[發(fā)明專(zhuān)利]一種圖數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可視化方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710119488.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107545019A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張幟;陳振宇;高興宇;張達(dá)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 微云數(shù)聚（北京）科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11606
• 代理人: 哈達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)庫(kù)及可視化領(lǐng)域，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在圖數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可視化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展和普及，在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生和流動(dòng)的各種紛繁復(fù)雜數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，這其中就包括在互聯(lián)網(wǎng)中關(guān)系數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)。如何從海量的關(guān)系數(shù)據(jù)中建立圖數(shù)據(jù)庫(kù)，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)可視化的方法來(lái)直觀地展示其中盤(pán)根錯(cuò)節(jié)的各類(lèi)型關(guān)系，快速便捷地定位到自己需要查找的目標(biāo)，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中多維度多視角的各種關(guān)系進(jìn)行分析挖掘，勢(shì)必已成為一種不可或缺的需求。然而，目前絕大部分關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)處理關(guān)系缺乏高效的手段，而世界本來(lái)就是由關(guān)系組成的。

在數(shù)據(jù)建模領(lǐng)域主要有兩大主流模型，一類(lèi)是關(guān)系模型，逐漸演化成了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)；另一類(lèi)是語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，現(xiàn)在演化成了圖數(shù)據(jù)庫(kù)(全文都統(tǒng)稱為圖數(shù)據(jù)庫(kù))。目前在圖數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域，Neo4j是最流行、最有代表性的一種圖數(shù)據(jù)庫(kù)。

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中以表的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系通過(guò)建立外鍵關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行表達(dá)，在這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)下，在查詢數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，特別是處理比較復(fù)雜的關(guān)系時(shí)，需要反復(fù)不斷進(jìn)行各種選擇、連接等操作，導(dǎo)致查詢速度大大降低。

Neo4j是一款高性能的、世界領(lǐng)先的圖數(shù)據(jù)庫(kù)，具有靈活的結(jié)構(gòu)和完備的事務(wù)特性。包括Walmart、ebay、LinkedIn、思科、惠普等眾多國(guó)內(nèi)外大公司都在使用Neo4j。Neo4j使用的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是圖，主要涉及兩類(lèi)數(shù)據(jù)：節(jié)點(diǎn)和關(guān)系。其中，節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于圖中的點(diǎn)，它表示實(shí)體，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以擁有若干個(gè)屬性來(lái)刻畫(huà)實(shí)體信息，例如：{姓名：“張三”}表示節(jié)點(diǎn)有一個(gè)屬性叫“姓名”，而屬性的值為“張三”；關(guān)系對(duì)應(yīng)于圖中的邊，它表示節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，可使用三元組＜起始節(jié)點(diǎn)，關(guān)系類(lèi)型，終止節(jié)點(diǎn)＞表示。每個(gè)關(guān)系都必須有唯一的類(lèi)型，起始、終止節(jié)點(diǎn)表明關(guān)系的方向，同時(shí)關(guān)系也可以有自己的屬性；Neo4j支持給節(jié)點(diǎn)添加標(biāo)簽來(lái)將節(jié)點(diǎn)劃分為不同的類(lèi)別；Neo4j通過(guò)遍歷來(lái)訪問(wèn)圖中的節(jié)點(diǎn)和關(guān)系，圖遍歷執(zhí)行的速度是常數(shù)(每秒可遍歷百萬(wàn)個(gè)關(guān)系)，與圖的規(guī)模大小無(wú)關(guān)，因此相對(duì)于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)能夠極大地提高查詢和檢索數(shù)據(jù)的性能。

可以看出，與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)相比，Neo4j優(yōu)點(diǎn)在于其把所有的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以“圖”這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式構(gòu)建，而不是通過(guò)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中各種類(lèi)型的“表”經(jīng)由復(fù)雜的操作才能表達(dá)出來(lái)，因此Neo4j具有良好的查詢速度，特別適合運(yùn)用于社交網(wǎng)絡(luò)、買(mǎi)賣(mài)網(wǎng)絡(luò)等關(guān)系的表達(dá)。目前，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，很多應(yīng)用面臨著檢索速度、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等問(wèn)題，越來(lái)越多的用戶選擇將原來(lái)存儲(chǔ)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)遷移到Neo4j中，利用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)提高查詢的性能，同時(shí)提供更加靈活的存儲(chǔ)。由于Neo4j功能使用便捷、查詢性能高效，使得圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)逐漸廣泛地應(yīng)用到了金融、交通、消費(fèi)、娛樂(lè)、生產(chǎn)管理等諸多領(lǐng)域。

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的Neo4j圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其包括網(wǎng)頁(yè)展示模塊(Web)、引擎和圖數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，圖數(shù)據(jù)庫(kù)用于存儲(chǔ)圖數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要包括兩類(lèi)基本數(shù)據(jù)單元：節(jié)點(diǎn)(Node)和關(guān)系(Relationship)?；緮?shù)據(jù)單元以一定的數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含節(jié)點(diǎn)名稱、節(jié)點(diǎn)屬性等數(shù)據(jù)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)屬性可以有多個(gè)。例如：對(duì)于表征公司的節(jié)點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)名稱可以是公司名稱，節(jié)點(diǎn)屬性可以包括該公司的注冊(cè)資本和營(yíng)業(yè)額等多個(gè)屬性。關(guān)系包含三元組＜起始節(jié)點(diǎn)，關(guān)系類(lèi)型，終止節(jié)點(diǎn)＞，以及關(guān)系屬性。例如公司之間的關(guān)系類(lèi)型可以是借貸、投資等，關(guān)系屬性可以是借貸或投資的金額。引擎用于實(shí)現(xiàn)針對(duì)圖數(shù)據(jù)集進(jìn)行全局圖計(jì)算算法的數(shù)據(jù)處理，并與上層的網(wǎng)頁(yè)展示模塊進(jìn)行交互。網(wǎng)頁(yè)展示模塊用于通過(guò)執(zhí)行外部Cypher語(yǔ)言命令，從下層引擎獲取JSON格式的查詢結(jié)果并將其在瀏覽器網(wǎng)頁(yè)中進(jìn)行可視化顯示。JSON格式的查詢結(jié)果包含了所查詢到的節(jié)點(diǎn)和關(guān)系?？梢暬@示就是通過(guò)繪圖將這些節(jié)點(diǎn)和關(guān)系以圖的形式展示出來(lái)。

圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中典型的Neo4j圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)所展示出的一個(gè)可視化查詢結(jié)果示例。該可視化查詢結(jié)果能夠展示出多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的公司的借貸、投資關(guān)系，然而這種展示對(duì)用戶來(lái)說(shuō)不夠直觀，用戶不能輕易抓住和理解關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及重要關(guān)系的內(nèi)容且容易發(fā)生視覺(jué)誤差，這導(dǎo)致現(xiàn)有圖數(shù)據(jù)庫(kù)可視化展示方式快速定位并找出高價(jià)值信息的能力不足。尤其是在節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多，關(guān)系較為復(fù)雜的情形下，上述問(wèn)題將更加突出。

因此，當(dāng)前迫切需要一種對(duì)用戶操作更加友好、視覺(jué)效果更加直觀的圖數(shù)據(jù)庫(kù)可視化解決方案。