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对于社会网络(Social Network)的研究分析主要通过对其内部和各个社会角色以及相互关系的研究,了解社会网络是如何组成和发展的。可视化技术是研究社会网络的重要研究手段,它将社会网络数据转化为直观的图像,呈现在研究者面前。随着因特网和计算机技术的发展,动态社会网络大量涌现,所谓动态社会网络就是随时间变化的社会网络。在近期的研究中我们发现,用传统的静态可视化技术并不能很好的反映网络的变化过程,所以动态社会网络可视化研究也越来越受到关注。到目前为止,动态社会网络可视化的研究主要基于随时间变化的统计学图像和由每个时间点生成的一系列图像,前者缺乏全局性,只能用于观测某个属性值随时间的变化性,而后者虽然可以用于观测整个网络随时间的变化过程,但是它的可读性较差,由两个相邻时间点生成的图形缺乏连贯性。在对现有社会网络可视化软件的分析和比较之后,我们发现,现存的可视化工具对于静态网络具有较好的可视化效果,但对于动态社会网络可视化的效果却不是很好,主要是由于支持的数据格式单一,现有的工具基本上仅支持文本格式数据;生成的动态图像可读性较差,因为网络图像的生成具有随机性,同一个点在相邻图像中的位置不能确定。基于上述原因,我们开发了DYVT(Dynamic Visualization Tool)系统,对于现有的可视化技术进行了下列改进,使得其更加适用于动态社会网络的可视化:
(1)支持多种数据格式的读取
在现实生活中,动态社会网络的数据存在于多种数据格式中,例如关系数据库或由现存可视化工具自定义的基于文本的格式。在系统中,我们实现了对于两种数据格式的支持:DB2关系数据库数据和net的文本数据。
(2)改进现有的KK布局算法
由于网络图像的产生具有随机性,即使是同一组数据两次应用布局算法也会得到截然不同的图形。我们在系统中对于初始位置的选取进行了改进,有效的提高了图形产生的稳定性。
(3)实现了两种动态社会网络的显示方法:幻灯片放映方式和全景动画方式幻灯片放映方式和全景动画方式是两种动态社会网络显示的方法,前者可以更方便的研究每一个时间窗口生成的图像;后者更加有利于网络发展趋势的把握。系统将这两种显示方式有机的结合在一起,为了使网络平滑的变化,我们在已有的时间窗口中插入了很多动态绘制小窗口,在动画显示方式中,在屏幕上显示的正是这一系列的小窗口,在幻灯片显示方式中显示的是每个时间窗口中的最后一个小窗口中的图像信息。
本文围绕着DYVT系统的研究和设计展开讨论,在绪论中主要论述了课题的发展情况,介绍课题的来源和背景,简单介绍论文的主要工作。在第二章中详细的对社会网络及动态社会网络的定义、种类和特征加以说明。
第三章重点论述可视化技术和社会网络可视化技术的发展,提出了动态社会网络可视化技术研究的一般流程,针对几种常用的图形布局算法进行详细介绍,并对现有的可视化工具进行分析和比较。
第四章着重介绍了动态社会网络数据的组成与存储。存储方式主要可以分为基于文本的和基于XML的形式。详细讨论了这两种方式并分析了他们各自的使用特性。
第五、六、七章重点论述了DYVT系统的设计与开发,这也是本文的重点所在。第五章通过进行需求分析,总结系统的主要功能,提出了系统的结构图,并对每一个模块的功能进行了详细的介绍。在第六章中详细介绍了上述每一个模块的实现过程,从系统确认和系统认证方面评价了DYVT系统。第七章是对全文作了总结,并为今后的工作提出一些要求和希望。