屏幕上,预配置一个预设大小的画布;其中,画布的大小用户可以基于实际的需求进行设置。
[0070] 当针对按照以上示出的方式将目标二维数据(X,Y)成功映射至如图3所示出的螺旋形二维坐标系,最终表示成(θ,radius)的形式后,上述客户端可以将该目标二维数据基于预设的可视化呈现方式呈现到该画布中。
[0071] 其中,由于上述展示设备的屏幕坐标系,与如图3所示出的螺旋形二维坐标系完全不同,因此在针对该目标二维数据进行可视化呈现之前,还需要将该目标二维数据(θ,radius),转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值X′以及纵轴坐标值Y′。
[0072] 在示出的一种实施方式中,上述客户端首先可以获取上述画布的中心点,对应于屏幕坐标系的坐标(xCenter,yCenter),并将预设的螺线系数a,以及该目标二维数据(θ,radius)的映射极角值θ作为计算参数,代入到阿基米德螺线的极坐标方程计算该映射极角值θ对应的极轴长度r。
[0073] 当计算出该映射极角值θ对应的极轴长度r后,如果需要进一步将该目标二维数据(θ,radius)转换对应于屏幕坐标系的横轴坐标值X′以及纵轴坐标值Y′,那么首先可以将该目标二维数据对应于上述螺旋形二维坐标系的坐标值(θ,radius)转换为对应于极坐标系的坐标值,然后再根据极坐标与屏幕坐标系之间的标准转换关系,来完成将目标二维数据(θ,radius)转换为对应于屏幕坐标系的(X′,Y′)的坐标转换;
[0074] 其中,由于基于上述映射极角值θ,以及计算出的上述极轴长度r,可以用极坐标表示出一个位于上述螺旋形二维坐标系的螺旋线上的一个极角为θ,且上述映射臂长radius为0的映射点(θ,r);而极坐标系下的该映射点(θ,r),与上述目标二维数据(θ,radius)对应于极坐标系的坐标值相比,极角值θ不发生变化,而极轴长度为r与上述映射臂长radius之和,因此上述目标二维数据(θ,radius)对应于极坐标系的坐标值可以表示成(θ,r+radius);
[0075] 例如,如图3所示,映射极角θ对应的极轴长度r为线段OQ的长度,P点的映射臂长radius为线段QP的长度,P点对应于极坐标系的极轴长度为线段OQ和线段QP的长度之和(即OP的长度),那么P点基于极坐标系可以表示成(θ,r+radius)。
[0076] 当上述客户端将上述目标二维数据对应于上述螺旋形二维坐标系的坐标值(θ,radius)转换为对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)后,此时上述客户端可以基于上述画布的中心点坐标(xCenter,yCenter),以及极坐标系与所述屏幕坐标系之间的转换关系,将该目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)转换为对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′),以最终将该目标二维数据(θ,radius)的映射极角值θ转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值X′,以及将该目标二维数据(θ,radius)的映射臂长radius转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值Y′;
[0077] 例如,以屏幕坐标系为笛卡尔坐标系为例,极角值θ和极轴长度p,与笛卡尔坐标系的横轴坐标值X以及纵轴坐标值Y之间的转换关系,通常为:
[0078] X=pcosθ;
[0079] Y=psinθ;
[0080] 因此,在考虑上述画布的中心点的坐标(xCenter,yCenter)的情况下,上述转换关系可以表示成:
[0081] X′=xCenter+cos(θ)(r+radius)
[0082] Y′=yCenter+sin(θ)(r+radius)
[0083] 上述客户端可以将所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius),作为参数变量代入上述转换关系的表达式,就可以计算出目标二维数据(θ,radius)的映射极角值θ对应于屏幕坐标系的横轴坐标值X′,以及目标二维数据(θ,radius)的映射臂长radius对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值Y′。
[0084] 通过以上的表达式可见,在将目标二维数据对应于上述螺旋形二维坐标系的坐标值(θ,radius)转换为对应于屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′)时,横轴坐标值X′以及纵轴坐标值Y′的取值大小,将由上述映射极角θ和映射臂长radius的取值共同决定。
[0085] 在本例中,当计算出目标二维数据(θ,radius)的映射极角值θ对应于屏幕坐标系的横轴坐标值X′,以及目标二维数据(θ,radius)的映射臂长radius对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值Y′后,上述目标二维数据在屏幕坐标系中可以表示成(X′,Y′),此时上述客户端可以将目标二维数据(X′,Y′)按照特定的可视化呈现方式标注在屏幕坐标系中,进行可视化呈现;
[0086] 当上述客户端将该目标二维数据可视化呈现在了画布中后,此时可以从上述二维数据集合中继续读取下一个目标二维数据,然后重复以上示出的过程继续针对该目标二维数据进行可视化呈现,具体过程不再赘述。当上述二维数据集合中的所有二维数据均呈现在上述画布中后,此时针对该上述二维数据集合的可视化呈现过程结束。
[0087] 其中,在将该目标二维据在屏幕中的上述画布中进行可视化呈现时,具体可以点状图数、线状图、柱状图、区域图中的任一形式,或者其它类型的可视化呈现方式,在屏幕中的上述画布中进行可视化呈现。
[0088] 例如,请参见图4~7,图4~7为本申请示出的基于螺旋形二维坐标系分别以点状图、线状图、柱状图、区域图的形式对二维数据进行可视化展示的示意图。与图1所示出的相关技术中基于笛卡尔坐标系和极坐标系对存在周期性数据变化的二维数据的可视化呈现方案相比,如图4~7所示出的基于螺旋形二维坐标系的可视化呈现方案,可以更加直观的展现出二维数据的周期性规律。
[0089] 另外,需要说明的是,在实际应用中,由于上述二维数据集合中的二维数据,存在一定的数据变化周期,而每一个数据变化周期对应的二维数据的数量通常保持恒定,因此在基于如图3所示出的螺旋形二维坐标系,对该二维数据集合中的二维数据进行可视化呈现时,用户可以通过控制该螺旋形二维坐标系的螺线圈数,来为该螺旋形二维坐标系设置合理的数据排列周期,进而更加直观的呈现该二维数据集合中的二维数据的周期性规律。
[0090] 在示出的一种实施方式中,用户可以通过为上述螺旋形二维坐标系的θ轴设置合理的θ取值范围区间[θStart,θEnd],来控制螺线的圈数;比如,可以将θ取值范围区间设置为[0,6π],将该螺旋形二维坐标系的螺线圈数设置为3圈(每一圈2π);由于上述二维数据集合中的二维数据的数量恒定,因此用户通过控制该螺旋形二维坐标系的螺线圈数,可以进一步控制每一圈螺线上呈现的二维数据的数量。
[0091] 在这种情况下,用户在基于如图3所示出的螺旋形二维坐标系对上述二维数据集合中的二维数据进行可视化呈现的过程中,只需要通过控制螺线的圈数,将该螺旋形二维坐标系中每一圈螺线上呈现的二维数据的数量,设置为与上述二维数据集合中每一个数据变化周期对应的二维数据的数量相同,或者设置为与上述二维数据集合中每一个数据变化周期对应的二维数据的数量的整数倍;即上述螺旋形二维坐标系的每一圈螺线对应一个或者N(整数)个数据变化周期时,就可以更加直观的呈现出上述二维数据集合中的二维数据的数据变化周期;
[0092] 例如,假设二维数据集合中一共包括100个待可视化呈现的二维数据,一共包括10个数据变化周期,每一个数据变化周期对应10个二维数据(即每隔10个二维数据达到最高点),用户可以可以将上述螺旋形二维坐标系的θ取值范围区间[0,10π],共5圈螺线,当基于该螺旋形二维坐标系将这100个二维数据进行可视化呈现后,此时每一圈螺线平均展示20个二维数据,即每一圈螺线平均展示2个数据变化周期,从而可以直观的表达出数据的周期性变化规律。
[0093] 可见,基于如图3所示出的螺旋形二维坐标系统对二维数据进行可视化呈现的方案,与图1中所示的基于笛卡尔坐标系和基于极坐标系的可视化展示方案相比:
[0094] 一方面,用户在确定每一个回路的回路参数时,更加容易,只需要通过控制螺线圈数,将每一圈螺线展示的二维数据的数量与每一个数据变化周期对应的二维数据的数量相同,或者成整数倍,就可以直观的呈现出二维数据的周期性规律;
[0095] 另一方面,采用基于阿基米德螺线的螺旋形二维坐标系,将所有二维数据沿着螺线均匀的分布在画布中,数据的可视化效果更佳直观,利用深入挖掘二维数据集合中蕴藏的周期性规律。
[0096] 通过以上实施例可知,本申请提出了一种用于对具有数据变化周期的二维数据进行可视化渲染的螺旋形二维坐标系,该螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形横轴,基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴,并且该螺旋形二维坐标系分别预设了对应于螺旋形横轴的极角范围区间;以及对应于纵轴的臂长范围区间;
[0097] 当客户端在针对预设的二维数据集合中存在数据变化周期的二维数据进行可视化呈现时,通过从该二维数据集合中依次读取目标二维数据,并将该目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间得到对应的映射极角值,将该目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间得到对应的映射臂长,然后将该映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将该映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值,在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现,从而用户通过控制该螺旋形二维坐标系的螺线圈数,来为该螺旋形二维坐标系设置合理的数据排列周期,就可以直观的呈现二维数据的周期性规律。
[0098] 与上述方法实施例相对应,本申请还提供了装置的实施例。
[0099] 请参见图8,本申请提出一种数据的可视化处理装置80,应用于数据处理客户端;其中,所述数据处理客户端包括基于阿基米德螺线构建的螺旋形二维坐标系,所述螺旋形二维坐标系包括基于阿基米德螺线的极角构建的螺旋形横轴,以及基于阿基米德螺线的臂构建的纵轴;其中,所述螺旋形二维坐标系预设了对应于所述螺旋形横轴的极角范围区间;
以及对应于所述纵轴的臂长范围区间;
[0100] 请参见图9,作为承载所述数据的可视化处理装置80的数据处理客户端所涉及的硬件架构中,通常包括CPU、内存、非易失性存储器、网络接口以及内部总线等;以软件实现为例,所述数据的可视化处理装置80通常可以理解为加载在内存中的计算机程序,通过CPU运行之后形成的软硬件相结合的逻辑装置,所述系统80包括:
[0101] 读取模块801,从预设的二维数据集合中依次读取目标二维数据;其中,所述二维数据集合中的二维数据存在预设的数据变化周期;
[0102] 映射模块802,将所述目标二维数据的横轴坐标值映射至所述极角范围区间,得到对应的映射极角值;以及,将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,得到对应的映射臂长;
[0103] 转换模块803,将所述映射极角值转换为对应于屏幕坐标系的横轴坐标值;以及将所述映射臂长值转换为对应于屏幕坐标系的纵轴坐标值;
[0104] 呈现模块804,基于转换后的横轴坐标值以及纵轴坐标值将所述目标二维数据在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
[0105] 在本例中,所述螺旋形二维坐标系的每一圈螺线中呈现的所述目标二维数据的数量,与对应于所述数据变化周期的二维数据的数量相同;或者,所述螺旋形二维坐标系的每一圈螺线中呈现的所述目标二维数据的数量,为对应于所述数据变化周期的二维数据的数量的整数倍。
[0106] 在本例中,所述映射模块802:
[0107] 通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)归一化至[0,1]区间;
[0108] X[0,1]=(x-xMin)/(xMax-xMin)
[0109] Y[0,1]=(y-yMin)/(yMax-yMin)
[0110] 其中,所述二维数据集合中的二维数据的X轴坐标的取值范围为[xMin,xMax];Y轴坐标的取值范围为[yMin,yMax];X[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的X轴坐标;Y[0,1]表示归一化至[0,1]区间的所述目标二维数据的Y轴坐标。
[0111] 在本例中,所述映射模块802进一步:
[0112] 通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)的X轴坐标值映射至所述极角范围区间:
[0113] θ=θStart+X[0,1](θEnd-θStart)
[0114] 其中,所述极角范围区间为[θStart,θEnd];θ表示将X[0,1]映射至所述极角范围区间[θStart,θEnd],得到的映射极角值;
[0115] 所述将所述目标二维数据的纵轴坐标值映射至所述臂长范围区间,包括:
[0116] 通过如下公式将所述目标二维数据(X,Y)的Y轴坐标值映射至所述臂长范围区间:
[0117] radius=y[0,1]d
[0118] 其中,所述臂长范围区间为[0,d];radius表示将Y[0,1]映射至所述臂长范围区间[0,d],得到的映射臂长值。
[0119] 在本例中,所述转换模块803:
[0120] 获取所述预设画布的中心点对应于所述屏幕坐标系的坐标(xCenter,yCenter);
[0121] 获取所述预设画布的中心点对应于所述屏幕坐标系的坐标(xCenter,yCenter);
[0122] 基于预设的螺线系数a,所述映射极角值θ,以及阿基米德螺线的极坐标方程计算对应于所述映射极角值θ的极轴长度r;
[0123] 基于所述映射极角值θ,所述极轴长度r,以及所述映射臂长值radius,将所述目标二维数据对应于所述螺旋形二维坐标的坐标值(θ,radius)转换为对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius);
[0124] 基于所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及极坐标系与所述屏幕坐标系之间的转换关系,将所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)转换为对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′)。
[0125] 在本例中,所述转换模块803进一步:
[0126] 将所述中心点坐标(xCenter,yCenter),以及所述目标二维数据对应于极坐标系的坐标值(θ,r+radius)作为参数变量,基于如下公式计算所述目标二维数据对应于所述屏幕坐标系的坐标值(X′,Y′):
[0127] X′=xCenter+cos(θ)(r+radius);
[0128] Y′=yCenter+sin(θ)(r+radius)。
[0129] 在本例中,所述呈现模块804:
[0130] 将所述目标二维据以点状图数、线状图、柱状图以及区域图中的任一形式在屏幕中的预设画布中进行可视化呈现。
[0131] 在本例中,所述二维数据集合为时间序列数据集合;所述螺旋形横轴为螺旋形时间轴。
[0132] 对于装置实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
[0133] 上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元,具体可以由计算机芯片或实体实现,或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机,计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。
[0134] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0135] 应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
[0136] 以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。
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