互联网与大数据的渗透普及,产生了海量数据,数据的巨量性、抽象性与异质性阻碍对其认知,数据可视化是解决这个问题的有效途径,然而常规数据可视化方法多未引入空间视角,没有建立与真实世界类似的信息感知空间,因而无法充分调动受众的空间认知能力,难以胜任复杂的数据可视化任务。作为一种特殊的可视化表达形式,地图按照科学的法则映射自然事物和社会现象,能够自然引发受众的空间感而有效地传达地理信息。受此启发,隐喻地图作为一种创新性和交叉性数据可视化方法,以地图作为非空间数据的表达载体,以地图要素隐喻语义目标,将抽象数据映射到形象虚拟空间,赋予受众以“看地图”的方式认知数据,能够充分利用人类的先天空间认知天赋与后天空间生活经验,可以弥补常规数据可视化方法在空间化方面的缺陷。在各类信息中,非空间的语义信息占比不容忽视,层次化语义信息是其中重要且常见的一类,描述事物间嵌套包含的组织构成关系。河系作为基本的地理要素,具有天然的支流-干流交汇层次结构。基于两者在结构上的相似性,本研究以层次化语义信息的河系地图隐喻表达为目标,以虚拟河系的自动构建为重点。研究内容主要包括:采用层次树模型,对层次化语义信息进行数据建模,基于本体描述层次数据中的语义关系,对实体与关系进行了图形化映射,对其中的属性信息和结构信息进行统一组织,并根据层次数据的横向与纵向特征将其归类为扁平型、均衡型、纵深型,为隐喻地图的生成奠定了数据基础;使用贝塞尔曲线和随机噪声曲线进行虚拟河流的模拟生成,基于平行状、羽毛状、辐合状河系的结构特征进行虚拟河系的自动构建,为空间联想认知提供了图形支撑;建立层次化语义信息与虚拟河系之间的映射关系,前者为本体,后者为喻体,以河流符号的长度、线宽、线型等特征隐喻表达属性信息,以特定类型河系的拓扑关系隐喻表达结构信息,实现了信息传递的完整通路。为进行理论与方法验证,选取书籍目录、中国各省市地区新冠肺炎累计确诊人数、项目文件组织分别作为均衡型、扁平型、纵深型层次化语义信息的代表性数据,进行羽毛状、平行状、辐合状河系地图隐喻表达实验,取得了兼具功能性与审美性的可视化表达分析效果。本研究首次以虚拟河系进行层次化语义信息的可视化表达与分析,提出的河系隐喻地图可以自然激发受众的空间认知能力与兴趣,能够有效表达层次数据的结构信息,有力支撑对隐藏规律与知识的发掘,为数据可视化的理论与方法探索更多可能的同时,拓展了隐喻地图的类型并进一步证明了其价值,但尚不支持时序数据的动态可视化,待后继研究中补充。