Tích hợp biến thị giác vào đồ thị nhiều chiều trực quan hóa dữ liệu nhiều biến để cải thiện tính trực quan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



Phạm Thị Mỹ Thuận

TÍCH HỢP BIẾN THỊ GIÁC VÀO ĐỒ THỊ NHIỀU CHIỀU

TRỰC QUAN HÓA DỮ LIỆU NHIỀU BIẾN

ĐỂ CẢI THIỆN TÍNH TRỰC QUAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

TP. Hồ Chí Minh, Năm 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



Phạm Thị Mỹ Thuận

TÍCH HỢP BIẾN THỊ GIÁC VÀO ĐỒ THỊ NHIỀU CHIỀU

TRỰC QUAN HÓA DỮ LIỆU NHIỀU BIẾN

ĐỂ CẢI THIỆN TÍNH TRỰC QUAN

Chuyên ngành : Khoa học máy tính

Mã số chuyên ngành : 60.48.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS. Trần Vĩnh Phước

TP. Hồ Chí Minh, năm 2019

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng luận văn “Tích hợp biến thị giác vào đồ thị nhiều chiều

trực quan hóa dữ liệu nhiều biến để cải thiện tính trực quan” là bài nghiên cứu của

chính tôi.

Ngoại trừ những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tôi

cam đoan rằng toàn phần hay những phần nhỏ của luận văn này chưa từng được sử

dụng để nhận bằng thạc sĩ ở những nơi khác.

Không có sản phẩm/nghiên cứu nào của người khác được sử dụng trong luận

văn này mà không được trích dẫn theo đúng qui định.

Luận văn này chưa bao giờ được nộp để nhận bất kỳ bằng cấp nào tại các

trường đại học hoặc cơ sở đào tạo khác.

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2019

Phạm Thị Mỹ Thuận

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng

dẫn, giúp đỡ rất tận tình của quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp.

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS. Trần Vĩnh Phước, Thầy đã

hết lòng tận tình hướng dẫn và hỗ trợ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực

hiện luận văn này.

Tôi xin cảm ơn quý thầy cô lãnh đạo, giảng viên, và chuyên viên trường Đại

học Mở TP. Hồ Chí Minh đã cung cấp những kiến thức quý báu cũng như hỗ trợ

cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường.

Tôi xin chân thành cảm ơn đến các anh chị trong nhóm nghiên cứu về trực

quan hóa đã cùng thảo luận khoa học, hướng dẫn, và hỗ trợ tôi, cũng như những góp

ý quý báu để tôi có thể hoàn thành luận văn này.

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến những người thân, những

đồng nghiệp và thầy cô đã luôn bên cạnh hỗ trợ, động viên và tạo điều kiện thuận

lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn.

iii

TÓM TẮT

Trực quan hóa là một ánh xạ biến đổi dữ liệu thành thông tin hoặc tri thức

bằng phương pháp nhìn-hiểu của con người đối với các hình ảnh, đồ thị biểu diễn

dữ liệu trên màn hình máy tính. Thách thức về tính hiệu quả của đồ thị biểu diễn tập

dữ liệu là mức độ trực quan của đồ thị, đồ thị có tính trực quan càng cao thì con

người càng dễ trích xuất thông tin và/hoặc khai phá tri thức từ dữ liệu. Một giải

pháp kỹ thuật để nâng cao tính trực quan của đồ thị nhiều chiều biểu diễn dữ liệu

nhiều biến là tích hợp biến thị giác vào đồ thị.

Luận văn “Tích hợp biến thị giác vào đồ thị nhiều chiều trực quan hóa dữ

liệu nhiều biến để cải thiện tính trực quan” áp dụng phép tích Descartes để tích hợp

biến thị giác với các lớp dấu hiệu định tính hoặc định lượng nhằm nâng cao tính

trực quan của đồ thị. Qui trình tích hợp biến thị giác năm bước được đề xuất như

sau:

Bước 1: Phân hoạch đồ thị thành những lớp dấu hiệu. Mỗi phần tử của đồ

thị nhiều chiều được gọi là dấu hiệu (mark). Tại bước này, những dấu hiệu

của đồ thị được phân hoạch thành những lớp (tập) dấu hiệu có cùng tính chất

hoặc có cùng khoảng giá trị.

Bước 2: Thiết lập các biến thị giác phát sinh. Căn cứ số lượng và tính chất

của các lớp dấu hiệu được phân hoạch, người thiết kế sử dụng các biến thị

giác cơ bản để tạo ra các biến thị giác phát sinh là tập con của một biến thị

giác cơ bản hoặc tập con của một tích biến thị giác cơ bản.

Bước 3: Xử lý phần giao của các lớp dấu hiệu. Đặc điểm của các lớp dấu

hiệu được phân hoạch là có thể giao nhau hoặc không giao nhau. Những dấu

hiệu thuộc phần giao của hai lớp phải được tích hợp các biến thị giác sao cho

thể hiện được cả hai tính chất của hai lớp.

iv

Bước 4: Tích hợp biến thị giác vào các lớp dấu hiệu. Mỗi lớp dấu hiệu

được tích hợp bởi một dấu hiệu trực quan (phần tử) của biến thị giác phát

sinh bằng phép tích Descartes.

Bước 5: Hiển thị kết quả. Đồ thị nhiều chiều trên khối nhiều chiều sau khi

được nâng cao tính trực quan bằng cách tích hợp biến thị giác được ánh xạ

vào màn hình phẳng 2D để hiển thị.

Qui trình tích hợp biến thị giác của luận văn “Tích hợp biến thị giác vào đồ

thị nhiều chiều trực quan hóa dữ liệu nhiều biến để cải thiện tính trực quan” được áp

dụng vào tập dữ liệu dịch bệnh tay-chân-miệng tỉnh Bình Dương 2012-2014 như

một trường hợp minh họa. Trong đó, đồ thị được tích hợp biến thị giác theo tiếp cận

định tính để phối hợp các dấu hiệu cùng biến và phân biệt các dấu hiệu khác biến,

đồng thời đồ thị cũng được áp dụng tích hợp biến thị giác theo tiếp cận định lượng

để chọn lọc các dấu hiệu max của biến giúp người dùng phát hiện sự tương quan

giữa các biến.