[發(fā)明專利]一種基于螺旋圖的時間序列數(shù)據(jù)可視化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710095028.1
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106846437B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李天瑞;楊歡歡;陳馨菂
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G06T11/20
• 分類號: G06T11/20
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51245
• 代理人: 張澎

1.一種基于螺旋圖的時間序列數(shù)據(jù)可視化方法，完成對階段性時間序列數(shù)據(jù)有在有限的空間內(nèi)有效地可視化，順序執(zhí)行如下具體步驟：

步驟1：輸入具有狀態(tài)集S＝{s₁,...s_i,...s_n}，和狀態(tài)間可達(dá)路徑集L＝{L₁,...L_i,...L_n-1}的階段性時間序列數(shù)據(jù)，其中，n為狀態(tài)數(shù)量，s_i表示第i個狀態(tài)，從狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到狀態(tài)i+1的過程稱為階段i，L_i表示階段i的可達(dá)路徑；

步驟2：根據(jù)狀態(tài)集S狀態(tài)屬性設(shè)計狀態(tài)圓環(huán)，包括狀態(tài)圓環(huán)半徑集R＝{r₁,...r_i,...r_n}，狀態(tài)圓環(huán)寬度arcWidth，狀態(tài)圓環(huán)顏色集Color＝{color₁,...color_i,...color_n}；根據(jù)狀態(tài)周期T設(shè)計的狀態(tài)圓環(huán)坐標(biāo)軸，其中，半徑集R中元素r_i表示狀態(tài)s_i圓環(huán)的外半徑，Color集中的元素color_i表示狀態(tài)s_i的顏色，狀態(tài)集S表現(xiàn)為一系列同心圓環(huán)，圓心為(x_o,y_o)；

步驟3：根據(jù)路徑集L和狀態(tài)集S，采用橢圓子線條完成路徑的線路繪制，其中路徑集L中每條路徑包括以下屬性：路徑的起始時間startTime，到達(dá)時間arriveTime，經(jīng)歷時間t，完成路徑繪制；詳細(xì)步驟如下：

步驟3.1：根據(jù)每條路徑l_ik(i＝1,2,...n-1；k＝1,2,...p_i；p_i＝|L_i|)的起始時刻startTime_ik，到達(dá)時刻arriveTime_ik，得到位于狀態(tài)s_i圓環(huán)上的起始位置坐標(biāo)為(Sx_ik,Sy_ik)，位于狀態(tài)s_i+1圓環(huán)的到達(dá)位置坐標(biāo)為(Tx_ik,Ty_ik)；其中：階段i的一條可達(dá)路徑l_ik的起始位置(Sx_ik,Sy_ik)為到達(dá)位置(Tx_ik,Ty_ik)為

步驟3.2：根據(jù)路徑l_ik的歷時t_ik，以及狀態(tài)圓環(huán)周期T，求得路徑螺旋線跨度△radian_ik＝(t_ik/T)*2π，并將路徑l_ik設(shè)計為由segment_ik＝(t_ik/T)*360段橢圓子線條構(gòu)成；

步驟3.3：階段i圓環(huán)寬度△r_i＝r_i+1-arcWidth-r_i分成segment_ik段，每段子線條寬度為△r_ik＝△r_i/segment_ik，則橢圓子線條seg_ikj(j＝1,2,...,segment_ik)的短半軸為a_ikj＝r_i+△r_ik*(j-1)，長半軸為b_ikj＝r_i+△r_ik*j，且橢圓的圓心與狀態(tài)圓環(huán)圓心相同；

seg_ikj的終點位置(Tx_ikj,Ty_ikj)即seg_ik(j+1)的起始位置(Sx_ik(j+1),Sy_ik(j+1))為其中△agl_ik＝△radian_ik/segment_ik；

步驟3.4：根據(jù)以上步驟繪制路徑線條；

步驟4：路徑l_ik類型映射到區(qū)間[0,1]中為l_type_ik，由狀態(tài)s_i的顏色為color_i，狀態(tài)s_i+1的顏色為color_i+1，則可得到l_ik的顏色為color_ik＝(color_i+1-color_i)*l_type_ik+color_i；

步驟5：計算階段i中與路徑l_ik交叉的路徑個數(shù)crossNum_ik，利用長尾函數(shù)求得路徑的透明度transp_ik，其中crossNum_ik是自變量，transp_ik是因變量；根據(jù)算法求得路徑l_ik和路徑l_ip是否交叉，可以求得階段i內(nèi)路徑l_ik與其余路徑的交叉點的個數(shù)crossNum_ik，利用長尾函數(shù)求得路徑的透明度transp_ik；通過設(shè)置路徑的最大透明度transpMax_i，最小透明度transpMin_i，并求得階段i內(nèi)路徑交叉點最大為crossNumMax_i，最小為crossNumMin_i，則

步驟6：進(jìn)行交互設(shè)計。