一种大数据三维模型的图形化分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大数据三维模型的图形化分析方法及系统，方法包括：从三维数据模型数据库中读取待分析数据；根据读取的待分析数据选择横向二维数据检视、纵向二维数据检视、Z向数据切片检视和三维仿真镜头漫游中的任意一种方式或任意几种方式的组合来进行多层次、多维度和多类型的可视化分析；根据可视化分析的结果进行热点分析处理，得到待分析数据的数据热点和平面纹理结构。本发明专利技术可视化分析方式更加灵活，且集二维数据检视、纵向二维数据检视、Z向数据切片检视、三维仿真镜头漫游和热点分析功能于一身，功能更加丰富；能通过热点分析得到数据的热点和变化趋势，更加方便。本发明专利技术可广泛应用于大数据处理领域。

Graphical analysis method and system for large data three-dimensional model

The invention discloses a three-dimensional model of big data graphical analysis method and system. The method includes: reading data to be analyzed from the 3D data model in the database; according to the combination of reading to analyze the data to select the two-dimensional transverse and longitudinal data to examine two-dimensional data view, Z to view any data slice and 3D simulation of a scene roaming any of several ways or methods to analyze the visualization of multi-level and multi dimension and multi type; hot spot analysis according to the visual analysis of the results, analysis of data to obtain the hot data structure pattern of peace. The visual analysis method is more flexible, and the two-dimensional data view, longitudinal view, Z view, 2D data to 3D simulation data slice lens roaming and hotspot analysis functions in a more feature rich; through the hot research focus and trends in data, more convenient. The invention can be widely applied in the field of large data processing.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大数据处理领域，尤其是一种大数据三维模型的图形化分析方法及系统。
技术介绍
近年来，国际上提出了信息可视化的问题。一般说来，科学计算可视化是指空间数据场的可视化，而信息可视化则是指非空间数据的可视化。随着社会信息化的推进和网络应用的日益广泛，信息源越来越庞大。除了需求对海量数据进行存储、传输、检索及分类等外，人们更迫切需求了解数据之间的相互关系及发展趋势。实际上，在激增的数据背后，隐藏着许多重要的信息，人们希望能够对其进行更高层次的分析，以便更好地利用这些数据。目前的数据库系统可以高效地实现数据的录入、查询和统计等功能，但其无法发现数据中存在的关系和规则，无法根据现有的数据来预测未来的发展趋势。为了分析大量、复杂和多维的数据，需要提供像人眼一样直观的、交互的和反应灵敏的可视化环境。因此，数据可视化技术的主要特点包括：（1）交互性：用户可以方便地以交互的方式管理和开发数据。（2）多维性：用户可以看到表示对象或事件的数据的多个属性或变量，而数据可以按其每一维的值，将其进行分类、排序、组合和显示。（3）可视性：数据可以通过图象、曲线、二维图形、三维体和动画的形式来显示，并可对其模式和相互关系进行可视化分析。历史证明，人类的视觉在人类的科学发现中发挥过杰出的作用。通常在可视化方面，关键技术的出现，就是重大科学发现的前奏。望远镜和显微镜在天文学和生物发展中的作用，就是明证。这些工具，放大和扩展了人类眼晴的功能。人类的可视化功能，允许人类对大量抽象的数据进行分析。新的数据开发工具，可以大大拓展我们的视力。人的创造性不仅取决于人的逻辑思维，而且取决于人的形象思维。海量的数据只有通过可视化变成形象的内容，才能激发人的形象思维。数据可视化技术需要从表面上看来是杂乱无章的海量数据中，找出其中隐藏的规律，为科学发现、工程开发、医疗诊断和业务决策等提供依据。这里还必须区分数据、信息和知识的概念。数据是符号的集合。信息是有用的数据。信息不等同于知识。信息不能像知识那样去反映数据之间的内在联系。对于知识，有人主张可分成两类，一类是无法用语言和文字来描述的，称之为隐知识（TacitKnowledge）；另一类是可以用语言和文字来描述的，称之为显知识（ExplicitKnowledge）。当前，信息就是这种显知识。展望未来，在脑科学取得突破的基础上，类人脑的计算机－生物计算机将会被研制出来，从而开创人工智能的黄金时代。但即使到那时，信息也不能完全表达人类全部的隐知识。只有将数据和信息用图形和图像表示出来，才有可能为获得十分宝贵的隐知识创造条件。总之，数据可视化技术可以大大加快数据的处理速度，使每时每刻都在产生的海量数据得到有效利用；可以在人与数据、人与人之间实现图像通信，从而使人们能够观察到数据中隐含的现象，为发现和理解科学规律提供有力工具；可以实现对计算和编程过程的引导和控制，通过交互手段改变过程所依据的条件，并观察其影响。然而，目前的数据可视化技术，尤其是大数据可视化技术，仍存在分析方式不够灵活，功能单一，无法进行热点分析等不足，亟需进行进一步改进。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种灵活、功能丰富和方便的，大数据三维模型的图形化分析方法。本专利技术的另一目的在于：提供一种灵活、功能丰富和方便的，大数据三维模型的图形化分析系统。本专利技术所采取的技术方案是：一种大数据三维模型的图形化分析方法，包括以下步骤：从三维数据模型数据库中读取待分析数据；根据读取的待分析数据选择横向二维数据检视、纵向二维数据检视、Z向数据切片检视和三维仿真镜头漫游中的任意一种方式或任意几种方式的组合来进行多层次、多维度和多类型的可视化分析；根据可视化分析的结果进行热点分析处理，得到待分析数据的数据热点和平面纹理结构，所述平面纹理结构反映了待分析数据的变化趋势。进一步，所述根据读取的待分析数据选择横向二维数据检视、纵向二维数据检视、Z向数据切片检视和三维仿真镜头漫游中的任意一种方式或任意几种方式的组合来进行多层次、多维度和多类型的可视化分析这一步骤，其包括：进行横向二维数据检视分析：根据查询所需要的维度、调研项、指定范围和读取的待分析数据，对任一个填报单位进行各项填报指标的比较，并将比较的结果以二维直方图的形式进行图形化显示；进行纵向二维数据检视分析：根据查询所需要的维度、调研项、指定范围和读取的待分析数据，对任一个填报指标进行各个填报单位之间的比较，并将比较的结果以二维直方图的形式进行图形化显示；进行Z向数据切片检视分析：对读取的待分析数据，自顶向下进行逐层切片，生成所在图层的二维平面图，以通过生成的二维平面图观察各填报地区各填报选项所表现出来的活跃水平；进行三维仿真镜头漫游分析：在由读取的待分析数据组成的沙盘模型上，以虚拟摄像机的形式来进行漫游式的观察和分析，找到观察者的兴趣点。进一步，所述进行三维仿真镜头漫游分析这一步骤，其包括：进行虚拟摄像机的相机参数初始化处理；选定虚拟摄像机仿真镜头漫游的操作，所述虚拟摄像机仿真镜头漫游的操作包括但不限于镜头推进、镜头拉远、镜头平移和镜头转动；在由读取的待分析数据组成的沙盘模型上，根据所选定的操作进行漫游仿真图像的透视映射、缘检测及显示，以使观察者根据漫游仿真图像的显示内容找出兴趣点。进一步，所述根据可视化分析的结果进行热点分析处理，得到待分析数据的数据热点和平面纹理结构这一步骤，其包括：根据Z向数据切片检视分析的结果对待分析数据任一图层的二维平面图进行形态学处理，得到形态学处理后的切片图像；根据形态学处理后的切片图像进行热点分析，以分析出待分析数据的数据热点、图形边缘以及图形的纹理走向。进一步，所述根据Z向数据切片检视分析的结果对待分析数据任一图层的二维平面图进行形态学处理，得到形态学处理后的切片图像这一步骤，其包括：根据Z向数据切片检视分析的结果截取待分析数据任一图层的二维平面图；对截取的二维平面图进行滤波和消噪处理，得到滤波和消噪处理后的二维图像；对滤波和消噪处理后的二维图像进行二值化处理，得到二值化图像；对二值化图像进行基础像素处理，所述基础像素处理包括腐蚀处理和膨胀处理；根据基础像素处理的结果进行边缘检测、图像分割、形态骨架提取和噪声滤除操作，得到形态学处理后的切片图像。本专利技术所采取的另一技术方案是：一种大数据三维模型的图形化分析系统，包括：三维模型数据接口，用于根据数据检索的类型从三维数据模型数据库中提取所需的数据；数据检视模块，用于根据提取的数据进行横向二维数据检视、纵向二维数据检视和Z向数据切片检视，以从不同的数据属性维度来进行可视化的输出与分析对照；三维仿真镜头漫游模块，用于在由提取的数据组成的沙盘模型上，以虚拟摄像机的形式来进行漫游式的观察和分析，找到观察者的兴趣点；热点分析模块，用于根据Z向数据切片检视的结果进行热点分析，得到提取的数据的热点和平面纹理结构，所述平面纹理结构反映了数据的变化趋势；所述三维模型数据接口分别与数据检视模块和三维仿真镜头漫游模块连接，所述数据检视模块的输出端与热点分析模块的输入端连接。进一步，所述数据检视模块包括：横向二维数据检视单元，用于根据提取的数据对任一个填报单位进行各项填报指标的比较，并将比较的结果以二维直方图的形式进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大数据三维模型的图形化分析方法，其特征在于：包括以下步骤：从三维数据模型数据库中读取待分析数据；根据读取的待分析数据选择横向二维数据检视、纵向二维数据检视、Z向数据切片检视和三维仿真镜头漫游中的任意一种方式或任意几种方式的组合来进行多层次、多维度和多类型的可视化分析；根据可视化分析的结果进行热点分析处理，得到待分析数据的数据热点和平面纹理结构，所述平面纹理结构反映了待分析数据的变化趋势。

【技术特征摘要】
1.一种大数据三维模型的图形化分析方法，其特征在于：包括以下步骤：从三维数据模型数据库中读取待分析数据；根据读取的待分析数据选择横向二维数据检视、纵向二维数据检视、Z向数据切片检视和三维仿真镜头漫游中的任意一种方式或任意几种方式的组合来进行多层次、多维度和多类型的可视化分析；根据可视化分析的结果进行热点分析处理，得到待分析数据的数据热点和平面纹理结构，所述平面纹理结构反映了待分析数据的变化趋势。2.根据权利要求1所述的一种大数据三维模型的图形化分析方法，其特征在于：所述根据读取的待分析数据选择横向二维数据检视、纵向二维数据检视、Z向数据切片检视和三维仿真镜头漫游中的任意一种方式或任意几种方式的组合来进行多层次、多维度和多类型的可视化分析这一步骤，其包括：进行横向二维数据检视分析：根据查询所需要的维度、调研项、指定范围和读取的待分析数据，对任一个填报单位进行各项填报指标的比较，并将比较的结果以二维直方图的形式进行图形化显示；进行纵向二维数据检视分析：根据查询所需要的维度、调研项、指定范围和读取的待分析数据，对任一个填报指标进行各个填报单位之间的比较，并将比较的结果以二维直方图的形式进行图形化显示；进行Z向数据切片检视分析：对读取的待分析数据，自顶向下进行逐层切片，生成所在图层的二维平面图，以通过生成的二维平面图观察各填报地区各填报选项所表现出来的活跃水平；进行三维仿真镜头漫游分析：在由读取的待分析数据组成的沙盘模型上，以虚拟摄像机的形式来进行漫游式的观察和分析，找到观察者的兴趣点。3.根据权利要求2所述的一种大数据三维模型的图形化分析方法，其特征在于：所述进行三维仿真镜头漫游分析这一步骤，其包括：进行虚拟摄像机的相机参数初始化处理；选定虚拟摄像机仿真镜头漫游的操作，所述虚拟摄像机仿真镜头漫游的操作包括但不限于镜头推进、镜头拉远、镜头平移和镜头转动；在由读取的待分析数据组成的沙盘模型上，根据所选定的操作进行漫游仿真图像的透视映射、缘检测及显示，以使观察者根据漫游仿真图像的显示内容找出兴趣点。4.根据权利要求2或3所述的一种大数据三维模型的图形化分析方法，其特征在于：所述根据可视化分析的结果进行热点分析处理，得到待分析数据的数据热点和平面纹理结构这一步骤，其包括：根据Z向数据切片检视分析的结果对待分析数据任一图层的二维平面图进行形态学处理，得到形态学处理后的切片图像；根据形态学处理后的切片图像进行热点分析，以分析出待分析数据的数据热点、图形边缘以及图形的纹理走向。5.根据权利要求4所述的一种大数据三维模型的图形化分析方法，其特征在于：所述根据Z向数据切片检视分析的结果对待分析数据任一图层的二维平面图进行形态学处理，得到形态学处理后的切片图像这一步骤，其包括：根据Z向数据切片检视分析的结果截取待分析数据任一图层的二维平面图；对截取的二维平面图进行滤波和消噪处理，得到滤波和消噪处理后的二维图像；对滤波和消噪处理后的二维图像进行二值化处理，得到二值化图像；对二值化图像进行基础像素处理，所述基础像素处理包括腐蚀处理和膨胀处理；根据基础像素处理的结果进行边缘检测、图像分割、形态骨架提取和噪声滤除操作，得到形态学处理后的切片图像。6.一种大数据三维模型的图形化分析系统，其特征在于：包括：三维模型数据接口，用于根据数据检索的类型从三维数据模型数据库中提取所需的数据；数据检视模块，用于根据提取的数据进行横向二维数据检视、纵向二维数据检视和Z向数据切片检视...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄慕雄，黄昌勤，麦勇，高宁，
申请(专利权)人：华南师范大学，广州创显科教股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44