大數(shù)據(jù)可視決策技術(shù)解析

重點推文

一、什么是數(shù)據(jù)可視化？

俗語有曰：文不如表，表不如圖。數(shù)據(jù)可視化就是借助于圖形化手段，把最基本的數(shù)據(jù)進行處理、運算之后，通過可視化技術(shù)，深度挖掘、呈現(xiàn)背后深層次的指標、規(guī)律，并結(jié)合不同行業(yè)業(yè)務(wù)需求，清晰有效地傳達與溝通信息，給用戶帶來良好的視覺效果，降低用戶的理解難度，從而實現(xiàn)幫助各行業(yè)用戶駕馭數(shù)據(jù)，洞悉價值，提升決策效率和能力的目的。

二、大數(shù)據(jù)可視決策的關(guān)鍵技術(shù)

本文將從可視渲染技術(shù)、可視分析技術(shù)和可視決策技術(shù)三方面，對大數(shù)據(jù)可視決策的關(guān)鍵技術(shù)進行解析：

（一）可視渲染技術(shù)

可視渲染技術(shù)主要包括基礎(chǔ)可視渲染技術(shù)和數(shù)據(jù)駕駛艙兩部分內(nèi)容，其中，基礎(chǔ)可視渲染技術(shù)包括基礎(chǔ)可視渲染圖、地理空間可視渲染圖、組態(tài)圖等；數(shù)據(jù)駕駛艙則是將這些分析視圖組合起來進行綜合呈現(xiàn)。

1.基礎(chǔ)可視渲染技術(shù)

基礎(chǔ)可視渲染技術(shù)是可視化手段里最基礎(chǔ)的技術(shù)實現(xiàn)能力，其中包括基礎(chǔ)可視渲染圖（單態(tài)圖、統(tǒng)計圖、分布圖、關(guān)系圖）；地理空間可視渲染圖（分布圖、統(tǒng)計圖、關(guān)系圖）以及組態(tài)圖等視圖，并可基于時間、空間等多個維度進行呈現(xiàn)。

1.1 基礎(chǔ)可視渲染圖

1.1.1 單態(tài)圖

單態(tài)圖是對數(shù)據(jù)進行直接觀察，對數(shù)據(jù)簡單狀態(tài)的變化進行呈現(xiàn)的圖表，適用于對單一維度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析的應(yīng)用場景。

（多個單態(tài)圖構(gòu)成的數(shù)據(jù)面板）

1.1.2 統(tǒng)計圖

統(tǒng)計圖就是常見的統(tǒng)計分析圖表，有單柱圖/單條圖/折線圖/堆積圖/餅圖/環(huán)圖等，便于直接觀察數(shù)量的多少、比較數(shù)據(jù)間的差別等。

（多種樣式統(tǒng)計圖）

1.1.3 分布圖

分布圖是表現(xiàn)數(shù)據(jù)分布態(tài)勢的視圖，有散點圖、雷達圖等，可應(yīng)用于分析數(shù)據(jù)分布態(tài)勢的應(yīng)用場景。

（多種形式分布圖）

1.1.4 關(guān)系圖

關(guān)系圖是用于呈現(xiàn)海量數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)關(guān)系的視圖，有：拓撲圖、?；鶊D、標靶圖等，可應(yīng)用于探究簡單關(guān)系的應(yīng)用場景。

（多種形式關(guān)系圖）

1.2 地理空間可視渲染圖

地理空間可視渲染圖是在二三維態(tài)勢地圖基礎(chǔ)上疊加可視化分析圖表，以呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化及規(guī)律，包括地理空間分布圖、地理空間統(tǒng)計圖、地理空間關(guān)系圖等分析視圖。

1.2.1 地理空間分布圖

地理空間分布圖是在地理空間下表現(xiàn)事物空間分布位置與范圍的圖形，有地理空間散點圖、節(jié)點軌跡圖、熱圖、星光圖等，可應(yīng)用于車輛位置分布監(jiān)測、區(qū)域人員密度監(jiān)測等地理空間分布應(yīng)用場景。

（交通管理要素分布圖）  

如上圖所示，我們基于各管理要素的地理坐標，通過散點圖直觀展示地鐵站、攝像頭、政府機構(gòu)、警情事件等管理要素的位置、分布；通過節(jié)點軌跡圖，直觀展示車輛的實時位置和運行軌跡，可便于用戶高效、全面掌握多領(lǐng)域管理要素的時空分布特征。

1.2.2 地理空間統(tǒng)計圖

地理空間統(tǒng)計圖是將常見的統(tǒng)計分析圖表疊加在二三維態(tài)勢地圖顯示的視圖，有單柱圖、簇狀柱圖、堆積柱圖、氣泡圖等，便于在大范圍內(nèi)更直觀把握地理空間數(shù)據(jù)的多少、比較地理空間各數(shù)據(jù)間的差別等。

（產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟態(tài)勢地理空間柱圖）

如上圖所示，對區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展指標以地理空間柱圖進行統(tǒng)計分析，直觀展示區(qū)域內(nèi)各地經(jīng)濟發(fā)展水平，可便于用戶直觀、高效、全面掌握各地經(jīng)濟發(fā)展的空間分布特征。

1.2.3 地理空間關(guān)系圖

地理空間關(guān)系圖是基于地理信息系統(tǒng)，通過熱點圖、鏈路圖等視圖呈現(xiàn)海量數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)關(guān)系，可應(yīng)用于地理空間探究數(shù)據(jù)關(guān)系的應(yīng)用場景。

（三維地理空間鏈路圖）

圖中，我們基于三維態(tài)勢地圖，通過三維地理空間鏈路圖來展示全球出入境人員的流動態(tài)勢。

1.3 組態(tài)圖

組態(tài)圖是指通過可視化手段對模型對象進行仿真，并通過數(shù)據(jù)驅(qū)動模擬、反映、展現(xiàn)對象的運動狀態(tài)、工藝流程、外觀效果等，通常面向工業(yè)、航天軍工、能源電力等行業(yè)領(lǐng)域。

（機械臂 組態(tài)圖）

圖中，對機械臂進行仿真演示，并通過數(shù)據(jù)驅(qū)動，真實再現(xiàn)機械臂的運動過程、姿態(tài)以及狀態(tài)。

2. 綜合數(shù)據(jù)駕駛艙

數(shù)據(jù)駕駛艙是指：把基礎(chǔ)可視渲染技術(shù)中的各類可視分析圖表組合起來，通過一個可視化頁面來呈現(xiàn)。它可以集成單態(tài)圖、統(tǒng)計圖、分布圖、空間圖、組態(tài)圖等多大類、近百種可視分析視圖，對數(shù)據(jù)進行多維聯(lián)動分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多維度并行展示、分析；適用于需要并列監(jiān)測多類數(shù)據(jù)的決策領(lǐng)域，例如企業(yè)管理者判定企業(yè)的各品類經(jīng)營情況的場景，通過對各品類經(jīng)營狀況的綜合呈現(xiàn)，全面掌握企業(yè)經(jīng)營態(tài)勢。

（數(shù)據(jù)駕駛艙）

（二） 可視分析：可視渲染+分析計算模塊

可視分析技術(shù)是在渲染技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合一定的分析計算模塊，對最基本的數(shù)據(jù)進行處理、運算，挖掘深層次的價值、規(guī)律，再將數(shù)據(jù)規(guī)律、關(guān)系等指標以最佳視覺表現(xiàn)形式進行呈現(xiàn)的技術(shù)，從而使復(fù)雜晦澀的數(shù)據(jù)態(tài)勢、規(guī)律，清晰易懂、一目了然，為管理者提供充分的決策支持，具體表現(xiàn)形式有數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、關(guān)系挖掘分析、推演仿真分析、活動規(guī)律、分布熱區(qū)、最優(yōu)中心等眾多可視分析方法。我們可以通過幾個實際應(yīng)用的案例，感性地認識一下什么是可視分析，以及可視分析的作用。

1. 推演仿真分析

推演仿真分析是通過可視化技術(shù)手段，對作戰(zhàn)過程、設(shè)備運行過程等進行仿真、模擬與推演的分析方法。通過接入行業(yè)模型算法、仿真引擎數(shù)據(jù)，對作戰(zhàn)過程以及設(shè)備運行的態(tài)勢進行仿真、模擬與推演，輔助決策人員根據(jù)業(yè)務(wù)需求進行推演仿真，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行可視分析。廣泛使用于軍事聯(lián)合作戰(zhàn)、設(shè)備運行仿真推演等領(lǐng)域。

例如軍事聯(lián)合作戰(zhàn)推演仿真可視分析應(yīng)用場景。軍事聯(lián)合作戰(zhàn)推演仿真可視分析可有效規(guī)避傳統(tǒng)沙盤作業(yè)、圖上作業(yè)短板?；谧鲬?zhàn)模型、交戰(zhàn)規(guī)則和基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過推演仿真可視分析完成對作戰(zhàn)方案中各類行動以及裝備的仿真、模擬和推演，為軍事聯(lián)合作戰(zhàn)提供完整的推演仿真方案，輔助用戶評估作戰(zhàn)方案的科學性、有效性和可行性,為作戰(zhàn)方案優(yōu)化提供定量和定性的參考依據(jù)。

（作戰(zhàn)過程推演仿真分析）

圖中是對戰(zhàn)斗機運動過程的推演仿真，真實模擬了戰(zhàn)斗機的行進過程中的狀態(tài)、姿態(tài)運動路線等信息。

2. 活動規(guī)律

活動規(guī)律可視分析是將自然界、社會、以及自然界與社會之間必然、本質(zhì)、穩(wěn)定和反復(fù)出現(xiàn)的聯(lián)系展現(xiàn)出來的分析方法，可應(yīng)用于人員/車輛出行活動規(guī)律、早高峰時間規(guī)律、氣象變化規(guī)律等規(guī)律分析領(lǐng)域，有助于管理者掌握綜合態(tài)勢規(guī)律，為業(yè)務(wù)決策提供支持。

例如颶風活動規(guī)律可視分析。海量的颶風氣象數(shù)據(jù)十分雜亂，從發(fā)生時間、影響區(qū)域等單一維度觀察數(shù)據(jù)，很難發(fā)現(xiàn)颶風的活動規(guī)律，通過可視分析，能夠?qū)Z風發(fā)生過程和社會影響之間的因果聯(lián)系以三維可視分析圖表直觀展現(xiàn)出來，有助于管理者洞悉颶風活動變化規(guī)律，為災(zāi)害預(yù)防、應(yīng)急處置等業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供決策依據(jù)。

（世界颶風活動規(guī)律分析）

圖中將颶風運動的軌跡、方向、范圍等要素進行了可視分析呈現(xiàn)，使颶風活動規(guī)律直觀可見。

3. 分布熱區(qū)

分布熱區(qū)是利用可視渲染、可視分析技術(shù)對數(shù)據(jù)集中程度進行分析，將分布情況通過可視化手段進行直觀呈現(xiàn)?？蓱?yīng)用于人員密度、網(wǎng)站訪客興趣偏好等熱區(qū)分析領(lǐng)域，提高熱區(qū)數(shù)據(jù)直觀呈現(xiàn)能力，輔助用戶快捷高速掌握數(shù)據(jù)熱區(qū)分布區(qū)域，為業(yè)務(wù)決策提供支持。

例如人口分布熱區(qū)可視分析。政府以往的數(shù)據(jù)指標多是以紙面報告、二維表等方式呈現(xiàn)，看起來非?？菰?，要讀懂這些報告也不是一件容易的事，城市管理者面對龐雜的人口數(shù)據(jù)，簡單的數(shù)據(jù)分析圖表無法直觀呈現(xiàn)人口分布情況，運用人口分布熱區(qū)可視分析可直觀、高效觀察到各地區(qū)人口分布、密度等信息，為政府進行人口流動管理、區(qū)域經(jīng)濟調(diào)控提供決策支持。

4. 最優(yōu)中心

最優(yōu)中心是對數(shù)據(jù)按照某一維度進行分析，對峰值點進行可視化呈現(xiàn)的手段；可應(yīng)用于查找經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)、最優(yōu)空氣質(zhì)量地區(qū)等最優(yōu)中心分析領(lǐng)域，有助于用戶直觀掌握峰值數(shù)據(jù)分布，為業(yè)務(wù)決策提供輔助支撐。

例如出租車停靠分布可視分析應(yīng)用場景。出租車軌跡具有分布廣、數(shù)據(jù)量大等特點，利用常規(guī)的統(tǒng)計分析圖表統(tǒng)計出租車的運行軌跡，并計算出?？繜釁^(qū)，是一件十分困難的事。通過最優(yōu)中心可視分析，結(jié)合時空統(tǒng)計維度，可輕松對出租車運行軌跡進行分析，同時綜出租車經(jīng)常停靠的點位智能分析出最優(yōu)中心點，可對出租車配套的相關(guān)服務(wù)，如充電樁、公共廁所、餐飲等進行資源合理分配，為用戶進行選址、布局、規(guī)劃等業(yè)務(wù)提供決策支持。

（出租車軌跡分布）

圖中綠色軌跡是出租車運行軌跡，黃色聚集點是出租車經(jīng)常?？康牡攸c，通過最優(yōu)中心可視分析，依次推斷電動車運行規(guī)律，可直觀呈現(xiàn)出充電樁規(guī)劃選址的最優(yōu)地點。

5. 柵格聚簇

柵格：將空間分割成有規(guī)律的網(wǎng)格，每一個網(wǎng)格稱為一個單元，并在各單元上賦予相應(yīng)的屬性值來表示實體的一種數(shù)據(jù)形式。

聚簇：提高某個屬性(或?qū)傩越M)的查詢速度，把這個或這些屬性上具有相同值的元組集中存放在連續(xù)的物理塊。廣泛適用于城管、電力等大范圍態(tài)勢監(jiān)測的領(lǐng)域，以提升大規(guī)模數(shù)據(jù)觀察分析效率。

例如在商業(yè)選址應(yīng)用場景，通過柵格可將監(jiān)測區(qū)域劃分成一個個網(wǎng)格區(qū)域，細化監(jiān)測粒度；同時利用聚簇將大范圍電費、耗電量進行直觀呈現(xiàn)，為用戶選擇適合的地址提供決策支持。

（用電量柵格分析和電費聚簇分析）

（三）可視決策支持：可視分析+行業(yè)業(yè)務(wù)決策需求

可視化的最終價值是要應(yīng)用到行業(yè)中去，為行業(yè)決策提供科學依據(jù)?？梢暃Q策支持是在可視渲染技術(shù)、可視分析技術(shù)的基礎(chǔ)上再結(jié)合上行業(yè)業(yè)務(wù)決策的需求，面向特定的行業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，為用戶提供決策支持的技術(shù)。以智慧城市、智慧公安、智慧園區(qū)為例：

1. 智慧城市——產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟

集成城市發(fā)改委、財政、審計、工商、統(tǒng)計等部門現(xiàn)有資源，將城市主要經(jīng)濟指標、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及分布數(shù)據(jù)以三維柱圖、熱圖等形式進行可視化分析，實現(xiàn)多指標數(shù)據(jù)的并行監(jiān)測分析，全方位體現(xiàn)城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟運行態(tài)勢，展現(xiàn)城市經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀況，為城市經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等提供決策依據(jù)。

（智慧城市-產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟態(tài)勢監(jiān)測）

2. 智慧公安——治安態(tài)勢

基于地理信息系統(tǒng)，將城市街道、地標點、建筑物、機動目標、視頻數(shù)據(jù)等要素信息進行詳細展現(xiàn)，對轄區(qū)警力資源分布、實時警情信息、接處警情況、重點人員活動規(guī)律、輿情信息等治安要素進行可視化分析，實現(xiàn)管轄區(qū)域內(nèi)“人、車、地、事、物”的全面監(jiān)控，輔助公安部門綜合掌控大范圍城市治安態(tài)勢。

（智慧公安-治安態(tài)勢監(jiān)測）

3. 智慧園區(qū)——智能樓宇

基于地理信息系統(tǒng)，通過三維建模，對園區(qū)內(nèi)外部環(huán)境、空間結(jié)構(gòu)進行三維展示，高度融合園區(qū)各領(lǐng)域現(xiàn)有數(shù)據(jù)資源，對園區(qū)資產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施、能效、環(huán)境空間等管理領(lǐng)域的關(guān)鍵指標進行綜合監(jiān)測分析，輔助管理者全面掌控園區(qū)運行態(tài)勢，實現(xiàn)園區(qū)人、事、物統(tǒng)一管理，園區(qū)綜合運營態(tài)勢一屏掌握。

（智慧園區(qū)-樓宇監(jiān)測）

三、數(shù)據(jù)可視決策 助力管理者運籌帷幄

數(shù)字冰雹可視化決策平臺是在充分整合、挖掘、利用信息技術(shù)與信息資源的基礎(chǔ)上，挖掘數(shù)據(jù)信息的最大價值，實現(xiàn)對行業(yè)各領(lǐng)域的精確化監(jiān)測、分析與呈現(xiàn)，從而充分提高用戶決策的能力和效率，這也是數(shù)字冰雹深耕可視化領(lǐng)域的初心和目的。數(shù)字冰雹作為大數(shù)據(jù)可視化領(lǐng)域的探路先鋒，今后，數(shù)字冰雹將繼續(xù)發(fā)揮助力作用，不忘初心、砥礪前行，幫助各行業(yè)用戶提供成熟的可視化解決方案，幫助管理者實現(xiàn)駕馭數(shù)據(jù)，洞悉價值，讓大數(shù)據(jù)真正為用戶創(chuàng)造價值！