Визуализация данных –
задача, с которой сталкивается в своей работе любой исследователь. К задаче
визуализации данных сводится проблема представления в наглядной форме данных
эксперимента или результатов теоретического исследования. Традиционные
инструменты в этой области – графики и диаграммы – плохо справляются с задачей визуализации, когда возникает
необходимость изобразить более трех взаимосвязанных величин.
С другой стороны, существует
мощнейший инструмент изображения информации, привязанной к географической сетке
координат. Это очень быстро развивающийся сегодня арсенал ГИС-технологий (ГИС –
геоинформационные системы). К сожалению, как только исчезает подложка для
изображения информационных слоев – географическая карта – все методы ГИС
остаются не у дел.
В книге поставлена и до
некоторой степени решена задача построения такой подложки для произвольного набора данных. С помощью
нее можно визуализировать данные, одновременно нанося на подложку сопровождающую
информацию (подписи, аннотации, атрибуты, информационные раскраски). Подложка,
называемая картой данных, служит
заменой географической карте там, где ее просто не существует. Принципиальное отличие
в следующем: на географической карте соседние объекты обладают близкими
географическими координатами, на карте данных близкие объекты обладают близкими свойствами.
Хорошей особенностью
предлагаемых методов построения карт данных является то, что данные могут
содержать пробелы – отсутствующие или
недостоверные значения отдельных признаков. Такие точки данных также могут наноситься
на карту.
Помимо роли подложки для
нанесения информации, карта служит информационной
моделью данных. Такая модель может
решать важную задачу заполнения в данных пробелов. Эта способность может быть использована
для правдоподобного прогнозирования
поведения системы в задаваемых исследователем условиях.
Книга состоит из трех
относительно независимых глав.
В первой главе изложение сделано максимально доступным. Здесь читатель
не найдет ни одной формулы, зато обнаружит большое количество иллюстраций. Цель
первой главы – дать читателю наглядное представление об используемых в данной
области понятиях и приемах.
Вторая глава содержит математическое изложение алгоритмов и методов визуализации.
Здесь уточняются понятия, введенные в первой главе. Цель второй главы –
снабдить читателя всем необходимым для того, чтобы начать самостоятельную
творческую деятельность в области визуализации данных.
Третья глава начинается с краткого описания программы визуализации данных ViDa Expert, в создании которой я принимал непосредственное участие. С помощью
этой программы было сделано большинство используемых в книге иллюстраций. После
этого приведено несколько характерных примеров визуализации, с которыми я имел
дело на практике.
В создании этой книги так
или иначе принимало участие большое количество людей. Всем им я очень
благодарен. Фактическим соавтором является мой наставник по науке и не только –
доктор физ.-мат. наук, профессор Александр Николаевич Горбань. Без его
живейшего участия вероятность написания этой книги была бы равна нулю. Я
выражаю ему глубокую признательность за постановку задач, генерирование идей,
за обсуждение текста во время встреч и на семинарах, а также за помощь в
издании книги. Огромное спасибо моему коллеге Александру Питенко, с которым мы
теснейшим образом сотрудничали во время работы практически по всем проектам.
Вместе с Александром мы написали компьютерную программу ViDa Expert,
в которой реализованы почти все предложенные в книге идеи. Я благодарен кандидату
физ.-мат. наук Евгению Моисеевичу Миркесу – признанному авторитету в
нейроинформатике, с чьей помощью книга сделана более читабельной и исправлено
большое количество неточностей.