Технология визуализации данных

Работа с информацией - сбор, обработка, хранение и передача - всегда играли большую роль в жизни общества. В ходе развития человечества прослеживается устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов, хотя их внутреннее содержание, по существу, часто остается неизменным.

Сегодня в мире наблюдается тенденция повышенного внимания к клиент-ориентированному подходу ведения бизнеса. Компании из совершенно разных отраслей и сфер деятельности стремятся повысить продуктивность не только внутренних процессов, но и процессов взаимодействия с клиентами. В условиях сложившейся экономической ситуации, ужесточения конкуренции и роста требований улучшения качества сервиса со стороны клиентов, чтобы сохранить конкурентные преимущества компаниям необходимо внедрять специализированные системы управления взаимодействия со своими клиентами.

Современный и, что главное, успешный бизнес сегодня практически невозможно построить без внедрения в его структуру новых технологий, которые позволяют автоматизировать рабочий процесс и повысить его эффективность.

Введение:

Задача визуализации информации в широком смысле этого слова насчитывает десятки тысяч лет. Наскальные рисунки, первые карты местности, современная картография и климатология, томографические исследования, региональная экономика, системы хранения и поиска информации в сетях-вот круг задач, которые объединены общей концепцией визуализации.

Первым аспектом задачи визуализации является ее практическое назначение, а именно облегчение восприятия данных для их последующего анализа, например, получение закономерностей влияния параметров исследуемой системы. В этом смысле визуализация-это, по сути, поддержка принятия решений. Таким образом, существует неразрывная связь между прикладной задачей и методом визуализации. Для визуализации можно использовать как первичные, так и предварительно обработанные данные.

Это второй аспект визуализации. Его следует отличать от третьего аспекта-разработки программных алгоритмов и кодов для реализации визуализации на компьютерной технике.

Визуализация данных в простейшем случае предполагает изображение зависимости функции от одного параметра и может быть решена даже без использования вычислительных средств. Более сложной и практически важной задачей является получение функциональных зависимостей от нескольких и даже многих параметров. В двумерном случае достаточно построить трехмерный граф для визуализации, но с большим количеством аргументов визуализация становится очень проблематичной. Поэтому усилия современных разработчиков направлены на решение задачи визуализации многомерных данных. Это можно считать четвертым аспектом проблемы визуализации данных.

1. Классификация методов визуализации многомерных данных

Огромный спектр методов визуализации, отличающихся друг от друга теоретическими основаниями, алгоритмами, программными реализациями и, конечно же, областью применения, нуждается в классификации, которая в целом еще не построена именно из-за большого разнообразия этих компонентов.

Первый тип классификации может быть сделан по типам используемых данных. Данные, в том числе используемые для визуализации, всегда могут быть представлены в виде агрегатов, т. е. набора кортежей или многокомпонентных объектов данных.

Практика отображения информации в графическом виде имеет много синонимов, но чаще всего используются два-визуализация данных и инфографика.

Визуализация - это процесс представления данных в виде изображения с целью максимального удобства их понимания; придание видимой формы любому мыслимому объекту, предмету, процессу, как реальному, так и созданному в сознании автора, с помощью технических средств.

Основные методы визуализации: графическое изображение, изображение с помощью различных технических устройств, в том числе сгенерированное компьютером изображение и др.

Техническая визуализация-проектирование и генерация изображений на устройствах отображения на основе исходных данных.

2. Компьютерные технологии визуализация данных

Он используется:

• в системах сбора и обработки данных для отображения сигналов и процессов в реальном времени, таких как цифровые осциллографы,

* в измерительных приборах с регистрацией данных,

* в графических средах программирования, таких как LabVIEW, для визуализации данных и обработки результатов (включая 3D-модели);

* в системах автоматизированного проектирования, таких как AutoCAD;

* при моделировании устройств, процессов, явлений;

* в научно-технической документации (доклады, презентации).

Типы данных в компьютерной визуализации. Визуализаторы работают со следующими типами данных:

* одномерные данные-одномерные массивы, временные ряды и т.д.

* двумерные данные-двумерные массивы, координаты и т.д.;

* многомерные данные в многомерных массивах, результаты эксперимента;

* тексты и гипертекст-статьи, отчеты, Web-документы и др.;

* иерархические и связанные с ними данные-структура подчиненности в организации, электронная переписка людей, гиперссылки документов и др.;

* алгоритмы, программы, информационные потоки и др.

Для визуализации этих типов данных используются различные визуальные образы, методы их создания, программные продукты.

3. Виды визуализации

Можно сопоставить виды визуализации с различными областями применения:

Таблица.1. Виды визуализации

3.1. Программное обеспечение визуализации

При визуальном представлении научно-технической информации используются различное программное обеспечение: пакеты семейства редакторов фирмы Adobe; графические редакторы (CorelDraw, Adobe PhotoShop, Paint, PhotoEditor, 3D Studio и др.); табличные процессоры (Excel и др.); пакеты программ Matlab и Mathcad (создание интерактивных документы с вычислениями и визуальным сопровождением); LabVIEW (обработка и визуализация данных).

На этапах проектирования изделий приборостроения оформляется различная конструкторская документация: чертежи, рисунки, принципиальные схемы и т.д. Указанные виды работ могут быть автоматизированы на основе применения САПР, которые служат для выполнения почти всех работ с двумерными чертежами, имеют набор функций по трехмерному моделированию (AutoCAD, Компас), обеспечивают оформление документации для принципиальных схем и печатных плат (P-CAD).

4. Примеры визуального представления данных

Иллюстрация-это представление реально существующего визуального ряда. Наиболее бесспорно необходимо использование визуализации.

Диаграммы визуализируют количественные и качественные отношения. Различные типы диаграмм используются для демонстрации данных, качественных и количественных взаимосвязей, включают пространственное мышление в дополнение к логическому мышлению в работе над информацией.

4.1. Качественные диаграммы

Сетевая диаграмма. Этот тип диаграммы используется для демонстрации качества.

Формализованная блок-схема (блок-схема) показывает основные этапы, которые принимает процесс в виде блоков, соединенных между собой однонаправленными стрелками.

Диаграммы визуализации процессов. Каждый процесс, состоящий из последовательности действий, включает в себя один или несколько сценариев развития.

Граф и дерево (graph, tree). Показывает иерархию набора данных, подчиненных друг другу, в виде узлов, соединенных линиями сверху вниз или из центра композиции.

Стол. Показывает набор данных в виде ячеек, заполненных его значениями, которые образуют строки и столбцы. Каждый столбец и строка имеют параметр, определяющий ячейку для значения.

Диаграммы отношений. Отображение связей в наборе данных, который обычно достаточно велик.

Круговая схема соединений (схема сети, дуговая схема). Показывает отношения в наборе данных в виде кольца, на котором размещаются значения. Значения соединяются дугами или линиями, расположенными во внутренней области окружности. При большом количестве значений они также могут находиться внутри кольца, хотя это менее очевидно. Соединения также могут иметь направление.

4.2 Количественная диаграмма

Это изображение, чертеж, чертеж, который позволяет быстро оценить соотношение нескольких величин. Это геометрическое символическое изображение информации с использованием различных методов визуализации.

Графики-это тип диаграммы, в которой результирующие данные представлены в виде точек, соединенных прямыми линиями.

Гистограммы позволяют увидеть, как значения переменных распределены по интервалам группировки, то есть как часто переменные принимают значения из разных интервалов.

Гистограмма-используется для отображения количественных показателей переменных. Гистограмма отображает статистические данные в виде вертикальных прямоугольников.

Круговые диаграммы используются для демонстрации количественных показателей.

Трехмерные диаграммы-используйте трехмерную визуализацию, проецируемую на плоскость, которая придает ей отличительные черты или позволяет иметь общее представление о области, в которой она применяется.

Вывод

Первое, что нужно сделать перед созданием диаграммы, это проверить данные на точность и правильность.

Вы должны выбрать правильный график в зависимости от того, что ваша цель.

Убедитесь, что сообщение вашей диаграммы подходит для аудитории.

Сделайте диаграмму в правильном дизайне.

Второй важный момент, который следует учитывать при визуализации данных, - это правильное сообщение и выбор аудитории.

При выборе параметров, которые вы хотите визуализировать на одном графике, вы должны убедиться, что они действительно могут быть объединены. Бывает так, что отношения данных, которые на первый взгляд идеально коррелируют друг с другом, совершенно лишены логики.

Список источников и литературы:

1. Информационные технологии : учебник / Ю. Ю. Громов, И. В. Дидрих, О. Г. Иванова, М. А. Ивановский, В. Г. Однолько. – Тамбов : Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. – 260 с.
2. Информационные технологии взаимодействия в муниципальном управлении. / Юланов В. К. [Электронный ресурс]. URL: https://novainfo.ru/article/15462 (дата обращения: 23.11.2019)
3. Организация интерактивного взаимодействия в электронном обучении. / Поначугин А. В., Лапыгин Ю. Н. – Вестник Мининского университета. – 2017. - №4.
4. Рагулин П.Г. Информационные технологии. Электронный учебник. — Владивосток: ТИДОТ Дальневост. ун-та, 2004. - 208 с.
5. Современные информационные технологии. / СВЯЗЬ 2020. [Электронный ресурс]. URL: https://www.sviaz-expo.ru/ru/articles/sovremennye-informacionnye-tehnologii/ (дата обращения: 23.11.2019)
6. Современные технологии электронного образования. / Агаев Ф. Т., Мамедова Г. А. – Открытое образование. – 2017. - Т. 21. - №3.
7. Технологии сетевого взаимодействия и Google-сервисы. / [Электронный ресурс]. URL: https://www.sites.google.com/site/proektnayadeyatelnost/ (дата обращения: 24.11.2019)