1.本发明涉及数据可视化技术领域，尤其涉及一种用于矩阵的可视化装置、方法及 应用。
背景技术：2.随着数字经济的发展，基于互联网，以页面表单、共享表格等形式完成几十个、 几百个、几千个、甚至数以亿计的事例(case)调查已经可行并普及。
3.如表1所示，一行就是一个事例；一列就是对调查问题的回答(是/否)。
4.表1：
5.1是是是是是是是是是是是是是是是2是是是是是是是是是否是是是是是3是是是是是是是是是是是是是是是4是是是是是是是是是否是是否是否5是是是是是是是是是是是是是是是6是是是是是是是是是是是是否是是7是是是是是是是是是是是是否是是8是是是是是是是是是是是是否是是9否是是是是是是是是是是是否是是10是是是是否是是否是是是是是是是11是是是是是是是是是是是是是是是12是是是是是是是是是是是是是是是13是是是是否是是是是否是是是是是14是是是否是是是是是是是是否是否15是是是是是是是是是否是是是是否16是是是是是是是否是否是是是是否17是是是是是是是是是是是是否是否18是是是是是是是是是是是是是是否19是是是是是是是是是否是是是是是20是是是是否是是是是是是是否是是21是否是是是是是是是否是是是是否22是是是是是是是是是是是是是是是23是是是是是是是否是否是是是是是24是是是是否是是否是是是是否是是25是是是是是是是是是是是是否是是26是是是是是否是是是是是是是是否27是是是是是是是是是是是是是是是
28是是是是是否是是是是是是是是否29是是是是否是是是是否是是否是否30是是是是是是是是是是是是是是是31是是是是是是是是是是是是是是是32否是是是否是是是是否是是否是否
6.这样的调查结果形成一个01矩阵：0表示“否”；1表示“是”。
7.调查者希望能够可视化事例的整体分布。而对于一个m行n列的矩阵表示的调 查结果而言，当n大于7时，只能使用多屏展示而无法展示在一屏上，也就无法方 便有效地观察数据的分布、观察数据间的关系。
8.授权公告号为cn 105404643 b，名称为针对具有多维属性的层次结构数据的可 视化方法和应用。mct方法针对层次结构中多维属性数据，选择一组层次结构关系 互相关联的四维属性数据作为待显示的数据集，将平行坐标结合树图布局矩形填充方 法，利用基数样条曲线进行属性连接，将直线优化为中间收缩的曲线，从而利用有限 的可视化空间同时展示数据层次结构和多维属性信息。将mct应用于农残数据，针 对具有层次、多维、时空特征的农药残留侦测复杂数据，用树图来表示农产品分类、 农药分类和地域的层次结构，用矩形节点中的多维坐标表示农产品、农药、残留量、 限量标准值等多维属性，取得良好的可视化分析效果。
9.授权公告号为cn 108073695 b，名称为一种降维空间视觉感知增强的高维时变 数据可视化方法。读取高维时变数据，使用多维标度算法得到高维时变数据的二维空 间坐标，对高维时变数据在二维空间的坐标进行求解得到目标正交矩阵，利用目标正 交矩阵将高维时变数据在二维空间的投影偏移最小化，得到高维时变数据在当前时刻 的投影，能够明显提升高维时变数据可视化及分析效率。
10.结合上述两篇专利文献和现有的技术方案，发明人分析发现在现有技术方案中存 在如下技术问题。
11.在二维平面上可视化m行n列的01矩阵。在01矩阵中，0和1本质上是定类 数据(nominal)，只起到标签作用，没有数值大小。所以通过距离等基于大小的计 算来揭示数据间关系不具有可行性。以往只能通过位图方式可视化：把行号和列号映 射到平面坐标系的两个坐标轴上，用一种视觉属性(如颜色)的不同取值展示数据， 如使用白色显示0；黑色显示1。但是，这种位图的方法很难观察到数据的分布特征， 尤其对于高维01矩阵，很难在一屏上观察数据的分布特征。
12.现有技术问题及思考：
13.如何解决矩阵可视化效果较差的技术问题。
技术实现要素：14.本发明所要解决的技术问题是提供一种用于矩阵的可视化装置、方法及应用，解 决矩阵可视化效果较差的技术问题。
15.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于矩阵的可视化装置 包括转换模块，转换模块为程序模块，用于获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩阵由 行向量组成，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区域并 获得散点图。
16.进一步的技术方案在于：转换模块，还用于矩阵为m行n列的矩阵，矩阵的行 向量为n维行向量，基于递归二分法把n维行向量映射到二维平面上的点(x,y)，其 中，x为横坐标，y为纵坐标；通过递归二分法把行向量分类获得m个点(x,y)，把每 一个点显示在二维平面上。
17.进一步的技术方案在于：转换模块，还用于二维平面包括横轴和纵轴，二维平面 的点(x,y)，其中，x为横轴横坐标，0≤x＜n，y为纵轴纵坐标，0≤y＜n；行向量分 类、映射的步骤包括获得行向量中奇数位数据并形成奇数位向量，获得行向量中偶数 位数据并形成偶数位向量，行向量的维数为n作为横轴横坐标和纵轴纵坐标的最大 刻度，基于递归二分法获得奇数位向量在0～n的横轴上点的x值，基于递归二分法 获得偶数位向量在0～n的纵轴上点的y值。
18.进一步的技术方案在于：转换模块，还用于基于递归二分法获得奇数位向量在横 轴上点的x值的步骤包括获得奇数位向量的第一位数据，根据奇数位向量的第一位数 据将x划分在横轴0～n区域中线的一侧区域即横轴第一二分区域；获得奇数位向量 的第二位数据，根据奇数位向量的第二位数据将x划分在横轴第一二分区域中线的一 侧区域即横轴第二二分区域；直至获得奇数位向量的最后一位数据，根据奇数位向量 的最后一位数据将x划分在横轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的横轴分类区 域，x在横轴分类区域中随机取值。
19.进一步的技术方案在于：转换模块，还用于基于递归二分法获得偶数位向量在纵 轴上点的y值的步骤包括获得偶数位向量的第一位数据，根据偶数位向量的第一位数 据将y划分在纵轴0～n区域中线的一侧区域即纵轴第一二分区域；获得偶数位向量 的第二位数据，根据偶数位向量的第二位数据将y划分在纵轴第一二分区域中线的一 侧区域即纵轴第二二分区域；直至获得偶数位向量的最后一位数据，根据偶数位向量 的最后一位数据将y划分在纵轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的纵轴分类区 域，y在纵轴分类区域中随机取值。
20.一种用于矩阵的可视化方法包括转换步骤，获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩 阵由行向量组成，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区 域并获得散点图。
21.进一步的技术方案在于：在转换步骤中，二维平面包括横轴和纵轴，二维平面的 点(x,y)，其中，x为横轴横坐标，0≤x＜n，y为纵轴纵坐标，0≤y＜n；行向量分类、 映射的步骤包括获得行向量中奇数位数据并形成奇数位向量，获得行向量中偶数位数 据并形成偶数位向量，行向量的维数为n作为横轴横坐标和纵轴纵坐标的最大刻度， 基于递归二分法获得奇数位向量在0～n的横轴上点的x值，基于递归二分法获得偶 数位向量在0～n的纵轴上点的y值；基于递归二分法获得奇数位向量在横轴上点的 x值的步骤包括获得奇数位向量的第一位数据，根据奇数位向量的第一位数据将x划 分在横轴0～n区域中线的一侧区域即横轴第一二分区域；获得奇数位向量的第二位 数据，根据奇数位向量的第二位数据将x划分在横轴第一二分区域中线的一侧区域即 横轴第二二分区域；直至获得奇数位向量的最后一位数据，根据奇数位向量的最后一 位数据将x划分在横轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的横轴分类区域，x在横 轴分类区域中随机取值；基于递归二分法获得偶数位向量在纵轴上点的y值的步骤包 括获得偶数位向量的第一位数据，根据偶数位向量的第一
位数据将y划分在纵轴0～ n区域中线的一侧区域即纵轴第一二分区域；获得偶数位向量的第二位数据，根据偶 数位向量的第二位数据将y划分在纵轴第一二分区域中线的一侧区域即纵轴第二二 分区域；直至获得偶数位向量的最后一位数据，根据偶数位向量的最后一位数据将y 划分在纵轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的纵轴分类区域，y在纵轴分类区域 中随机取值。
22.一种用于矩阵的可视化装置包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理 器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述相应的步骤。
23.一种用于矩阵的可视化装置包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质 存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述相应的步骤。
24.一种用于矩阵的可视化应用，递归二分法在01矩阵可视化的用途。
25.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
26.一种用于矩阵的可视化装置包括转换模块，转换模块为程序模块，用于获得矩阵， 所述矩阵为01矩阵，矩阵由行向量组成，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映 射到二维平面上的相应区域并获得散点图。该技术方案，其通过转换模块等，实现矩 阵可视化效果好。
27.一种用于矩阵的可视化方法包括转换步骤，获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩 阵由行向量组成，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区 域并获得散点图。该技术方案，其通过转换步骤等，实现矩阵可视化效果好。
28.一种用于矩阵的可视化应用，递归二分法在01矩阵可视化的用途，实现矩阵可 视化效果好。
29.详见具体实施方式部分描述。
附图说明
30.图1是本发明实施例1的原理框图；
31.图2是本发明第一屏幕截图；
32.图3是本发明第二屏幕截图；
33.图4是本发明第三屏幕截图；
34.图5是本发明第四屏幕截图；
35.图6是本发明第五屏幕截图；
36.图7是本发明第六屏幕截图；
37.图8是本发明第七屏幕截图；
38.图9是本发明第八屏幕截图；
39.图10是本发明第九屏幕截图；
40.图11是本发明第十屏幕截图；
41.图12是本发明的散点图。
具体实施方式
42.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。 以下
对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其 应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内 涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
44.实施例1：
45.如图1所示，本发明公开了一种用于矩阵的可视化装置包括转换模块，转换模块 为程序模块。
46.转换模块，用于获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩阵由行向量组成，将矩阵通 过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区域并获得散点图；
47.矩阵为m行n列的矩阵，矩阵的行向量为n维行向量，二维平面包括横轴和纵 轴，二维平面的点(x,y)，其中，x为横轴横坐标，0≤x＜n，y为纵轴纵坐标，0≤y ＜n；
48.行向量分类、映射的步骤包括获得行向量中奇数位数据并形成奇数位向量，获得 行向量中偶数位数据并形成偶数位向量，行向量的维数为n作为横轴横坐标和纵轴 纵坐标的最大刻度，基于递归二分法获得奇数位向量在0～n的横轴上点的x值，基 于递归二分法获得偶数位向量在0～n的纵轴上点的y值；
49.基于递归二分法获得奇数位向量在横轴上点的x值的步骤包括获得奇数位向量 的第一位数据，根据奇数位向量的第一位数据将x划分在横轴0～n区域中线的一侧 区域即横轴第一二分区域，当第一位数据为1时，将x划分在横轴0～n区域中线的 右侧区域，当第一位数据为0时，将x划分在横轴0～n区域中线的左侧区域；获得 奇数位向量的第二位数据，根据奇数位向量的第二位数据将x划分在横轴第一二分区 域中线的一侧区域即横轴第二二分区域，当第二位数据为1时，将x划分在横轴第一 二分区域中线的右侧区域，当第二位数据为0时，将x划分在横轴第一二分区域中线 的左侧区域；直至获得奇数位向量的最后一位数据，根据奇数位向量的最后一位数据 将x划分在横轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的横轴分类区域，x在横轴分类 区域中随机取值，当最后一位数据为1时，将x划分在横轴前一二分区域中线的右侧 区域，当最后一位数据为0时，将x划分在横轴前一二分区域中线的左侧区域；
50.基于递归二分法获得偶数位向量在纵轴上点的y值的步骤包括获得偶数位向量 的第一位数据，根据偶数位向量的第一位数据将y划分在纵轴0～n区域中线的一侧 区域即纵轴第一二分区域，当第一位数据为1时，将y划分在纵轴0～n区域中线的 上侧区域，当第一位数据为0时，将y划分在纵轴0～n区域中线的下侧区域；获得 偶数位向量的第二位数据，根据偶数位向量的第二位数据将y划分在纵轴第一二分区 域中线的一侧区域即纵轴第二二分区域，当第二位数据为1时，将y划分在纵轴第一 二分区域中线的上侧区域，当第二位数据为0时，将y划分在纵轴第一二分区域中线 的下侧区域；直至获得偶数位向量的最后一位数据，根据偶数位向量的最后一位数据 将y划分在纵轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的纵轴分类区域，y在纵轴分类 区域中随机取值，当最后一位数据为1时，将y划分在纵轴前一二分区域中线的上侧 区域，当最后一位数据为0时，将y划分在纵轴前一二分区域中线的下侧区域；
51.通过递归二分法把行向量分类获得m个点(x,y)，把每一个点显示在二维平面上。
52.实施例2：
53.本发明公开了一种用于矩阵的可视化方法包括转换步骤，具体如下：
54.获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩阵由行向量组成，将矩阵通过递归二分法把 行向量分类、映射到二维平面上的相应区域并获得散点图。
55.在转换步骤中，矩阵为m行n列的矩阵，矩阵的行向量为n维行向量，二维平 面包括横轴和纵轴，二维平面的点(x,y)，其中，x为横轴横坐标，0≤x＜n，y为纵 轴纵坐标，0≤y＜n。
56.在转换步骤中，行向量分类、映射的步骤包括获得行向量中奇数位数据并形成奇 数位向量，获得行向量中偶数位数据并形成偶数位向量，行向量的维数为n作为横 轴横坐标和纵轴纵坐标的最大刻度，基于递归二分法获得奇数位向量在0～n的横轴 上点的x值，基于递归二分法获得偶数位向量在0～n的纵轴上点的y值。
57.基于递归二分法获得奇数位向量在横轴上点的x值的步骤包括获得奇数位向量 的第一位数据，根据奇数位向量的第一位数据将x划分在横轴0～n区域中线的一侧 区域即横轴第一二分区域，当第一位数据为1时，将x划分在横轴0～n区域中线的 右侧区域，当第一位数据为0时，将x划分在横轴0～n区域中线的左侧区域；获得 奇数位向量的第二位数据，根据奇数位向量的第二位数据将x划分在横轴第一二分区 域中线的一侧区域即横轴第二二分区域，当第二位数据为1时，将x划分在横轴第一 二分区域中线的右侧区域，当第二位数据为0时，将x划分在横轴第一二分区域中线 的左侧区域；直至获得奇数位向量的最后一位数据，根据奇数位向量的最后一位数据 将x划分在横轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的横轴分类区域，x在横轴分类 区域中随机取值，当最后一位数据为1时，将x划分在横轴前一二分区域中线的右侧 区域，当最后一位数据为0时，将x划分在横轴前一二分区域中线的左侧区域。
58.基于递归二分法获得偶数位向量在纵轴上点的y值的步骤包括获得偶数位向量 的第一位数据，根据偶数位向量的第一位数据将y划分在纵轴0～n区域中线的一侧 区域即纵轴第一二分区域，当第一位数据为1时，将y划分在纵轴0～n区域中线的 上侧区域，当第一位数据为0时，将y划分在纵轴0～n区域中线的下侧区域；获得 偶数位向量的第二位数据，根据偶数位向量的第二位数据将y划分在纵轴第一二分区 域中线的一侧区域即纵轴第二二分区域，当第二位数据为1时，将y划分在纵轴第一 二分区域中线的上侧区域，当第二位数据为0时，将y划分在纵轴第一二分区域中线 的下侧区域；直至获得偶数位向量的最后一位数据，根据偶数位向量的最后一位数据 将y划分在纵轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的纵轴分类区域，y在纵轴分类 区域中随机取值，当最后一位数据为1时，将y划分在纵轴前一二分区域中线的上侧 区域，当最后一位数据为0时，将y划分在纵轴前一二分区域中线的下侧区域。
59.在转换步骤中，通过递归二分法把行向量分类获得m个点(x,y)，把每一个点显 示在二维平面上。
60.实施例3：
61.本发明公开了一种用于矩阵的可视化装置包括存储器、处理器以及存储在存储器 中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现实施例2的 步
骤。
62.实施例4：
63.本发明公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机 程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例2中的步骤。
64.相对于上述实施例，根据奇数位向量的第一位数据将x划分在横轴0～n区域中 线的一侧区域即横轴第一二分区域的步骤中，还可以自定义0在右侧区域，1在左侧 区域。
65.相对于上述实施例，根据偶数位向量的第一位数据将y划分在纵轴0～n区域中 线的一侧区域即纵轴第一二分区域的步骤中，还可以自定义0在上侧区域，1在下侧 区域。
66.本技术的构思：
67.在空间数据研究中，对经度和纬度表示的地理位置可通过一种geohash编码变 换成一个二进制表示的整数。地球纬度区间[-90,90]，经度区间[-180,180]。这种编码 把首先把空间均匀划分为四块，即按照“纬度0，经度0”切分成四块。按之字形次 序，左下角编码00，左上角编码01，右下脚编码10，右上角编码11。然后递归地将 各个块分解成更小的子块，每一个子块继续按之字形编码，结果形成一个仅由数字0 和1构成的二进制整数。
[0068]
从经纬度到这个二进制整数的映射是可逆的。一个01矩阵的行向量可以看作是 一个二进制整数，通过geohash编码逆变换，就可以把行向量映射到二维平面上。 行向量的维数作为平面横坐标和纵坐标的最大刻度。
[0069]
本技术的技术贡献：
[0070]
针对高维01矩阵难以从整体上观察数据间关系问题，发明公开了一种可视化方 01矩阵的递归二分法。对于一个m行，n列的01矩阵，当n小于等于7时通常采 用柱状图可视化展示0或1的频数；而当n大于7时，由于受屏幕二维空间限制， 只能使用多屏，无法从整体上观察。由于m行n列的01矩阵中的行向量是一个以分 类变量标签0或者1为元素的n维向量，本发明使用递归二分法把n维行向量映射 到平面的两个坐标轴x、y上，从而能够通过行向量的平面位置观察数据间的关系。 递归二分法把行向量映射为二维平面坐标系中的一个点(x,y)，其中0≤x＜n，0≤y ＜n。
[0071]
算法说明如下：
[0072]
[0073][0074]
每个行向量的x值和y值就是该行向量在平面中的一个点(x,y)。最后把对应的 x值y值使用散点图显示在平面坐标系中即可。
[0075]
无论m或n多大，本技术都能够实现使用一屏展示，解决了使用一屏展示高维 01矩阵分布问题。
[0076]
例如，设n＝9，“递归二分法”把3行9列的01矩阵可视化：
[0077][0078]
这个01矩阵有三个行向量：(1,1,1,1,1,1,1,0,1)、(1,1,1,1,1,1,1,1,1)和 (1,1,1,1,1,1,1,1,0)。第一个行向量的奇数位是11111；偶数位是1110。
[0079]
如图2所示，首先把奇数位1111映射到x轴某个位置p上。因为第一个奇数为是1， 所以p在垂直线x＝(0+9)
÷
2＝4.5右部区域。
[0080]
如图3所示，继续二分右侧区域，因为第二个奇数位是1，所以p在垂直线x＝(4.5+9)
ꢀ÷
2＝6.75的右侧。
[0081]
如图4所示，继续二分右侧区域，因为第三个奇数位是1，所以p在垂直线x＝(6.75+9)
ꢀ÷
2＝7.875的右侧。
[0082]
如图5所示，继续二分右侧区域，因为第四个奇数位是1，所以p在垂直线x＝(7.875+9)
ꢀ÷
2＝8.4375的右侧。
[0083]
如图6所示，继续二分右侧区域，因为第五个奇数位是1，所以p在垂直线x ＝(8.4375+9)
÷
2＝8.71875的右侧。在直线x＝1的右侧区域中随机选择一个点作为p 的值，比如p＝8.75。
[0084]
然后把偶数位1110映射到y轴某个位置q上。
[0085]
如图7所示，因为第一个奇数为是1，所以q在水平线y＝(0+9)
÷
2＝4.5上侧区 域。
[0086]
如图8所示，继续二分上侧区域，因为第二个奇数位是1，所以q在垂直线y＝＝(4.5+9)
ꢀ÷
2＝6.75的上侧。
[0087]
如图9所示，继续二分上侧区域，因为第三个奇数位是1，所以q在垂直线y＝(6.75+9)
ꢀ÷
2＝7.875的上侧。
[0088]
如图10所示，继续二分上侧区域，因为第四个奇数位是0，所以q在垂直线y＝ (7.875+9)
÷
2＝8.4375的下侧。
[0089]
在直线y＝8.4375的下侧区域中随机选择一个点作为q的值，比如p＝8.12。
[0090]
那么，(p,q)＝(8.96,8.12)就是第1个行向量的平面坐标位置。
[0091]
如图11所示，同样的做法，可得第二个和第三个行向量的位置坐标为：(8.76，8.71)，(8.60，8.48)。把这三个点显示在平面上右上角。
[0092]
技术方案说明：
[0093]
以一个具体数据实施例说明如下：
[0094]
如表2所示，某大学想了解在校生对“abstract，acquire，act”等283个英文单 词熟悉与否，向抽取了209个受试者，让受试者对每个单词选择“是”或者“否”：
ꢀ“
是”表示熟悉；“否”表示不熟悉。汇总结果形成209行的excel文件。
[0095]
表2：采集获得数据表的部分数据
[0096] noabstractacquireactadaptadministeradvertiseanalyzeanticipateapplyappraisearguearrangearticulateask11001是是是是是是是是是是是是是是
21002是是是是是是是是是否是是是是31003是是是是是是是是是否是是是是41004是是是是是是是是是否是是否是51005是是是是是是是是是是是是是是61006是是是是是是是是是是是是否是71007是是是是是是是是是是是是否是81008是是是是是是是是是是是是否是91009否是是是是是是是是是是是否是101010是是是是否是是否是是是是是是111011是是是是否是是是是否是是是是121012是是是是是是是是是是是是是是131013是是是是否是是是是否是是是是141014是是是否是是是是是是是是否是151015是是是是是是是是是否是是否是161016是是是是否是是否是否是是是是171017是否是是否是是是是否是是否是181018是是是是是是是是是是是是否是191019是是是是是是是是是否是是是是201020是是是是否是是是是是是是否是211021是否是是是是是是是否是是是是221022是是是是是是是是是是是是是是231023是是是是是是是否是否是是是是241024是是是是否是是否是是是是否是251025是是是是是是是是是是是是否是261026是是是是是否是是是是是是是是271027是是是是是是是是是是是是是是281028是是是是是否是是是是是是是是291029是是是是否是是是是否是是否是301030是是是是是是是是是是是是是是311031是是是是是是是是是是是是是是321032否是是是否是是是是否是是否是
[0097]
在r(https://www.r-project.org/，流行的统计软件)中，可设计脚本，通过以下 步骤实现：
[0098]
步骤1：导入。假设excel数据文件是d：/a.xlsx，首先使用xlsx包导入
[0099]
install.packages(
″
xlsx
″
)
[0100]
library(xlsx)
[0101]
data＜-read.xlsx2(file＝
″
d：/a.xlsx
″
，sheetlndex＝1)
[0102]
步骤2：因子化。导入后的数据文件在r中称为“数据框”，在数据框中把各列 设置为因子类型。
[0103]
alldata＜-data
[0104]
alldata[sapply(alldata，is.character)]＜-lapply(alldata[sapply(alldata，is.character)],as.factor)
[0105]
步骤3：替换因子水平。r的默认水平编码从1开始，所以需要把1替换成0，2 替换成1。
[0106][0107]
步骤4：变换为矩阵。把因子类型的数据框转为矩阵。
[0108]
alldata《-apply(alldata,2,as.numeric)
[0109]
alldata《-alldata[,-1]
[0110]
b《-as.matrix(alldata)
[0111]
dim(b)
[0112]
m《-209；n《-283；
[0113]
步骤5：把行向量变换成平面坐标。
[0114]
[0115][0116]
步骤6：使用散点图展示结果。
[0117]
如图12所示，使用散点图展示结果。
[0118]
plot(x,y)
[0119]
本技术保密运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：
[0120]
使用一屏展示01矩阵行向量的分布，使得用户能够在整体上观察数据间的关系 (相似、相关等)，还可以应用于发现离群点，并且结果可解释：相似的行向量在平 面上的位置对称。由于01矩阵应用非常普遍，本发明为可视化分析01矩阵表示的数 据提供了有效方法。例如，一个由n个问题，每个问题仅回答“是/否”的调查结果 集就可以看作是一个01矩阵。本发明能够使调查者使用一屏二维散点图观察所有受 访者的响应在所有n维变量上的分布。
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目前，本发明的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的较小规模试 验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高； 现在已开始着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。
技术特征：1.一种用于矩阵的可视化装置，其特征在于：包括转换模块，转换模块为程序模块，用于获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩阵由行向量组成，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区域并获得散点图。2.根据权利要求1所述的一种用于矩阵的可视化装置，其特征在于：转换模块，还用于矩阵为m行n列的矩阵，矩阵的行向量为n维行向量，基于递归二分法把n维行向量映射到二维平面上的点(x,y)，其中，x为横坐标，y为纵坐标；通过递归二分法把行向量分类获得m个点(x,y)，把每一个点显示在二维平面上。3.根据权利要求1所述的一种用于矩阵的可视化装置，其特征在于：转换模块，还用于二维平面包括横轴和纵轴，二维平面的点(x,y)，其中，x为横轴横坐标，0≤x＜n，y为纵轴纵坐标，0≤y＜n；行向量分类、映射的步骤包括获得行向量中奇数位数据并形成奇数位向量，获得行向量中偶数位数据并形成偶数位向量，行向量的维数为n作为横轴横坐标和纵轴纵坐标的最大刻度，基于递归二分法获得奇数位向量在0～n的横轴上点的x值，基于递归二分法获得偶数位向量在0～n的纵轴上点的y值。4.根据权利要求3所述的一种用于矩阵的可视化装置，其特征在于：转换模块，还用于基于递归二分法获得奇数位向量在横轴上点的x值的步骤包括获得奇数位向量的第一位数据，根据奇数位向量的第一位数据将x划分在横轴0～n区域中线的一侧区域即横轴第一二分区域；获得奇数位向量的第二位数据，根据奇数位向量的第二位数据将x划分在横轴第一二分区域中线的一侧区域即横轴第二二分区域；直至获得奇数位向量的最后一位数据，根据奇数位向量的最后一位数据将x划分在横轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的横轴分类区域，x在横轴分类区域中随机取值。5.根据权利要求3所述的一种用于矩阵的可视化装置，其特征在于：转换模块，还用于基于递归二分法获得偶数位向量在纵轴上点的y值的步骤包括获得偶数位向量的第一位数据，根据偶数位向量的第一位数据将y划分在纵轴0～n区域中线的一侧区域即纵轴第一二分区域；获得偶数位向量的第二位数据，根据偶数位向量的第二位数据将y划分在纵轴第一二分区域中线的一侧区域即纵轴第二二分区域；直至获得偶数位向量的最后一位数据，根据偶数位向量的最后一位数据将y划分在纵轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的纵轴分类区域，y在纵轴分类区域中随机取值。6.一种用于矩阵的可视化方法，其特征在于：包括转换步骤，获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩阵由行向量组成，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区域并获得散点图。7.根据权利要求6所述的一种用于矩阵的可视化方法，其特征在于：在转换步骤中，二维平面包括横轴和纵轴，二维平面的点(x,y)，其中，x为横轴横坐标，0≤x＜n，y为纵轴纵坐标，0≤y＜n；行向量分类、映射的步骤包括获得行向量中奇数位数据并形成奇数位向量，获得行向量中偶数位数据并形成偶数位向量，行向量的维数为n作为横轴横坐标和纵轴纵坐标的最大刻度，基于递归二分法获得奇数位向量在0～n的横轴上点的x值，基于递归二分法获得偶数位向量在0～n的纵轴上点的y值；基于递归二分法获得奇数位向量在横轴上点的x值的步骤包括获得奇数位向量的第一位数据，根据奇数位向量的第一位数据将x划分在横轴0～n区域中线的一侧区域即横轴第一二分区域；获得奇数位向量的第二位数据，根据奇数位向量的第二位数据将x划分在横轴第一二分区域中线的一侧区域即横轴第二二分区
域；直至获得奇数位向量的最后一位数据，根据奇数位向量的最后一位数据将x划分在横轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的横轴分类区域，x在横轴分类区域中随机取值；基于递归二分法获得偶数位向量在纵轴上点的y值的步骤包括获得偶数位向量的第一位数据，根据偶数位向量的第一位数据将y划分在纵轴0～n区域中线的一侧区域即纵轴第一二分区域；获得偶数位向量的第二位数据，根据偶数位向量的第二位数据将y划分在纵轴第一二分区域中线的一侧区域即纵轴第二二分区域；直至获得偶数位向量的最后一位数据，根据偶数位向量的最后一位数据将y划分在纵轴前一二分区域中线的一侧区域即获得的纵轴分类区域，y在纵轴分类区域中随机取值。8.一种用于矩阵的可视化装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行计算机程序时实现权利要求6或7中相应的步骤。9.一种用于矩阵的可视化装置，包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6或7中相应的步骤。10.一种用于矩阵的可视化应用，其特征在于：递归二分法在01矩阵可视化的用途。
技术总结本发明公开了一种用于矩阵的可视化装置、方法及应用，涉及数据可视化技术领域；装置包括转换模块，用于获得矩阵，所述矩阵为01矩阵，矩阵由行向量组成，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区域并获得散点图；方法包括获得矩阵，将矩阵通过递归二分法把行向量分类、映射到二维平面上的相应区域并获得散点图；应用包括递归二分法在01矩阵可视化的用途；其通过转换模块等，实现矩阵可视化效果好。视化效果好。视化效果好。
技术研发人员：董东 高峰 刘俊成
受保护的技术使用者：河北师范大学
技术研发日：2022.06.21
技术公布日：2022/11/1
