面向云计算的计算机数据可视化技术探究

刘九江

（西南科技大学城市学院鼎利学院，四川 绵阳 622650）

0 引言

互联网时代发展速度极快，信息技术的广泛普及应用助推了各个行业的高效发展，自进入新时代以来，计算机技术逐渐呈现出自动化、智能化趋势，从根本上改变了传统数据信息规模与模式，而这一发展期间也带来了更多挑战，海量的数据信息需要更强的数据运算能力做支撑，且要求更精密的安全防护，只有做好这些方面的工作才能为计算机技术的发展提供坚实保障。数据可视化技术综合多种计算机技术，实现对大量数据的科学分析与处理，通过数据和图像的交互，不仅有效满足了人们对数据信息多元应用的需求，还可以进一步提升计算机技术的发展水平。因而，为了使计算机数据可视化技术得到更好的应用，文章探讨了该技术面向云计算的实施实践。

1 计算机数据可视化的相关概述

1.1 数据可视化的概念

数据可视化指的是将数据以可视化图形的形式进行表达，用可视化方式梳理其关系的一种技术［1］。广义概念下数据可视化技术整合了信息可视化、科学可视化以及可视分析学的相关内容。其中，信息可视化是针对数字、非数字等抽象数据所进行的信息形式转化，通过采用树状图、柱状图、流程图等实现与人们的视觉交互，以此来增进人们对数据信息的认知，在地理信息处理中较为常见；科学可视化是针对三维现象如光源、面等数据所进行的信息表达形式转化，将科学数据利用不同图形方式进行呈现，不仅可以让人们更精准的把握数据中的规律，还能够体现出更强的真实感，如气象学研究中较为常见；可视分析学是一种新的理论领域，基于数据可视化的发展而逐步产生，主要对交互式视觉的相关内容进行研究与分析。

1.2 数据可视化的作用

数据可视化将可视图表作为数据的表达形式，一方面满足人们的信息获取需求，相比于文字图表更易于被解读与理解，尤其对于复杂信息而言，可以实现精准快速的信息处理。另一方面，方便人们对关键信息的有效提取，通过对图表的观察能够直接理解数据背后所暗含的含义，进而获得关键信息，有助于满足用户对数据的使用需求。此外，数据可视化技术的应用优势还体现在可以提高信息沟通传递的有效性，避免在数据观察分析过程中消耗过多时间，让不同用户根据自主需求获得所需内容信息，达到高效交流、精准传达的效果。数据可视化技术在当前时代背景下所展现的功能价值随着技术革新发展而不断增加，科学把握技术的应用实践可以进一步推动信息技术的发展［2］。

2 计算机数据可视化的发展现状

2.1 数据趋向于多维化

如今，计算机技术和互联网技术已经被广泛应用在各个行业领域，所产生的数据信息也越来越多，且呈现出多维化趋势。对于这些多维化信息，人们很难直接从中识别到有用信息和有效信息，因而对多维化数据的处理提出了更高的要求，如何将其可视化成为目前多维信息发展的重要挑战之一。面对复杂的多维数据信息，若想实现对其有效应用则必须把握数据之间的规律和联系，通过运用几何图形方法能够将复杂的信息以复合图形、图像形式展现出来，由此人们可以直观地了解数据信息的内在规律，并掌握其分布特征，进而将其应用到所需领域。

2.2 可视化工具持续创新

科学技术的革新发展很大程度上了改变了人们的工作方式，一些基础工作被新技术、新设备代替。在数据可视化发展中，同样涌现出多种多样的可视化工具，展现出创新性和前卫性。在这样的背景下，过往所必须理解的一些专业认知也被剔除，减少可视化技术的应用难度，更有助于技术的创新推广。现阶段，在不同领域应用最为广泛的数据可视化工具有iCharts，FineReport，tableau，JpGraph，Highcharts等。这些工具中不仅包含了大量可以任意选择的可视化图表模板，而且有些工具还支持拖曳式设计方式和可视化特效设计，操作简单便捷，功能丰富多样，能很好地满足不同用户的多元使用需求，大大提高了可视化工具的使用效率［3］。

2.3 三维可视化快速发展

在计算机技术快速发展的同时也不断推动着海量数据可视化处理能力的强化，其中三维可视化技术就是其中之一，通过三维可视化架构的搭建，将数据信息直接转化为三维形式，获得更加直观、真实的数据状态，人们也可以借此获得更多有用信息，并在此基础上实现对信息的更进一步探索。以地理研究为例，GIS系统就实现了与数据可视化技术的创新融合，借助一些编程工具实现了对地理信息的可视化转换，人们在搜索地图的同时能够直接了解到地点的地形情况，以及还有街景视图可以查看，除了将数据完成三维可视化之外，还为用户提供更多其他信息功能，如数据管理功能、数据查询功能和数据分析功能等，这一技术在建筑领域、教育领域同样也具有较好的应用价值。

3 计算机数据可视化系统结构设计分析

3.1 以Web为基础的数据可视化系统结构设计

数据可视化技术以Web为基础进行表达主要是为了动态数据图表，依托于Web数据库访问技术和动态网页技术，用户不仅可以实现数据传递、图表生成，更能够获得动态数据。在Web基础上开展数据可视化系统结构的设计，需重点考虑以下几个要点：(1）用户接口的设计。让用户可以接受JSP页面，由客户端直接获取数据，如数据源、数据图表类型等。然后，实现数据可视化系统与用户端的交互，这样可以将输入端所获得的数据信息直接反应在Web页面上，方便用户自客户端随时随地下载应用。经计算机系统所处理的各种数据信息也均可以通过Web显示，并反馈到用户的浏览器上，便于其应用。(2）数据库接口的设计。将用户数据库与客户端程序联系到一起，当用户操作要求显示某一数据序列时，该数据序列会直接通过客户端程序快速反应在Web页面上，这样就可以为用户提供可视化的数据。(3）数据显示的设计。将可视化技术、数据挖掘技术和回归分析技术等融合到数据可视化系统当中，把数据计算、Java Applet也置入Web，如此能够更好地实现与用户的动态交互，为用户提供更加直观形象的数据信息［4］。

3.2 数据可视化系统的设计流程分析

在Web基础上完成数据可视化系统结构设计后，也要明确用户对该系统的操作流程。首先，用户根据数据应用需要选择相应的数据源类型，手工输入所需数据后，经系统反应从用户数据库中提取相关数据信息，显示出数据表。其次，用户根据需要选择数据可视化图表的类型。最后，用户按照需要选择数据可视化图表的显示效果，通过自主选择自定义图表的颜色、刻度间距、标题和标签等信息，再次更新后可以显示出符合其要求的可视化数据形式。若操作过程中想要重新选择可以返回或退出后，再据实选择合适的数据源、数据类型和显示效果等。

4 面向云计算的计算机数据可视化技术应用

4.1 不同行业中计算机数据可视化技术的应用情况

计算机数据可视化技术在多个领域被广泛应用，发挥出不容忽视的技术优势，在推动相关行业发展方面也起到较好的作用。(1）在交通领域，因人们出行需求和私家车拥有量的逐年增多为交通运输带来较大压力，交通拥挤问题十分显著。通过GIS技术、物联网技术等与数据可视化技术的结合，构建智能化的交通运输体系，不仅能更加直观清晰的反应各交通路段的实时交通情况，还能提供各时期、各时段的交通情况，这不仅为交通拥挤问题的治理提供了便利，还提高了交通运输体系的管理效率与质量。(2）在医疗领域，因医疗相关数据非常庞大，传统电子存储方式已无法满足当前医疗行业的发展需要，计算机可视化数据技术的出现让医院更好地实现了智能化的数据管理。基于数据可视化完成对各种医学问题的深入分析，也可以进行一些疾病趋势预测，促使医院掌握全面真实的医学发展规律，助推医疗行业的发展［5］。(3）在生产销售企业中，计算机数据可视化技术能够动态直观地呈现企业运营发展中所产生的各种数据信息，帮助管理者分析数据，做出更加科学合理的决策，为企业运营带来更多经济效益。

4.2 计算机数据可视化所面临的发展挑战

云计算的出现和发展对数据可视化技术的应用提出了更高的要求，由于数据信息是不断变化革新的，可视化技术能够实现与之及时的对接与否也是当前技术发展所面对的挑战之一。以往的可视化技术与方法显然已经无法满足用户对数据信息的使用需求，不能快速实现数据处理与分析，一定程度上影响数据的应用价值，因而解决可视化技术的应用问题，提高数据可视化技术水平需得到重视。从信息时代发展实际情况来看，计算机数据可视化所面临的挑战还表现在以下几个方面：一是数据量较为庞大。传统信息处理软件和工具很难满足数据分析需要，海量的数据已经不是小型计算集群的承受范围，因而还需继续创新开发更高超的技术。二是数据不确定性较高。庞大数据的另一特点是复杂化，多种多样的数据信息中存在很多未知，在分析处理过程中若出现问题则会对整个数据质量产生影响。三是数据的变化速度较快。每分每秒都有数据信息不断涌现而出，并且在快速传输、传递，以流式数据为主，对此必须采取更加高效的可视化技术实现对这些数据的实时分析。四是数据的类型、结构较为多样。不仅在数量规模上体现出多维性，在数据类型上也展现出多源性，而当前的数据统计方法与数据分析方法都无法满足非结构化、异构数据等的处理分析需要，很难做到对数据信息的完整分析，因而需要在分析能力方面继续改进与完善。

4.3 面向云计算的计算机数据可视化技术的应用对策

面向云计算，在应用实施计算机数据可视化技术时需积极提高数据信息的可视化应用意识，改变传统数据应用理念，相关工作人员要主动学习掌握新时代数据可视化技术的相关理论和理念，指导数据可视化技术的应用落实，不断增强计算机数据可视化技术水平，满足用户的数据使用需求。尤其是相关管理人员要重视对自身计算机数据可视化技术应用意识的强化，明确可视化技术的重要价值，从技术、资金等多个方面给予更完善的支持，并与地区计算机管理部门做好沟通，打造级别更高、水平更高的数据可视化系统，切实满足各方对数据信息的应用需要。另外，在应用计算机数据可视化技术时需进一步提高相应的维护能力，相关管理人员积极学习掌握维修养护技术，提高安全防范意识，不仅要做好防火墙、病毒查杀软件的设置之外，也要及时对各种病毒、威胁技术等进行深层分析，结合已知资料对未知病毒进行了解，按照计算机的实际应用情况将病毒防护系统安装到制定服务器，继而有效防护各种侵害，保证新计算机信息不会受到影响，提高数据可视化技术的应用可靠性。针对数据可视化技术的应用，相关管理人员也要具备积极开发创新意识，结合新时期信息技术的不断革新发展趋势，以及各用户对数据信息的应用需要，开发创新数据可视化技术，构建更好的数据可视化系统，快速且及时地提供用户所需的数据源、图表类型等，清晰完整的为用户提供可视化数据，以便于其开展相关工作［6］。此外，对于目前计算机数据可视化技术所面临的挑战，相关管理人员要重视强化数据分析能力，运用更加丰富的数据分析方法力求实现闭环的数据分析形式，为用户提供可靠的分析结果。数据深层分析和数据交互是数据可视化技术所要达到的目标之一，目的是满足不同用户的个性化数据应用需求，掌握可视化数据之间的逻辑，因而在具体实践中相关技术人员还需积极探索更多交互手段与交互方式，如语音交互等，提高数据可视化的交互质量，进一步延伸数据可视化技术的应用范围。

5 结语

综上所述，当前计算机技术、互联网技术的发展速度较快，人们对这些技术的依赖性明显提高，由此所产生的数据量日益增加与复杂化，基于这样的背景人们对数据信息的使用也提出了更高的要求。数据可视化技术对于满足用户信息使用需求来说至关重要。数据可视化技术已经被广泛应用在多个行业领域，如医疗、交通、企业等。但数据可视化技术发展也面临挑战，如数据结构多样、数据信息多维、数据变化速度快等。对此，在应用计算机数据可视化技术时，不仅应继续强化可视化技术应用意识，提高相关工作人员的综合素养，也要强化对数据可视化技术的维护，进而推动信息时代的进发展，促使计算机数据可视化技术发挥出更大的作用。