可视化数据挖掘技术的研究与实现

论文摘要

随着数据库技术的迅速发展以及数据库管理系统的广泛应用,积累的数据越来越多,数据挖掘技术正是从这些海量数据中抽取出潜在的、有价值的知识的技术。经过十几年的发展,一些经典的数据挖掘算法日趋成熟,数据挖掘的相关标准也逐渐完善,数据挖掘技术已经开始在各行各业得到广泛应用。为了使数据挖掘技术能满足不同层次的用户需要,可视化数据挖掘技术被提出,通过可视化的手段将数据挖掘过程的各个阶段展示给用户,使用户能更好的理解数据挖掘过程,对数据挖掘结果进行有效评估,可视化数据挖掘技术已经成为数据挖掘领域的研究热点。本文首先阐述了可视化数据挖掘技术的相关理论、方法和技术,剖析了目前可视化数据挖掘技术的主要研究方向和应用发展趋势。然后在此基础上,分别从数据的可视化、数据挖掘过程的可视化和数据挖掘结果模型的可视化三方面提出了相应的可行的设计思路,最终实施了一个具有开放性和可扩展性的可视化数据挖掘技术的原型系统,以验证和实践本论文的研讨成果。具体地,文中基于通用的Netbeans 6.1开发平台,采用Java、JFreeChart等主流开发技术完成了可视化数据挖掘技术的原型系统中的主要的可视化功能模块和公用组件的开发与实施工作,实现了数据的可视化、数据挖掘过程的可视化和数据挖掘结果模型的可视化的基本功能。在实现过程中,采用数据挖掘扩展语言DMX构建了一个数据挖掘算法与界面交互的映射组件,通过组件复用的方式为不同的数据挖掘算法提供界面访问接口。同时还融合了目前业界主流的数据挖掘标准/规范,即采用数据挖掘结果模型标准PMML来存储数据挖掘结果模型,构建了一个通用的PMML解析组件对各类数据挖掘结果模型进行解析,使得所完成的数据挖掘结果模型可视化模块能与其它数据挖掘软件产品/工具实现结果模型的无缝交换并共享可视化功能。文中选用了一个业界普遍公认的开放式的实验数据集完成了对该可视化技术原型系统的功能测试和评估,实践结果表明:该原型系统能在数据挖掘过程开展之前提供直观的、易于理解的图表帮助用户更好地完成相应的数据准备工作;在数据挖掘过程中能够提供友好的用户界面使用户能够直观地介入到数据挖掘算法的执行过程中;并且能够提供可视化的图/表完成数据挖掘结果的有效评估,从而让各类用户能够更好地共享可视化数据挖掘技术的成果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 论文的研究内容和工作目标
• 1.3 论文的框架和组织结构
• 第2章 相关技术背景的概述
• 2.1 数据挖掘技术
• 2.1.1 数据挖掘技术的概述
• 2.1.2 数据挖掘技术中的过程模型及其功能分析
• 2.1.3 数据挖掘技术的研究现状与应用发展趋势
• 2.2 可视化技术
• 2.2.1 可视化技术的概述
• 2.2.2 可视化技术的研究现状与应用发展趋势
• 2.3 本章小结
• 第3章 可视化数据挖掘技术的研究
• 3.1 可视化数据挖掘技术的定义
• 3.2 可视化数据挖掘技术的研究现状与应用发展趋势
• 3.3 可视化数据挖掘技术的剖析
• 3.3.1 可视化数据挖掘技术的设计标准
• 3.3.2 可视化数据挖掘技术的分类
• 3.4 数据的可视化技术
• 3.4.1 数据可视化的三要素
• 3.4.2 数据的可视化技术的内容
• 3.5 数据挖掘过程的可视化技术
• 3.5.1 预处理阶段的可视化设计
• 3.5.2 数据挖掘算法的可视化设计
• 3.6 数据挖掘结果模型的可视化技术
• 3.6.1 数据挖掘结果模型的描述
• 3.6.2 数据挖掘结果模型的可视化设计
• 3.7 本章小结
• 第4章 可视化数据挖掘技术的原型实现
• 4.1 可视化数据挖掘技术原型系统的开发平台与实现技术的选取
• 4.1.1 Netbeans6.1开发平台
• 4.1.2 实现技术
• 4.2 可视化数据挖掘技术原型系统的体系结构
• 4.3 可视化数据挖掘技术原型系统中主要功能模块的实现
• 4.3.1 公用组件的实现
• 4.3.2 数据的可视化功能模块的实现
• 4.3.3 数据挖掘过程的可视化功能模块的实现
• 4.3.4 数据挖掘结果模型的可视化功能模块的实现
• 4.4 基于可视化数据挖掘技术原型系统的应用实践
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结和展望
• 5.1 论文工作的总结
• 5.2 进一步的工作展望
• 附录1 可视化数据挖掘技术原型系统的主要实现代码
• 附录2 对其它数据挖掘软件厂商提供的PMML描述的关联规则结果可视化图表显示
• 附录3 作者攻读硕士学位期间发表的论文
• 参考文献
• 致谢