多屬性節(jié)點(diǎn)向量網(wǎng)絡(luò)的圖可視分析.pdf

1、基于圖的可視分析在很多重要領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，如社交媒體、金融交易、生物網(wǎng)絡(luò)等方面。有效的圖布局算法對(duì)這些領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的可視分析至關(guān)重要。傳統(tǒng)的圖布局算法主要考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以生成符合美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的布局結(jié)果。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常包含附加的多個(gè)屬性數(shù)據(jù)，如社交網(wǎng)絡(luò)上人們感興趣的話題、喜歡聽的歌曲等，包含多個(gè)屬性的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了節(jié)點(diǎn)向量。節(jié)點(diǎn)向量包含的多屬性對(duì)于發(fā)掘網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系有重要的作用，通過考慮節(jié)點(diǎn)屬性我們能

2、夠更好地理解節(jié)點(diǎn)如何聚類以及節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中扮演的角色。傳統(tǒng)的圖布局算法大都沒有考慮多屬性的節(jié)點(diǎn)向量，得到的圖布局結(jié)果無(wú)法體現(xiàn)節(jié)點(diǎn)屬性對(duì)圖布局的影響。本文針對(duì)該問題，在傳統(tǒng)力導(dǎo)引布局算法的基礎(chǔ)上，提出了基于數(shù)據(jù)屬性嵌入的改進(jìn)圖布局算法，研究節(jié)點(diǎn)向量對(duì)圖布局的影響，不僅能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)與屬性相關(guān)的圖結(jié)構(gòu)，而且也能幫助我們更好地理解節(jié)點(diǎn)所扮演的角色和節(jié)點(diǎn)布局之間的關(guān)系。進(jìn)一步，本文基于節(jié)點(diǎn)屬性嵌入的圖布局提出了基于傳遞函數(shù)的圖布局方法框架，用戶

3、可以通過調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)交互得到相應(yīng)的圖布局結(jié)果。具體來(lái)講，可以通過傳遞函數(shù)設(shè)置圖布局的參數(shù)或選擇與布局相關(guān)的節(jié)點(diǎn)屬性。為了能夠基于傳遞函數(shù)交互計(jì)算并顯示圖布局結(jié)果，需要對(duì)圖布局算法進(jìn)行加速，本文采用了OpenCL框架對(duì)計(jì)算進(jìn)行并行加速。最后本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)面向多屬性節(jié)點(diǎn)向量網(wǎng)絡(luò)的圖可視化系統(tǒng)。
　　綜上所述，本文工作的主要貢獻(xiàn)包括以下三個(gè)方面：
　　1)節(jié)點(diǎn)屬性嵌入的圖布局算法：設(shè)計(jì)二次插值曲面，將節(jié)點(diǎn)間的屬性映射為控制力導(dǎo)引布

4、局的參數(shù)，從而基于參數(shù)函數(shù)的改變，改變力導(dǎo)引布局的結(jié)果，使得算法的布局結(jié)果與節(jié)點(diǎn)屬性相關(guān)。
　　2)基于傳遞函數(shù)的圖布局算法：將上述節(jié)點(diǎn)屬性嵌入的圖布局算法擴(kuò)展為基于傳遞函數(shù)的圖布局計(jì)算框架，用戶通過調(diào)節(jié)傳遞函數(shù)，交互改變圖布局結(jié)果。本文采用OpenCL異構(gòu)計(jì)算框架對(duì)算法進(jìn)行了加速，使得圖布局結(jié)果能夠基于傳遞函數(shù)交互產(chǎn)生變化，從而使得用戶可以交互設(shè)置合適的傳遞函數(shù)。
　　3)多屬性向量網(wǎng)絡(luò)可視化系統(tǒng)：本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)面向