面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构的制作方法
面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机软件开发领域，具体涉及一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，每个行业都面临着海量数据的问题，人们不仅仅是对数据进行管理，还要从大量的数据里面获得全面的知识和信息，以便对数据进行分析。随着学术研宄的蓬勃发展，文献资料数量也越来越大，对于文献数据分析的需求也日益凸显，对于海量科技文献信息的分析，可以帮助用户了解目前热门学科，各领域研宄的主要人员和各领域发展动态等等。目前已有一些对于文献分析的工作，这些分析工作是多角度的，如:针对关键词引用关系网络、作者合作关系网络、文献引用网络等方法。但是这些研宄都是图表或者文字表述的，有些表述看起来不够直观。科学文献网络是复杂的异构数据信息，且信息量大，而现有的可视化工具对于海量数据的分析能力不足，所以需要一个分析海量文献并实现可视化展示，且能实现与用户的交互功能。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，利用分类和聚类的思想对原始的海量数据进行计算处理，从而解决科技文献网络的分析结果缺乏图形化展示的问题。同时本系统也能弥补现有的海量数据可视化工具缺乏分析统计功能的缺陷。
[0004]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0005]本发明包括有用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层。用户接口层:用于系统和用户交互的界面，是用户操作的接口。分析结果层:用于接受来自用户接口层的传来的用户指令，将分析统计层提交的分析结果数据进行可视化展示，并将展示结果提交给用户接口层。分析统计层:用于响应用户的分析指令，对多维数据构建分析模式，形成可视化数据，计算关系图元素几何度量特征值，并将可视化数据和结果提交给分析结果层实现可视化。数据模型层:用于维护数据库连接，实现数据库的访问，给分析统计层提供封装成符合关系图数据定义模式的数据。
[0006]进一步，所述用户接口层，由主界面管理模块、控制面板管理模块、可视化窗口模块和层次树窗口模块组成。。控制面板管理模块和层次树模块接受用户指令，提交给主界面管理模块，由主界面管理模块提交给分析结果层的“窗口接口”。后台分析处理后，将结果由“窗口接口 ”提交给主界面管理模块，由可视化窗口向用户展示；
[0007]进一步，所述分析结果层，由窗口接口模块、可视化管理引擎模块、可视化效果图模块、图标模块、鼠标操作管理模块、可视化图像过滤模块和可视化配置信息管理模块。窗口接口模块接收用户接口层的用户指令和将本层的结果发给用户接口层。可视化管理引擎模块响应窗口接口层的与可视化相关的请求，核心功能在于维护现有已生成关系图对象池及其上下文环境，以此作为响应上层可视化请求的依据。当用户产生一个可视化命令时，管理引擎横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则按照新图重新创建。当用户根据上下文信息产生一个打开子图的命令时，管理引擎首先横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则顺次纵向遍历所有维护的层次树，直至找到目标子图的上层关系图对象，根据其绑定的图数据信息生成子图。该模块还具备解析上层命令、装载分析数据、启动关系图可视化功能和启动图标绘制功能。可视化效果模块接受可视化管理引擎模块的关系图点边数据，创建关系图且可以实时根据用户需求做出修改。图表模块接受可视化管理引擎发来的统计分析数据，按信息管理模块提供的图标风格参数创建图标。鼠标操作管理模块响应用户鼠标操作请求。图像过滤模块用于当前活跃关系图的元素过滤和搜索定位操作；
[0008]进一步，所述分析统计层，由分析算法处理接口模块、分析管理引擎模块、GM算法模块、FEMC算法模块、基本度量指标计算模块、多维连接分析模块、分析算法配置信息模块。分析算法处理接口模块将分析结果层的请求提交给分析统计层，并将得到的结果提交给分析结果层。分析管理引擎模块负责该层各模块之间的交互和转载各模块需要的原始关系数据。GN算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用GN算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。FEMC算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用FEMC算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。多维连接分析模块将分析主题和用户设定的维度属性转换为查询参数列表，经分析管理引擎模块获取数据模型层封装关系数据，并提交给分析算法处理接口模块。基本度量指标计算模块的功能是实时计算网络数据的各元素特征属性值。分许算法配置信息模块提供算法所需的参数和几何度量特征属性参数；
[0009]进一步，所述数据模式层，由数据抽取接口模块、点边信息模型管理模块、数据库连接池管理模块和数据模型配置信息管理模块。数据抽取接口模块接收上层的数据访问请求，调度点边信息模型管理模块响应请求，并返回封装好的数据。点边信息模型管理模块维护点边数据对象，点边对象含有业务属性信息，不含有与图有关的信息。数据库连接池管理模块实现数据连接池的维护和数据库连接的创建。数据模型配置信息管理模块含有数据模型配置信息；
[0010]进一步，所述GN算法模块，具体实施步骤如下:51:使用中介度算法计算网络节点中所有边的中介数；52:找到中介数最高的边并将它从网络中删除，将文献网络图划分为两个子图；53:计算当前聚类结果的子图凝聚度，检测其是否达到阈值；54:若未达到阈值，回到51继续重复执行；若达到阈值，则输出聚类结果作为最终结果输出。
[0011]进一步，所述FEMC算法模块，具体实施步骤如下:61:计算文献网络的i个极大团；62:运用关联规则计算i个极大团中频繁出现最小支持度大于极大团之间的节点小脚最小频率P，且大小为极大团节点相交个数q的集合Cq ；63:计算Cq的k个连通分量COk，任选极大团中一节点，计算该节点与每个连通分量COk的平均最短路径；64:通过比较找出最小的最短路径，将节点标记为j，即是将此节点分到j簇中；65:重复64直到所有节点均被分配到相应簇中。
[0012]本发明的有益效果在于:本发明是一种面向海量文献信息的可交互可视化分析系统架构，其特点是以海量文献信息为对象，按聚类模型划分不同文献，将相似度搞的文献分到同一组，构建起对应海量科技文献的具有分析能力和良好可视化展示功能的系统架构。本发明实现了文献网络分析的可视化展示，同时也扩展了目前的大图可视化工具的分析统计功能，能帮助用户理清科技发展的趋势，合理分配资源。
【附图说明】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0014]图1为本发明系统架构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0016]图1为本发明系统架构示意图，本发明提供一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，它包括有用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层:
[0017]S1:用户接口层，用于系统和用户交互的界面，是用户操作的接口。由主界面管理模块、控制面板管理模块、可视化窗口模块和层次树窗口模块组成。控制面板管理模块和层次树模块接受用户指令，提交给主界面管理模块，由主界面管理模块提交给分析结果层的“窗口接口”。后台分析处理后，将结果由“窗口接口”提交给主界面管理模块，由可视化窗口向用户展示；
[0018]S2:分析结果层，用于接受来自用户接口层的传来的用户指令，将分析统计层提交的分析结果数据进行可视化展示，并将展示结果提交给用户接口层。由窗口接口模块、可视化管理引擎模块、可视化效果图模块、图标模块、鼠标操作管理模块、可视化图像过滤模块和可视化配置信息管理模块。窗口接口模块接收用户接口层的用户指令和将本层的结果发给用户接口层。可视化管理引擎模块响应窗口接口层的与可视化相关的请求，核心功能在于维护现有已生成关系图对象池及其上下文环境，以此作为响应上层可视化请求的依据。当用户产生一个可视化命令时，管理引擎横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则按照新图重新创建。当用户根据上下文信息产生一个打开子图的命令时，管理引擎首先横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则顺次纵向遍历所有维护的层次树，直至找到目标子图的上层关系图对象，根据其绑定的图数据信息生成子图。该模块还具备解析上层命令、装载分析数据、启动关系图可视化功能和启动图标绘制功能。可视化效果模块接受可视化管理引擎模 块的关系图点边数据，创建关系图且可以实时根据用户需求做出修改。图表模块接受可视化管理引擎发来的统计分析数据，按信息管理模块提供的图标风格参数创建图标。鼠标操作管理模块响应用户鼠标操作请求。图像过滤模块用于当前活跃关系图的元素过滤和搜索定位操作；
[0019]S3:分析统计层，用于响应用户的分析指令，对多维数据构建分析模式，形成可视化数据，计算关系图元素几何度量特征值，并将可视化数据和结果提交给分析结果层实现可视化。由分析算法处理接口模块、分析管理弓I擎模块、GM算法模块、FEMC算法模块、基本度量指标计算模块、多维连接分析模块、分析算法配置信息模块。分析算法处理接口模块将分析结果层的请求提交给分析统计层，并将得到的结果提交给分析结果层。分析管理引擎模块负责该层各模块之间的交互和转载各模块需要的原始关系数据。GN算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用GN算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。FEMC算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用FEMC算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。多维连接分析模块将分析主题和用户设定的维度属性转换为查询参数列表，经分析管理引擎模块获取数据模型层封装关系数据，并提交给分析算法处理接口模块。基本度量指标计算模块的功能是实时计算网络数据的各元素特征属性值。分许算法配置信息模块提供算法所需的参数和几何度量特征属性参数。
[0020]S4:数据模型层，用于维护数据库连接，实现数据库的访问，给分析统计层提供封装成符合关系图数据定义模式的数据。由数据抽取接口模块、点边信息模型管理模块、数据库连接池管理模块和数据模型配置信息管理模块。数据抽取接口模块接收上层的数据访问请求，调度点边信息模型管理模块响应请求，并返回封装好的数据。点边信息模型管理模块维护点边数据对象，点边对象含有业务属性信息，不含有与图有关的信息。数据库连接池管理模块实现数据连接池的维护和数据库连接的创建。数据模型配置信息管理模块含有数据模型配置信息。
[0021]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，该系统主要功能是对于海量文献的分析和在基于分析运算之后多幅可视化图并行展示。系统分为四层:用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层。 用户接口层，用于系统和用户交互的界面，是用户操作的接口。 分析结果层，用于接受来自用户接口层的传来的用户指令，将分析统计层提交的分析结果数据进行可视化展示，并将展示结果提交给用户接口层。 分析统计层，用于响应用户的分析指令，对多维数据构建分析模式，形成可视化数据，计算关系图元素几何度量特征值，并将可视化数据和结果提交给分析结果层实现可视化。 数据模型层，用于维护数据库连接，实现数据库的访问，给分析统计层提供封装成符合关系图数据定义模式的数据。2.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述用户接口层，由主界面管理模块、控制面板管理模块、可视化窗口模块和层次树窗口模块组成。。控制面板管理模块和层次树模块接受用户指令，提交给主界面管理模块，由主界面管理模块提交给分析结果层的“窗口接口 ”。后台分析处理后，将结果由“窗口接口 ”提交给主界面管理模块，由可视化窗口向用户展示。3.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述分析结果层，由窗口接口模块、可视化管理引擎模块、可视化效果图模块、图标模块、鼠标操作管理模块、可视化图像过滤模块和可视化配置信息管理模块。窗口接口模块接收用户接口层的用户指令和将本层的结果发给用户接口层。可视化管理引擎模块响应窗口接口层的与可视化相关的请求，核心功能在于维护现有已生成关系图对象池及其上下文环境，以此作为响应上层可视化请求的依据。当用户产生一个可视化命令时，管理引擎横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则按照新图重新创建。当用户根据上下文信息产生一个打开子图的命令时，管理引擎首先横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则顺次纵向遍历所有维护的层次树，直至找到目标子图的上层关系图对象，根据其绑定的图数据信息生成子图。该模块还具备解析上层命令、装载分析数据、启动关系图可视化功能和启动图标绘制功能。可视化效果模块接受可视化管理引擎模块的关系图点边数据，创建关系图且可以实时根据用户需求做出修改。图表模块接受可视化管理引擎发来的统计分析数据，按信息管理模块提供的图标风格参数创建图标。鼠标操作管理模块响应用户鼠标操作请求。图像过滤模块用于当前活跃关系图的元素过滤和搜索定位操作。4.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述分析统计层，由分析算法处理接口模块、分析管理引擎模块、GM算法模块、FEMC算法模块、基本度量指标计算模块、多维连接分析模块、分析算法配置信息模块。分析算法处理接口模块将分析结果层的请求提交给分析统计层，并将得到的结果提交给分析结果层。分析管理引擎模块负责该层各模块之间的交互和转载各模块需要的原始关系数据。GN算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用GN算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。FEMC算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用FEMC算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。多维连接分析模块将分析主题和用户设定的维度属性转换为查询参数列表，经分析管理引擎模块获取数据模型层封装关系数据，并提交给分析算法处理接口模块。基本度量指标计算模块的功能是实时计算网络数据的各元素特征属性值。分许算法配置信息模块提供算法所需的参数和几何度量特征属性参数。5.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述数据模式层，由数据抽取接口模块、点边信息模型管理模块、数据库连接池管理模块和数据模型配置信息管理模块。数据抽取接口模块接收上层的数据访问请求，调度点边信息模型管理模块响应请求，并返回封装好的数据。点边信息模型管理模块维护点边数据对象，点边对象含有业务属性信息，不含有与图有关的信息。数据库连接池管理模块实现数据连接池的维护和数据库连接的创建。数据模型配置信息管理模块含有数据模型配置信息。6.如权利要求4所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于，GN算法模块，具体实施步骤如下:61:使用中介度算法计算网络节点中所有边的中介数；62:找到中介数最高的边并将它从网络中删除，将文献网络图划分为两个子图；63:计算当前聚类结果的子图凝聚度，检测其是否达到阈值；64:若未达到阈值，回到61继续重复执行；若达到阈值，则输出聚类结果作为最终结果输出。7.如权利要求4所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于，FEMC算法模块，具体实施步骤如下:71:计算文献网络的i个极大团；72:运用关联规则计算i个极大团中频繁出现最小支持度大于极大团之间的节点小脚最小频率P，且大小为极大团节点相交个数q的集合Cq ；73:计算Cq的k个连通分量COk，任选极大团中一节点，计算该节点与每个连通分量COk的平均最短路径；74:通过比较找出最小的最短路径，将节点标记为j，即是将此节点分到j簇中；75:重复74直到所有节点均被分配到相应簇中。
【专利摘要】随着学术研究的蓬勃发展，文献资料数量越来越大，对于文献数据分析的需求日益凸显。本发明是一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，构建适合于海量文献数据可视化分析可交互的系统架构，利用分类和聚类的思想对原始的海量数据进行计算处理，从而解决科技文献网络的分析结果缺乏图形化展示的问题。该架构分为四层：用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层。用户接口层是系统与用户交互接口；分析结果层实现分析结果的可视化展示；分析统计层实现对海量文献的分析；数据模型层维护数据库连接，实现数据库的访问。本架构分析海量文献并实现可视化展示，且能实现与用户的交互功能。
【IPC分类】G06F17/30
【公开号】CN104899258
【申请号】CN201510255702
【发明人】张可, 柴毅, 熊英志, 田甜, 马号
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机软件开发领域，具体涉及一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，每个行业都面临着海量数据的问题，人们不仅仅是对数据进行管理，还要从大量的数据里面获得全面的知识和信息，以便对数据进行分析。随着学术研宄的蓬勃发展，文献资料数量也越来越大，对于文献数据分析的需求也日益凸显，对于海量科技文献信息的分析，可以帮助用户了解目前热门学科，各领域研宄的主要人员和各领域发展动态等等。目前已有一些对于文献分析的工作，这些分析工作是多角度的，如:针对关键词引用关系网络、作者合作关系网络、文献引用网络等方法。但是这些研宄都是图表或者文字表述的，有些表述看起来不够直观。科学文献网络是复杂的异构数据信息，且信息量大，而现有的可视化工具对于海量数据的分析能力不足，所以需要一个分析海量文献并实现可视化展示，且能实现与用户的交互功能。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，利用分类和聚类的思想对原始的海量数据进行计算处理，从而解决科技文献网络的分析结果缺乏图形化展示的问题。同时本系统也能弥补现有的海量数据可视化工具缺乏分析统计功能的缺陷。
[0004]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0005]本发明包括有用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层。用户接口层:用于系统和用户交互的界面，是用户操作的接口。分析结果层:用于接受来自用户接口层的传来的用户指令，将分析统计层提交的分析结果数据进行可视化展示，并将展示结果提交给用户接口层。分析统计层:用于响应用户的分析指令，对多维数据构建分析模式，形成可视化数据，计算关系图元素几何度量特征值，并将可视化数据和结果提交给分析结果层实现可视化。数据模型层:用于维护数据库连接，实现数据库的访问，给分析统计层提供封装成符合关系图数据定义模式的数据。
[0006]进一步，所述用户接口层，由主界面管理模块、控制面板管理模块、可视化窗口模块和层次树窗口模块组成。。控制面板管理模块和层次树模块接受用户指令，提交给主界面管理模块，由主界面管理模块提交给分析结果层的“窗口接口”。后台分析处理后，将结果由“窗口接口 ”提交给主界面管理模块，由可视化窗口向用户展示；
[0007]进一步，所述分析结果层，由窗口接口模块、可视化管理引擎模块、可视化效果图模块、图标模块、鼠标操作管理模块、可视化图像过滤模块和可视化配置信息管理模块。窗口接口模块接收用户接口层的用户指令和将本层的结果发给用户接口层。可视化管理引擎模块响应窗口接口层的与可视化相关的请求，核心功能在于维护现有已生成关系图对象池及其上下文环境，以此作为响应上层可视化请求的依据。当用户产生一个可视化命令时，管理引擎横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则按照新图重新创建。当用户根据上下文信息产生一个打开子图的命令时，管理引擎首先横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则顺次纵向遍历所有维护的层次树，直至找到目标子图的上层关系图对象，根据其绑定的图数据信息生成子图。该模块还具备解析上层命令、装载分析数据、启动关系图可视化功能和启动图标绘制功能。可视化效果模块接受可视化管理引擎模块的关系图点边数据，创建关系图且可以实时根据用户需求做出修改。图表模块接受可视化管理引擎发来的统计分析数据，按信息管理模块提供的图标风格参数创建图标。鼠标操作管理模块响应用户鼠标操作请求。图像过滤模块用于当前活跃关系图的元素过滤和搜索定位操作；
[0008]进一步，所述分析统计层，由分析算法处理接口模块、分析管理引擎模块、GM算法模块、FEMC算法模块、基本度量指标计算模块、多维连接分析模块、分析算法配置信息模块。分析算法处理接口模块将分析结果层的请求提交给分析统计层，并将得到的结果提交给分析结果层。分析管理引擎模块负责该层各模块之间的交互和转载各模块需要的原始关系数据。GN算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用GN算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。FEMC算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用FEMC算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。多维连接分析模块将分析主题和用户设定的维度属性转换为查询参数列表，经分析管理引擎模块获取数据模型层封装关系数据，并提交给分析算法处理接口模块。基本度量指标计算模块的功能是实时计算网络数据的各元素特征属性值。分许算法配置信息模块提供算法所需的参数和几何度量特征属性参数；
[0009]进一步，所述数据模式层，由数据抽取接口模块、点边信息模型管理模块、数据库连接池管理模块和数据模型配置信息管理模块。数据抽取接口模块接收上层的数据访问请求，调度点边信息模型管理模块响应请求，并返回封装好的数据。点边信息模型管理模块维护点边数据对象，点边对象含有业务属性信息，不含有与图有关的信息。数据库连接池管理模块实现数据连接池的维护和数据库连接的创建。数据模型配置信息管理模块含有数据模型配置信息；
[0010]进一步，所述GN算法模块，具体实施步骤如下:51:使用中介度算法计算网络节点中所有边的中介数；52:找到中介数最高的边并将它从网络中删除，将文献网络图划分为两个子图；53:计算当前聚类结果的子图凝聚度，检测其是否达到阈值；54:若未达到阈值，回到51继续重复执行；若达到阈值，则输出聚类结果作为最终结果输出。
[0011]进一步，所述FEMC算法模块，具体实施步骤如下:61:计算文献网络的i个极大团；62:运用关联规则计算i个极大团中频繁出现最小支持度大于极大团之间的节点小脚最小频率P，且大小为极大团节点相交个数q的集合Cq ；63:计算Cq的k个连通分量COk，任选极大团中一节点，计算该节点与每个连通分量COk的平均最短路径；64:通过比较找出最小的最短路径，将节点标记为j，即是将此节点分到j簇中；65:重复64直到所有节点均被分配到相应簇中。
[0012]本发明的有益效果在于:本发明是一种面向海量文献信息的可交互可视化分析系统架构，其特点是以海量文献信息为对象，按聚类模型划分不同文献，将相似度搞的文献分到同一组，构建起对应海量科技文献的具有分析能力和良好可视化展示功能的系统架构。本发明实现了文献网络分析的可视化展示，同时也扩展了目前的大图可视化工具的分析统计功能，能帮助用户理清科技发展的趋势，合理分配资源。
【附图说明】
[0013]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中:
[0014]图1为本发明系统架构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0016]图1为本发明系统架构示意图，本发明提供一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，它包括有用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层:
[0017]S1:用户接口层，用于系统和用户交互的界面，是用户操作的接口。由主界面管理模块、控制面板管理模块、可视化窗口模块和层次树窗口模块组成。控制面板管理模块和层次树模块接受用户指令，提交给主界面管理模块，由主界面管理模块提交给分析结果层的“窗口接口”。后台分析处理后，将结果由“窗口接口”提交给主界面管理模块，由可视化窗口向用户展示；
[0018]S2:分析结果层，用于接受来自用户接口层的传来的用户指令，将分析统计层提交的分析结果数据进行可视化展示，并将展示结果提交给用户接口层。由窗口接口模块、可视化管理引擎模块、可视化效果图模块、图标模块、鼠标操作管理模块、可视化图像过滤模块和可视化配置信息管理模块。窗口接口模块接收用户接口层的用户指令和将本层的结果发给用户接口层。可视化管理引擎模块响应窗口接口层的与可视化相关的请求，核心功能在于维护现有已生成关系图对象池及其上下文环境，以此作为响应上层可视化请求的依据。当用户产生一个可视化命令时，管理引擎横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则按照新图重新创建。当用户根据上下文信息产生一个打开子图的命令时，管理引擎首先横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则顺次纵向遍历所有维护的层次树，直至找到目标子图的上层关系图对象，根据其绑定的图数据信息生成子图。该模块还具备解析上层命令、装载分析数据、启动关系图可视化功能和启动图标绘制功能。可视化效果模块接受可视化管理引擎模 块的关系图点边数据，创建关系图且可以实时根据用户需求做出修改。图表模块接受可视化管理引擎发来的统计分析数据，按信息管理模块提供的图标风格参数创建图标。鼠标操作管理模块响应用户鼠标操作请求。图像过滤模块用于当前活跃关系图的元素过滤和搜索定位操作；
[0019]S3:分析统计层，用于响应用户的分析指令，对多维数据构建分析模式，形成可视化数据，计算关系图元素几何度量特征值，并将可视化数据和结果提交给分析结果层实现可视化。由分析算法处理接口模块、分析管理弓I擎模块、GM算法模块、FEMC算法模块、基本度量指标计算模块、多维连接分析模块、分析算法配置信息模块。分析算法处理接口模块将分析结果层的请求提交给分析统计层，并将得到的结果提交给分析结果层。分析管理引擎模块负责该层各模块之间的交互和转载各模块需要的原始关系数据。GN算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用GN算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。FEMC算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用FEMC算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。多维连接分析模块将分析主题和用户设定的维度属性转换为查询参数列表，经分析管理引擎模块获取数据模型层封装关系数据，并提交给分析算法处理接口模块。基本度量指标计算模块的功能是实时计算网络数据的各元素特征属性值。分许算法配置信息模块提供算法所需的参数和几何度量特征属性参数。
[0020]S4:数据模型层，用于维护数据库连接，实现数据库的访问，给分析统计层提供封装成符合关系图数据定义模式的数据。由数据抽取接口模块、点边信息模型管理模块、数据库连接池管理模块和数据模型配置信息管理模块。数据抽取接口模块接收上层的数据访问请求，调度点边信息模型管理模块响应请求，并返回封装好的数据。点边信息模型管理模块维护点边数据对象，点边对象含有业务属性信息，不含有与图有关的信息。数据库连接池管理模块实现数据连接池的维护和数据库连接的创建。数据模型配置信息管理模块含有数据模型配置信息。
[0021]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1.一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，该系统主要功能是对于海量文献的分析和在基于分析运算之后多幅可视化图并行展示。系统分为四层:用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层。 用户接口层，用于系统和用户交互的界面，是用户操作的接口。 分析结果层，用于接受来自用户接口层的传来的用户指令，将分析统计层提交的分析结果数据进行可视化展示，并将展示结果提交给用户接口层。 分析统计层，用于响应用户的分析指令，对多维数据构建分析模式，形成可视化数据，计算关系图元素几何度量特征值，并将可视化数据和结果提交给分析结果层实现可视化。 数据模型层，用于维护数据库连接，实现数据库的访问，给分析统计层提供封装成符合关系图数据定义模式的数据。2.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述用户接口层，由主界面管理模块、控制面板管理模块、可视化窗口模块和层次树窗口模块组成。。控制面板管理模块和层次树模块接受用户指令，提交给主界面管理模块，由主界面管理模块提交给分析结果层的“窗口接口 ”。后台分析处理后，将结果由“窗口接口 ”提交给主界面管理模块，由可视化窗口向用户展示。3.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述分析结果层，由窗口接口模块、可视化管理引擎模块、可视化效果图模块、图标模块、鼠标操作管理模块、可视化图像过滤模块和可视化配置信息管理模块。窗口接口模块接收用户接口层的用户指令和将本层的结果发给用户接口层。可视化管理引擎模块响应窗口接口层的与可视化相关的请求，核心功能在于维护现有已生成关系图对象池及其上下文环境，以此作为响应上层可视化请求的依据。当用户产生一个可视化命令时，管理引擎横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则按照新图重新创建。当用户根据上下文信息产生一个打开子图的命令时，管理引擎首先横向查询对象池，若能找到则将其激活，否则顺次纵向遍历所有维护的层次树，直至找到目标子图的上层关系图对象，根据其绑定的图数据信息生成子图。该模块还具备解析上层命令、装载分析数据、启动关系图可视化功能和启动图标绘制功能。可视化效果模块接受可视化管理引擎模块的关系图点边数据，创建关系图且可以实时根据用户需求做出修改。图表模块接受可视化管理引擎发来的统计分析数据，按信息管理模块提供的图标风格参数创建图标。鼠标操作管理模块响应用户鼠标操作请求。图像过滤模块用于当前活跃关系图的元素过滤和搜索定位操作。4.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述分析统计层，由分析算法处理接口模块、分析管理引擎模块、GM算法模块、FEMC算法模块、基本度量指标计算模块、多维连接分析模块、分析算法配置信息模块。分析算法处理接口模块将分析结果层的请求提交给分析统计层，并将得到的结果提交给分析结果层。分析管理引擎模块负责该层各模块之间的交互和转载各模块需要的原始关系数据。GN算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用GN算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。FEMC算法模块接收分析管理引擎所给的原始关系数据，使用FEMC算法对其进行层次聚类，将聚类结果形成层次图，提交给分析算法处理接口模块。多维连接分析模块将分析主题和用户设定的维度属性转换为查询参数列表，经分析管理引擎模块获取数据模型层封装关系数据，并提交给分析算法处理接口模块。基本度量指标计算模块的功能是实时计算网络数据的各元素特征属性值。分许算法配置信息模块提供算法所需的参数和几何度量特征属性参数。5.如权利要求1所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于:所述数据模式层，由数据抽取接口模块、点边信息模型管理模块、数据库连接池管理模块和数据模型配置信息管理模块。数据抽取接口模块接收上层的数据访问请求，调度点边信息模型管理模块响应请求，并返回封装好的数据。点边信息模型管理模块维护点边数据对象，点边对象含有业务属性信息，不含有与图有关的信息。数据库连接池管理模块实现数据连接池的维护和数据库连接的创建。数据模型配置信息管理模块含有数据模型配置信息。6.如权利要求4所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于，GN算法模块，具体实施步骤如下:61:使用中介度算法计算网络节点中所有边的中介数；62:找到中介数最高的边并将它从网络中删除，将文献网络图划分为两个子图；63:计算当前聚类结果的子图凝聚度，检测其是否达到阈值；64:若未达到阈值，回到61继续重复执行；若达到阈值，则输出聚类结果作为最终结果输出。7.如权利要求4所述的面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，其特征在于，FEMC算法模块，具体实施步骤如下:71:计算文献网络的i个极大团；72:运用关联规则计算i个极大团中频繁出现最小支持度大于极大团之间的节点小脚最小频率P，且大小为极大团节点相交个数q的集合Cq ；73:计算Cq的k个连通分量COk，任选极大团中一节点，计算该节点与每个连通分量COk的平均最短路径；74:通过比较找出最小的最短路径，将节点标记为j，即是将此节点分到j簇中；75:重复74直到所有节点均被分配到相应簇中。
【专利摘要】随着学术研究的蓬勃发展，文献资料数量越来越大，对于文献数据分析的需求日益凸显。本发明是一种面向海量文献信息可交互可视化分析系统架构，构建适合于海量文献数据可视化分析可交互的系统架构，利用分类和聚类的思想对原始的海量数据进行计算处理，从而解决科技文献网络的分析结果缺乏图形化展示的问题。该架构分为四层：用户接口层、分析结果层、分析统计层、数据模型层。用户接口层是系统与用户交互接口；分析结果层实现分析结果的可视化展示；分析统计层实现对海量文献的分析；数据模型层维护数据库连接，实现数据库的访问。本架构分析海量文献并实现可视化展示，且能实现与用户的交互功能。
【IPC分类】G06F17/30
【公开号】CN104899258
【申请号】CN201510255702
【发明人】张可, 柴毅, 熊英志, 田甜, 马号
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
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