自适应可视化及其在地学信息可视化中的应用(1).pdf

自适应可视化及其在地学信息可视化中的应用_张宝一郑坤刘修国吴信才中国地质大学武汉研究生院【摘要】本文介绍了形式化描述自适应可视化的四类模型,即用户模型、资源模型、数据模型、问题域/1壬务模型。在分析自适应可视化在地学信息可视化中应用现状基础上,对地学信息自适应可视化的研究趋势进行了展望。【关键词l自适应可视化地学信息 0引言可视化是指在人脑中形成对事物的图像、促进对事物的观察及建立概念的一个心智处理过程。20世纪80年代末出现的科学计算可视化,将科学计算的结果数据转化为图像,使人与数据、人与人之间实现图像通信,对计算过程实现引导与控制并观察其影响,极大地提高了科学计算数据处理的速度和质量,实现了科学计算工具和环境的现代化。1987年2月,美国国家科学基金会在华盛顿召开了有关科学计算可视化的首次会议。会议指出:科学家们不仅需要分析计算机得出的计算数据,而且需要了解在计算过程中数据的变化,这些都要借助计算机图形学及图象处理技术。可视化作为一个工具被用来解译输入到计算机中的图像数据和从复杂的多维数据中生成图像, 它主要研究人和计算机怎样协调一致地感受、使用和传输视觉信息(}1cCormlck eta1,1987)[1]。随着可视化技术在科学研究中的作用越来越重要,如何实现高效的可视化成为一个亟待解决的问题,其中自适应可视化技术就是一种解决方案,科技部“863计划地球观测与导航技术领域2006年度专题申请指南”就将自适应可视化技术作为“地球空间信息系统技术专题”的一项申请内容。 1自适应可视化自适应在本质上是指不同系统产生相互作用时,能够主动变化的系统通过改变自身特征来促成系统间作用的顺利进行(See]y,2003)[2]。自适应可视化系统就是要根据系统的用户、数据、资源及要解决的问题等情况, 而自适应地采用相应的视觉表现形式。在理论方面,国内的研究尚不多见,但国外已经出现了大量的专门研究组织,如IAS(Intelllgent and Adaptlve System Research Grdup),自适应逐渐成为IT新的研究热点。Domlk& Gutkauf(1994)提出形式化描述自适应可视化系统的四类模型:用户模型、资源模型、数据模型和问题域/任务模型[3]。 ,用户建模则是指获取用户信息建立用户模型的过程。由于没有充分理解用户需求和用户行为,超负荷的视觉效果使得可视化系统无法满足用户需求,也无法起到数据的提供者与使用者之间的信息传输功能;不易理解的用户界面和复杂的不确定性操作也不能被普通用户所掌握。而自适应可视化系统以满足个性化需求为目标,可以根据用户信息(包括教育程度、性别、职业、计算机水平、文化背景、使用目的及偏好等)自适应地生成相应的用户界面和可视化内容。虽然自适应可视化系统信息的总量是不变的,但其组织形式并非固定,不同的用户知识水平、认知能力和使用目的,反映了不同的用户需求, 系统可根据用户类型及其不同需求,根据用户与计算机的交互性为,自行组织可视化信息内容、排列顺序和形式等(徐海燕等,2000)[4]。. Brusllovsky(1996)结合实例对自适应技术与方法进行的全面分析研究,即提出4w+2H问题,四个W分别为: where、Why、What、Who;两个H分别为:How