1.2 數(shù)據(jù)可視化的作用和意義

1.數(shù)據(jù)可視化的作用

數(shù)據(jù)可視化的作用包括記錄信息、分析推理、信息傳播與協(xié)同。

（1）記錄信息

自古以來，記錄信息的有效方式之一是用圖形的方式描述各種具體或抽象的事物。圖1-5（a）所示內(nèi)容是我國的結(jié)繩記事，這種方式用不同粗細(xì)的繩子打成不同距離的結(jié)，其中的結(jié)有大有小，每種結(jié)法、距離大小以及繩子粗細(xì)表示不同的含義。圖1-5（b）所示內(nèi)容是甲骨文記事，甲骨文因鐫刻、書寫于龜甲與獸骨上而得名。經(jīng)過加工和刮磨的龜甲和獸骨由專門負(fù)責(zé)的卜官保管，卜官在它們的邊緣部位刻寫上記述這些甲骨的來源和保管情況的記事文字。圖1-5（c）所示內(nèi)容是竹簡記事，古人將文字刻在竹子做的木片上用來記錄發(fā)生的事情。

田徑賽場上的裁判員通過圖1-6所示的圖可以清晰、準(zhǔn)確、迅速地判定運(yùn)動員的名次和成績。

（2）分析推理

數(shù)據(jù)可視化極大地降低了數(shù)據(jù)理解的復(fù)雜度，有效地提升了信息認(rèn)知的效率。這有助于人們更快地分析和推理出有效信息。1854年，英國倫敦爆發(fā)了一場霍亂，John Snow醫(yī)生繪制了一張街區(qū)地圖，如圖1-7所示，這就是著名的“倫敦鬼圖”。該圖分析了霍亂患者的分布與水井分布之間的關(guān)系，John Snow發(fā)現(xiàn)在一口井的供水范圍內(nèi)患者明顯偏多，據(jù)此找到了霍亂爆發(fā)的根源——一個被污染的水泵。

（3）信息傳播與協(xié)同

俗話說“百聞不如一見”“一圖勝千言”。圖1-8展示了中國智能手機(jī)的出貨量數(shù)據(jù)，我們從中可以直觀地感受到2020—2021年手機(jī)出貨量的變化情況。

圖1-9所示為雅虎郵箱處理數(shù)據(jù)量的示意圖形。雅虎郵箱每小時處理的電子郵件總量為1.2TB，這些郵件若打印出來，大約需要644245094張A4紙。這是一個很大的數(shù)據(jù)，但到底有多大？若644245094張紙被首尾對接，則可以繞地球4圈多。由此，我們就能深刻地感受到雅虎郵箱處理的數(shù)據(jù)量之大。

隨著計算機(jī)技術(shù)的普及，數(shù)據(jù)無論從數(shù)量上還是從維度層次上都變得日益繁雜。面對海量而復(fù)雜的數(shù)據(jù)，各個科研機(jī)構(gòu)和商業(yè)組織普遍遇到以下問題。

① 大量數(shù)據(jù)不能被有效利用，棄之可惜，想用卻不知如何下手。

② 數(shù)據(jù)展示模式繁雜晦澀，無法快速甄別有效信息。

數(shù)據(jù)可視化就是將海量數(shù)據(jù)經(jīng)過抽取、加工、提煉，通過可視化方式展示出來，從而改變傳統(tǒng)的文字描述識別模式，達(dá)到更高效地掌握重要信息和了解重要細(xì)節(jié)的目的。

數(shù)據(jù)可視化在數(shù)據(jù)分析中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

① 動作更快。使用圖表來總結(jié)復(fù)雜的數(shù)據(jù)，可以確保對關(guān)系的理解要比那些混亂的報告或電子表格更快。可視化提供了一種非常清晰的交互方式，從而能夠更快地理解和處理這些信息。

② 以建設(shè)性方式提供結(jié)果。數(shù)據(jù)可視化工具能夠用一些簡短的圖形描述復(fù)雜的信息。通過可交互的圖表界面，各種不同類型的數(shù)據(jù)可被輕松理解。例如，許多企業(yè)通過收集消費(fèi)者行為數(shù)據(jù)，再使用數(shù)據(jù)可視化來監(jiān)控關(guān)鍵指標(biāo)，從而更容易發(fā)現(xiàn)各種市場變化和趨勢。例如，一家服裝企業(yè)發(fā)現(xiàn)，在西南地區(qū)，深色西裝和領(lǐng)帶的銷量正在上升，這促使該企業(yè)在全國范圍內(nèi)推銷這兩類產(chǎn)品。通過這種策略，這家企業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于那些尚未注意到這一潮流的競爭對手。

③ 理解數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。在市場競爭環(huán)境中，找到業(yè)務(wù)和市場之間的相關(guān)性是至關(guān)重要的。例如，一家軟件公司的銷售總監(jiān)在條形圖中看到，他們的旗艦產(chǎn)品在西南地區(qū)的銷售額下降了8%，銷售總監(jiān)可以深入了解問題出現(xiàn)在哪里，并著手制訂改進(jìn)計劃。通過這種方式，數(shù)據(jù)可視化可以讓管理人員立即發(fā)現(xiàn)問題并采取行動。

2.數(shù)據(jù)可視化的意義

在DIKW模型所定義的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為智慧的流程中，可視化借助人眼快速的視覺感知和人腦的智能認(rèn)知能力，可以清晰有效地傳達(dá)、溝通并輔助數(shù)據(jù)分析的作用。現(xiàn)代的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)綜合運(yùn)用計算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、人機(jī)交互等技術(shù)，將采集或模擬的數(shù)據(jù)變換為可識別的圖形符號、圖像、視頻或動畫，并以此呈現(xiàn)對用戶有價值的信息。用戶通過對可視化的感知，使用可視化交互工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，獲取知識，并進(jìn)一步提升為智慧。

對數(shù)據(jù)可視化的適用范圍存在不同的觀點。例如，有專家認(rèn)為數(shù)據(jù)可視化是可視化的子類，主要處理統(tǒng)計圖形、抽象的地理信息或概念型的空間數(shù)據(jù)。現(xiàn)在的主流觀點將數(shù)據(jù)可視化看成傳統(tǒng)的科學(xué)可視化和信息可視化的泛稱，即處理對象可以是任意數(shù)據(jù)類型、任意數(shù)據(jù)特性，以及異構(gòu)異質(zhì)數(shù)據(jù)的組合。大數(shù)據(jù)時代的數(shù)據(jù)復(fù)雜性更高，如數(shù)據(jù)的流模式獲取、非結(jié)構(gòu)化、語義的多重性等。

數(shù)據(jù)可視化的作用在于視物致知，即從看見物體到獲取知識。對于復(fù)雜、大尺度的數(shù)據(jù)，已有的統(tǒng)計分析或數(shù)據(jù)挖掘方法往往是對數(shù)據(jù)的簡化和抽象，隱藏了數(shù)據(jù)集真實的結(jié)構(gòu)，而數(shù)據(jù)可視化則可還原乃至增強(qiáng)數(shù)據(jù)中的全局結(jié)構(gòu)和具體細(xì)節(jié)。當(dāng)然，數(shù)據(jù)可視化經(jīng)常會陷入兩個誤區(qū)：一是為了實現(xiàn)其獲取知識的功能而令人感到枯燥乏味：二是為了畫面美觀而采用復(fù)雜的圖形。如果將數(shù)據(jù)可視化看成藝術(shù)創(chuàng)作過程，則數(shù)據(jù)可視化需要達(dá)到真、善、美的均衡，達(dá)到有效地挖掘、傳播與溝通數(shù)據(jù)中蘊(yùn)涵的信息、知識與思想，實現(xiàn)設(shè)計與功能之間的平衡。從這個意義上說，數(shù)據(jù)可視化體現(xiàn)出寬物善知的作用。