大数据可视化是什么

数据可视化要根据数据的特性，可视化要根据数据的特性，如时间信息和空间信息等，找到合适的可视化方式，例如图表(Chart)、图(Diagram)和地图(Map)等，将数据直观地展现出来，以帮助人们理解数据，同时找出包含在海量数据中的规律或者信息。数据可视化是大数据生命周期管理的最后一步，也是最重要的一步。

数据可视化起源于图形学、计算机图形学、人工智能、科学可视化以及用户界面等领域的相互促进和发展，是当前计算机科学的一个重要研究方向，它利用计算机对抽象信息进行直观的表示，以利于快速检索信息和增强认知能力。

数据可视化系统并不是为了展示用户的已知的数据之间的规律，而是为了帮助用户通过认知数据，有新的发现，发现这些数据所反映的实质。

大数据可视化的基本概念

1) 数据空间。由n维属性、m个元素共同组成的数据集构成的多维信息空间。

2) 数据开发。利用一定的工具及算法对数据进行定量推演及计算。

3) 数据分析。对多维数据进行切片、块、旋转等动作剖析数据，从而可以多角度多侧面的观察数据。

4) 数据可视化。将大型数据集中的数据通过图形图像方式表示，并利用数据分析和开发工具发现其中未知信息。

大数据可视化的实施

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大数据可视化的实施是一系列数据的转换过程，如下图所示：

我们有原始数据，通过对原始数据进行标准化、结构化的处理，把它们整理成数据表。将这些数值转换成视觉结构(包括形状、位置、尺寸、值、方向、色彩、纹理等)，通过视觉的方式把它表现出来。例如将高中低的风险转换成红黄蓝等色彩，数值转换成大小。将视觉结构进行组合，把它转换成图形传递给用户，用户通过人机交互的方式进行反向转换，去更好地了解数据背后有什么问题和规律。

从技术上来说，大数据可视化的实施步骤主要有四项：需求分析，建设数据仓库/数据集市模型，数据抽取、清洗、转换、加载(ETL)，建立可视化分析场景。

1) 需求分析

需求分析是大数据可视化项目开展的前提，要描述项目背景与目的、业务目标、业务范围、业务需求和功能需求等内容，明确实施单位对可视化的期望和需求。包括需要分析的主题、各主题可能查看的角度、需要发泄企业各方面的规律、用户的需求等内容。

2) 建设数据仓库/数据集市的模型

数据仓库/数据集市的模型是在需求分析的基础上建立起来的。数据仓库/数据集市建模除了数据库的ER建模和关系建模，还包括专门针对数据仓库的维度建模技术。维度建模的关键在于明确下面四个问题：

哪些维度对主题分析有用?

如何使用现有数据生成维表?

用什么指标来"度量"主题?

如何使用现有数据生成事实表?

3) 数据抽取、清洗、转换、加载(ETL)

数据抽取是指将数据仓库/集市需要的数据从各个业务系统中抽离出来，因为每个业务系统的数据质量不同，所以要对每个数据源建立不同的抽取程序，每个数据抽取流程都需要使用接口将元数据传送到清洗和转换阶段。

数据清洗的目的是保证抽取的原数据的质量符合数据仓库/集市的要求并保持数据的一致性。

数据转换是整个ETL过程的核心部分，主要是对原数据进行计算和放大。数据加载是按照数据仓库/集市模型中各个实体之间的关系将数据加载到目标表中。

4) 建立可视化场景

建立可视化场景是对数据仓库/集市中的数据进行分析处理的成果，用户能够借此从多个角度查看企业/单位的运营状况，按照不同的主题和方式探查企业/单位业务内容的核心数据，从而作出更精准的预测和判断。

大数据可视化的挑战

大数据可视化面临的挑战主要指可视化分析过程中数据的呈现方式，包括可视化技术和信息可视化显示。大数据可视化的方法迎接了四个“V”的挑战，同时这也是4个机遇。

体量(Volume)：使用数据量很大的数据集开发，并从大数据中获得意义。

多源(Variety)：开发过程中需要尽可能多的数据源。

高速(Velocity)：企业不用再分批处理数据，而是可以实时处理全部数据。

质量(Value)：不仅为用户创建有吸引力的信息图和热点图，还能通过大数据获取意见，创造商业价值。

大数据可视化的发展趋势

大数据时代，大规模、高纬度、非结构化数据层出不穷，要将这样的数据以可视化形式完美的展示出来, 传统的显示技术已很难满足这样的需求. 而高分高清大屏幕拼接可视化技术正是为解决这一问题而发展起来的, 它具有超大画面、纯真彩色、高亮度、高分辨率等显示优势, 结合数据实时渲染技术、GIS空间数据可视化技术，实现数据实时图形可视化、场景化以及实时交互，让使用者更加方便地进行数据的理解和空间知识的呈现，可应用于指挥监控、视景仿真及三维交互等众多领域.

数据可视化的工具

数据可视化主要通过编程和非编程两类工具实现。主流编程工具包括以下三种类型：从艺术的角度创作的数据可视化，比较典型的工具是 Processing，它是为艺术家提供的编程语言;从统计和数据处理的角度，既可以做数据分析，又可以做图形处理，如R，SAS;介于两者之间的工具，既要兼顾数据处理，又要兼顾展现效果，D3.js、Echarts都是很不错的选择，二者这种基于Java的数据可视化工具更适合在互联网上互动的展示数据。

1. 入门级

入门级的意思是该工具是可视化工作者必须掌握的技能，难度不一定小、门槛也不一定低。相反，对于可视化大拿来说，这些工具依旧起到四两拨千斤的妙用。

Excel

别以为EXCEL只会处理表格，你可以把它当成数据库，也可以把它当成IDE，甚至可以把它当成数据可视化工具来使用。它可以创建专业的数据透视表和基本的统计图表，但由于默认设置了颜色、线条和风格，使其难以创建用于看上去“高大上”视觉效果。尽管如此，我仍然推荐你使用Excel。

亿信BI

亿信BI真正敏捷实用的商业智能分析平台，相信每一个接触到数据可视化的人都听说过亿信BI，亿信BI是一款数据可视化工具，可轻松实现中国式报表、dashboard仪表盘、统计图、地图分析、分析报告、多维分析等它不需要编程，而仅仅通过简单的拖拽操作即可完成惊艳的效果。对比Excel，它是专业应对数据可视化方案的利器，主要表现在数据可视化、聚焦/深挖、灵活分析、交互设计等功能。亿信BI是为数据而生，他洞悉数据的蛛丝马迹，发现数据的潜在价值，预测数据的发展趋势，他可以构建大型的总和数据分析平台，也可以作为小型的个性化的解决方案。亿信BI最大的缺点在于它是商业软件，不过官方提供试用。

2. 在线数据可视化

Google Charts

Google Charts是一个免费的开源js库，使用起来非常简单，只需要在标签中将src指向然后即可开始绘制。它支持HTML5/SVG，可以跨平台部署，并特意为兼容旧版本的IE采用了vml。

在新版google charts 发布之前，google有个类似的产品叫做Google Charts API，不同之处在于后者使用http请求的方式将参数提交到api，而后接口返回一张png图片。

Flot

Flot是一个很棒的线图和条形图创建工具，可以运用于支持canvas的所有浏览器——意味着大多数主流浏览器。这是一个jQuery库，如果你已经熟悉jQuery，你就可以容易的对图像进行回调、风格和行为操作。 浮悬的优点是你可以访问大量的调用函数，这样就可以运行你自己的代码。设定一种风格，可以让在用户悬停鼠标、点击、移开鼠标时展示不同的效果。比起其他制图工具，浮悬给予你更多的灵活空间。浮悬提供的选项不多，但它可以很好地执行常见的功能。

D3

D3(Data Driven Documents)是支持SVG渲染的另一种Java库。但是D3能够提供大量线性图和条形图之外的复杂图表样式，例如Voronoi图、树形图、圆形集群和单词云等。D3.js是数据驱动文件(Data-Driven Documents)的缩写，他通过使用HTMLCSS和SVG来渲染精彩的图表和分析图。D3对网页标准的强调足以满足在所有主流浏览器上使用的可能性，使你免于被其他类型架构所捆绑的苦恼，它可以将视觉效果很棒的组件和数据驱动方法结合在一起。

Echarts

Echarts百度出品的优秀产品之一，也是国内目前开源项目中少有的精品。一个纯 Java 的图表库，可以流畅的运行在 PC 和移动设备上，兼容当前绝大部分浏览器，底层依赖轻量级的 Canvas 类库 ZRender，提供直观，生动，可交互，可高度个性化定制的数据可视化图表。3.0版本中更是加入了更多丰富的交互功能以及更多的可视化效果，并且对移动端做了深度的优化。Echarts最令人心动的是它丰富的图表类型，以及极低的上手难度。

Highcharts

Highcharts在Echarts出现之初，功能还不是那么完善，可视化工作者往往会选择HighCharts。Highcharts 系列软件包含 Highcharts JS，Highstock JS，Highmaps JS 共三款软件，均为纯 Java 编写的 HTML5 图表库。Highcharts 是一个用纯 Java 编写的一个图表库， 能够很简单便捷的在 Web 网站或是 Web 应用程序添加有交互性的图表。Highstock 是用纯 Java 编写的股票图表控件，可以开发股票走势或大数据量的时间轴图表，Highmaps 是一款基于 HTML5 的优秀地图组件。

R

R严格来说，R是一种数据分析语言，与matlab、GNU Octave并列。然而ggplot2的出现让R成功跻身于可视化工具的行列，作为R中强大的作图软件包，ggplot2牛在其自成一派的数据可视化理念。它将数据、数据相关绘图、数据无关绘图分离，并采用图层式的开发逻辑，且不拘泥于规则，各种图形要素可以自由组合。当熟悉了ggplot2的基本套路后，数据可视化工作将变得非常轻松而有条理。

DataV

DataV阿里出品的数据可视化解决方案，之所以推荐DataV这个后起之秀，完全是因为淘宝双“11”活动中实时互动大屏幕太抢眼了。DataV支持多种数据源，尤其是和阿里系各种数据库完美衔接，如果你的数据本身就存在阿里云上，那选用DataV肯定是个省时省力的好办法。图表方面，DataV内置了丰富的图表模板，支持实时数据采集和解析。

3. 类GUI数据可视化CrossfilterCrossfilter

类GUI数据可视化CrossfilterCrossfilter是一个用来展示大数据集的 Java 库，它可以把数据可视化和GUI控件结合起来，按钮、下拉和滑块演变成更复杂的界面元素，使你扩展内容，同时改变输入参数和数据。交互速度超快，甚至在上百万或者更多数据下都很快。Crossfilter也是一种Java库，它可以在几乎不影响速度的前提下对数据创建过滤器，将过滤后的数据用于展示，且涉及有限维度，因此可以完成对海量数据集的筛选与加载。

4. 进阶工具 ProcessingProcessing

进阶工具 ProcessingProcessing 是用 Java 编程语言写的，并且 Java 语言也是在语言树中最接近 Processing 的。所以，如果您熟悉 C 或 Java 语言，Processing 将很容易学。Processing 并不包括 Java 语言的一些较为高级的特性，但这些特性中的很多特性均已集成到了 Processing。如今，围绕它已经形成了一个专门的社区，致力于构建各种库以供用这种语言和环境进行动画、可视化、网络编程以及很多其他的应用。Processing 是一个很棒的进行数据可视化的环境，具有一个简单的接口、一个功能强大的语言以及一套丰富的用于数据以及应用程序导出的机制。

WekaWeka是一个能根据属性分类和集群大量数据的优秀工具，Weka不但是数据分析的强大工具，还能生成一些简单的图表。weka首先是一个数据挖掘的利器，它能够快速导入我们的结构化数据，然后对数据属性做分类、聚类分析，帮助我们理解数据。但他的可视化功能同样不逊色，选择界面中的visualization，你会

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