基于可视化分析的交互式仪表盘系统的设计与实现

面对日益激烈的市场竞争，企业需要更快更及时地了解和掌握业务运行状况，提高快速响应市场变化的能力。仪表盘（Dashboard）是反映公司状况和商业环境并辅助商务智能和绩效管理活动的有力工具。目前仪表盘的研究和应用在信息呈现方面特别是在显示关键绩效指标信息方面得到了广泛的开展，但是对于经营决策者们决策过程中信息利用活动的认知和操纵特点重视不足，决策过程中用户使用仪表盘的交互负担过重，干扰了决策思维活动的有效进行。可视化分析（Visual Analytics）以分析推理过程的研究为理论基础，将人机交互技术和信息可视化技术紧密结合，通过各种交互技术辅助用户洞察信息中隐藏的规律与模式，进而为经营决策提供有力的支持。本文拟基于可视化分析理论，以制造企业的经营决策为切入点，将笔手势和语音多通道交互技术引入到仪表盘的设计和使用过程中，全面研究了交互式仪表盘的设计及运行界面，开发了基于可视化分析的交互式仪表盘系统，提高了仪表盘设计人员的工作效率，减轻了企业决策者进行信息分析的交互操作负担。 论文的主要工作包括以下几个方面： 1.　分析了仪表盘系统的传统研发过程及应用特点，研究了可视化分析推理的过程和面向用户目标的可视化分析任务的分类方法，在此基础上建立了交互式仪表盘系统的业务流程，介绍了系统功能体系及体系结构。 2. 针对交互式仪表盘设计界面，研究了面向任务目标分析的概念图绘制工具，给出了概念网络图布局算法；阐述了数据特点及信息领域模型，并研究了数据定制的用户界面设计；从可视结构和可视化分析任务两方面分析了具有代表性的十五种可视化隐喻的特点，并提出了基于目标任务集与仪表盘所支持任务集的相似度确定符合用户目标的可视化隐喻推荐算法。 3. 针对交互式仪表盘运行界面，提出了可视化分析过程中支持交互操作的笔手势和语音的多通道交互方式，研究了多通道输入信息融合技术；实现了基于领域信息模型的多视图关联协调技术和基于直接操纵的动态过滤技术。 4. 在上述研究工作的基础上，设计并开发了面向制造企业生产经营状况分析的交互式仪表盘原型系统，并通过具体的实例介绍了系统的应用流程，应用结果表明系统具有良好的应用效果。