[发明专利]一种同构层次数据对比可视分析方法和应用

摘要

本发明公布了一种同构层次数据对比可视分析方法和应用，用节点‑链接法中的同构树表达层次结构，结合平行坐标进行布局，使得在展现数据的层次化关系的同时还可进行数据的对比分析；包括：对数据进行预处理，得到多个异构层次数据集；基于多个异构层次数据集，通过结构整合和减枝，抽取同构信息建立同构树；通过布局算法对同构树进行布局；结合同构树布局与平行坐标系，在展现数据的层次化关系的同时还可进行数据的对比分析。本发明支持对各节点属性值的对比分析，包括最大和最小值、属性值高低的分布模式和变化趋势、属性之间的关联等，可应用于对食品安全领域中多国MRL数据进行可视化。

主权项

1.一种同构层次数据对比可视分析方法，用节点‑链接法中的同构树表达层次数据的层次结构，结合平行坐标进行布局，通过同构树布局与平行坐标系进行层次数据的可视化，使得在展现层次数据的层次化关系的同时还进行层次数据的对比分析；层次数据包括具有层次属性和可对比性的多国最大农药残留限量MRL数据；所述同构层次数据对比可视分析方法包括如下步骤：A)对层次数据进行预处理，得到多个异构层次数据集；预处理包括：对层次数据进行数值单位统一、文本格式调整、层次同义词合并；B)基于多个异构层次数据集，通过结构整合和减枝，抽取同构信息，建立同构树；设定所述多个异构层次数据集为n个，n至少为2；将n个异构层次数据集表示为n个具有层次结构的树形结构，分别记为树A、树B、树C、...共n个树，记录各个树中各个节点的层次信息；基于所述n个树建立同构树，具体包括如下步骤：B11.n个树中，以树A为对比对象，对比树A与树B的层次结构和各个节点的信息，通过结构整合和减枝，抽取同构信息，形成新的同构树；B12.以新形成的树为对比对象，逐个与n个树中余下的树中的其中一个树形结构进行层次结构和节点信息的对比，通过结构整合和减枝，抽取同构信息，形成新的同构树；B13.重复B12中的步骤，直至遍历所有n个树，得到最后的同构树t；C)通过布局算法对同构树进行布局，所述布局算法将与根节点相连的一族子树称为一个子树簇，统计同构树中每个子树簇的叶子节点个数，按照叶子节点个数从多到少排序，将叶子节点个数最多的子树簇称为第一个子树簇，将所述第一个子树簇布局在图形中央，剩余的子树簇按照叶子节点个数从多到少依次排列在所述第一个子树簇的上下两端；具体地，设定n为同构树中叶子节点的总数；m为同构树中子树簇的总数；k为同构树的深度；定义Sij为第i棵子树中第j个叶子节点的位置，其中i表示子树的编号，j表示叶子节点的编号；设定Sh表示当前已布局叶子节点的上边界位；Sl表示当前已布局叶子节点下边界的位置；定义Hi’j’为第i’颗子树中第j’个子节点位置，其中i’表示子树的编号，j’表示子节点的编号；定义F(Hi’j’,k)为位于k层的第i’颗子树中第j’个子节点的定位函数；所述布局算法具体包括如下步骤：step1：将坐标轴分为n等份，将第一个子树簇中的所有叶子节点按照所在子树进行编号，初始化S₁₁的位置为：step2：布局其余的叶子节点，直至遍历该子树的所有叶子节点：step3：定义该子树簇中其余子树的叶子节点位置为：step4：计算上一层父节点位置的定位函数F(Hi’j’,k)：step5：令Hi’j’为新的子节点，重复step4，逐层向上递归计算，直至遍历整个子树簇；step6：重复step3计算新的叶子节点位置，遍历一个完整的子树簇后，重复step4和step5，直至形成新的子树簇；step7：重复step6，直至m个子树簇被遍历完，输出结果；D)结合C)所述同构树布局与平行坐标系进行层次数据可视化，具体将平行坐标的列抽象显示为不同层次结构叶子节点的值，由此建立同构树布局与平行坐标系之间的关联；再增加一列用来显示不同层次数据的属性值；由此使得在展现层次数据的层次化关系的同时还可进行层次数据的对比分析。