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面向复杂网络的可视化分析工具的设计与实现

作　者: 马井刚
导　师: 张雷
学　校: 北京邮电大学
专　业: 软件工程
关键词: 复杂网络 可视化分析 社会网络分析 信息抽取 统一数据模型
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


如今,许多科学研究者都开始应用复杂网络的挖掘方法去分析各种现象,解决实际的问题。虽然各个研究者的研究方向都不尽相同,但其思路有着一定的共性：首先对所研究领域的数据进行网络建模,然后应用复杂网络的挖掘方法去分析网络,最后对网络结构和研究结果进行可视化展示。在整个过程中,网络的挖掘方法和可视化展示等功能,都需要计算机软件来辅助完成。然而,很多研究者对计算机工具的开发并不熟悉,从而影响了他们的研究进程。因此,一种面向大规模网络数据的建模、分析和可视化展示工具成为迫切的需要。本文实现的面向复杂网络的可视化分析工具将数据预处理、数据建模、数据分析和可视化集成在一起,为公共安全部门整合数据资源,深化数据应用提供了一个统一的网络数据挖掘过程。此工具主要有以下两个优点：1)统一的数据模型；2)强大的数据分析和可视化功能。鉴于面向复杂网络的可视化分析工具产生的重大意义,本文作者学习了相关的可视化分析技术,并取得了如下的研究成果：●研究了网络可视化分析工具产生的背景、意义和国内外研究现状。本文首先阐述了网络可视化分析工具的背景和意义,然后介绍了各种工具的发展现状。●设计并实现了面向复杂网络的可视化分析系统。本文首先介绍了系统的体系架构和功能,然后介绍了核心模块的实现方法。●最后,此系统利用以结构化数据为数据源的科研合作网络和以非结构化数据为数据源的台海两岸新闻的人物关系网络这两个应用案例验证了系统的可用性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 本文主要工作  12
  1.4 本文结构  12-14
第二章 网络可视化分析技术综述  14-29
  2.1 复杂网络分析技术  14-17
    2.1.1 复杂网络的表示  14-15
    2.1.2 复杂网络的统计特征  15-16
    2.1.3 复杂网络的网络特征  16-17
    2.1.4 复杂网络的演化特征  17
  2.2 复杂网络可视化技术  17-21
    2.2.1 布点算法  17-19
    2.2.2 可视化压缩算法  19
    2.2.3 相关领域的应用  19-21
  2.3 文本分析技术  21-24
    2.3.1 分词/词性标注  21-22
    2.3.2 实体识别  22-23
    2.3.3 实体关系抽取  23-24
  2.4 网络可视化分析工具介绍  24-29
    2.4.1 网络可视化框架以及类库  24-26
    2.4.2 通用的网络可视化工具  26-27
    2.4.3 专用的网络可视化工具  27-29
第三章 面向复杂网络的可视化分析工具的设计  29-39
  3.1 数据模型设计  29-33
    3.1.1 数据模型说明  29-30
    3.1.2 节点属性表  30-31
    3.1.3 边属性表  31-32
    3.1.4 数据模型映射举例  32-33
  3.2 系统功能  33-36
    3.2.1 数据抽取功能  34
    3.2.2 数据分析功能  34-35
    3.2.3 可视化展示功能  35
    3.2.4 可交互性可视化功能  35-36
  3.3 系统的重要特性  36-39
    3.3.1 系统的集成特性  36-37
    3.3.2 系统的工作流管理特性  37-38
    3.3.3 系统的元数据管理特性  38-39
第四章 面向复杂网络的可视化分析工具的实现  39-57
  4.1 系统架构概述  39-42
    4.1.1 数据源层  40-41
    4.1.2 数据模型层  41
    4.1.3 可视化分析层  41-42
    4.1.4 用户访问层  42
  4.2 核心模块实现  42-55
    4.2.1 用户界面包  43-44
    4.2.2 作图包  44-46
    4.2.3 数据抽取包  46-49
    4.2.4 Dao包  49-52
    4.2.5 Util包  52-53
    4.2.6 Conf包  53-55
  4.3 系统实现  55-57
    4.3.1 开发运行环境  55
    4.3.2 实现技术  55-56
    4.3.3 系统运行情况  56-57
第五章 应用案例与分析  57-67
  5.1 实验环境  57
  5.2 科研合作网络  57-61
    5.2.1 数据准备  57-58
    5.2.2 分析作者合作网络  58-59
    5.2.3 分析地域合作网络  59-60
    5.2.4 作者合作网络的演化分析  60-61
  5.3 台海新闻人物网络  61-66
    5.3.1 数据准备  61-63
    5.3.2 分析人物关系网络  63-65
    5.3.3 人物关系网络演化分析  65-66
  5.4 总结与评价  66-67
第六章 总结与展望  67-69
  6.1 论文总结  67
  6.2 论文展望  67-69
参考文献  69-71
致谢  71

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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