一种图数据库数据驱动的可视化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种图数据库数据驱动的可视化方法，包括：1)根据查询语句搜索图数据库，向UI层返回可解析的查询结果，所述可解析的查询结果中携带了搜索图数据库所命中的所有节点和这些节点之间的关系；其中，所述图数据库所存储的至少一部分节点或关系包含可视化增强属性；2)UI层根据所述可解析的查询结果中的节点或关系的可视化增强属性的值，绘制对应的节点图形元素或关系图形元素。本发明专利技术还提供了相应的图数据库数据驱动的可视化系统。本发明专利技术能够在节点和关系的构建上加入由数据驱动的直观形象呈现，形成专业化、个性化的可视化精准表达效果；能够在感观效果上实现友好的动态展示功能。

【技术实现步骤摘要】
一种图数据库数据驱动的可视化方法及系统
本专利技术涉及数据库及可视化领域，具体地说，本专利技术涉及一种在图数据库中实现数据驱动的可视化方法及系统。
技术介绍
随着互联网的高速发展和普及，在网络中产生和流动的各种纷繁复杂数据呈现爆炸式增长，这其中就包括在互联网中关系数据的增长。如何从海量的关系数据中建立图数据库，用数据驱动可视化的方法来直观地展示其中盘根错节的各类型关系，快速便捷地定位到自己需要查找的目标，并对数据库中多维度多视角的各种关系进行分析挖掘，势必已成为一种不可或缺的需求。然而，目前绝大部分关系型数据库对处理关系缺乏高效的手段，而世界本来就是由关系组成的。在数据建模领域主要有两大主流模型，一类是关系模型，逐渐演化成了关系型数据库；另一类是语义网络采用的网络结构模型，现在演化成了图数据库(全文都统称为图数据库)。目前在图数据库领域，Neo4j是最流行、最有代表性的一种图数据库。关系型数据库中以表的形式存储数据，数据之间的关系通过建立外键关联关系进行表达，在这种数据结构下，在查询数据之间的关系，特别是处理比较复杂的关系时，需要反复不断进行各种选择、连接等操作，导致查询速度大大降低。Neo4j是一款高性能的、世界领先的图数据库，具有灵活的结构和完备的事务特性。包括Walmart、ebay、LinkedIn、思科、惠普等众多国内外大公司都在使用Neo4j。Neo4j使用的基本数据结构是图，主要涉及两类数据：节点和关系。其中，节点对应于图中的点，它表示实体，每个节点可以拥有若干个属性来刻画实体信息，例如：{姓名：“张三”}表示节点有一个属性叫“姓名”，而属性的值为“张三”；关系对应于图中的边，它表示节点之间的关系，可使用三元组＜起始节点，关系类型，终止节点＞表示。每个关系都必须有唯一的类型，起始、终止节点表明关系的方向，同时关系也可以有自己的属性；Neo4j支持给节点添加标签来将节点划分为不同的类别；Neo4j通过遍历来访问图中的节点和关系，图遍历执行的速度是常数(每秒可遍历百万个关系)，与图的规模大小无关，因此相对于关系数据库能够极大地提高查询和检索数据的性能。可以看出，与关系型数据库相比，Neo4j优点在于其把所有的数据及数据之间的关系以“图”这种网络结构的形式构建，而不是通过关系型数据库中各种类型的“表”经由复杂的操作才能表达出来，因此Neo4j具有良好的查询速度，特别适合运用于社交网络、买卖网络等关系的表达。目前，随着大数据时代的到来，很多应用面临着检索速度、数据存储等问题，越来越多的用户选择将原来存储于关系型数据库中的数据迁移到Neo4j中，利用网络存储的优势提高查询的性能，同时提供更加灵活的存储。由于Neo4j功能使用便捷、查询性能高效，使得图数据库系统逐渐广泛地应用到了金融、交通、消费、娱乐、生产管理等诸多领域。图1示出了现有技术中一种典型的Neo4j图数据库系统，其包括网页展示模块(Web)、引擎和图数据库。其中，图数据库用于存储图数据库数据，这些数据主要包括两类基本数据单元：节点(Node)和关系(Relationship)。基本数据单元以一定的数据格式存储。每个节点包含节点名称、节点属性等数据。一个节点的节点属性可以有多个。例如：对于表征公司的节点，其节点名称可以是公司名称，节点属性可以包括该公司的注册资本和营业额等多个属性。关系包含三元组＜起始节点，关系类型，终止节点＞，以及关系属性。例如公司之间的关系类型可以是借贷、投资等，关系属性可以是借贷或投资的金额。引擎用于实现针对图数据集进行全局图计算算法的数据处理，并与上层的网页展示模块进行交互。网页展示模块用于通过执行外部Cypher语言命令，从下层引擎获取JSON格式的查询结果并将其在浏览器网页中进行可视化显示。JSON格式的查询结果包含了所查询到的节点和关系。可视化显示就是通过绘图将这些节点和关系以图的形式展示出来。图2示出了现有技术中典型的Neo4j图数据库系统所展示出的一个可视化查询结果示例。该可视化查询结果能够展示出多个相互关联的公司的借贷、投资关系，然而这种展示对用户来说不够直观，用户不能轻易抓住和理解关键节点及重要关系的内容且容易发生视觉误差，这导致现有图数据库可视化展示方式快速定位并找出高价值信息的能力不足。尤其是在节点数目较多，关系较为复杂的情形下，上述问题将更加突出。因此，当前迫切需要一种对用户操作更加友好、视觉效果更加直观的图数据库可视化解决方案。另外，为了便于描述，本文中用节点图形元素这一概念来指代可视化查询结果层面的“节点”，以避免它与存储在图数据库中数据层面的抽象的节点相混淆。例如图2中的每个圆形的图形就是一个节点图形元素。本文中用关系图形元素这一概念来指代可视化查询结果层面的“关系”，以避免它与存储在图数据库中数据层面的抽象的关系相混淆。例如图2中的每个带箭头的连线就是一个关系图形元素。下文中，节点这一概念是指存储在图数据库中数据层面的抽象的节点，即图数据库中存储的节点类型的数据单元，所述的数据单元是一组结构化数据，包括多个属性及其取值。通常地，每个节点映射一个实体，例如某个公司、某个人、某个产品等等。节点中的属性及其赋值通常用于描述所述实体的多个方面的特征，例如一个公司的注册资本、营业额等。关系这一概念是指存储在图数据库中数据层面的抽象的关系，即图数据库中存储的关系类型的数据单元。通常地，关系映射实体之间的关系，例如两个公司之间的关系、某个产品与某个人之间的关系。关系中的属性及其赋值用来描述实体之间关系的多个方面的特征，例如两个公司之间的借贷关系及其金额，某个产品与某个人之间的客户关系及忠诚度。
技术实现思路
本专利技术的任务是克服现有技术的上述缺陷，提供一种对用户更友好、视觉更直观的图数据库可视化解决方案。根据本专利技术的一个方面，提供了一种图数据库数据驱动的可视化方法，包括：1)引擎根据查询语句搜索图数据库，向UI层返回可解析的查询结果，所述可解析的查询结果中携带了搜索图数据库所命中的所有节点和这些节点之间的关系；其中，所述图数据库所存储的至少一部分节点包含可视化增强属性，或者所述图数据库所存储的至少一部分关系包含可视化增强属性；其中可解析的查询结果可以采用JSON格式、压缩JSON格式、XML格式、压缩XML格式、二进制JSON格式、二进制XML格式或者其它任何能够被UI层所解析的数据格式；2)UI层根据所述可解析的查询结果中的节点或关系的可视化增强属性的值，绘制对应的节点图形元素或关系图形元素，使得当任意两个节点的可视化增强属性取值不同时，对应的两个节点图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果，当任意两个关系的可视化增强属性取值不同时，对应的两个关系图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果。节点图形元素的尺寸不同、填充颜色不同、填充图片的不同、形状的不同，关系图形元素的宽度不同、颜色不同、线型不同(指实线、虚线、点划线等不同线型)等，均可达到肉眼易于分辨的不同显示效果。而对应地，如果仅仅是节点图形元素中的注释文字和/或关系图形元素上的注释文字不同，则不属于肉眼易于分辨的不同显示效果。其中，所述节点的所述可视化增强属性包括节点尺寸属性、节点颜色属性和节点图片属性中的一项或多项；所述关系的所述可视化增强属性包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图数据库数据驱动的可视化方法，包括：1)根据查询语句搜索图数据库，向UI层返回可解析的查询结果，所述可解析的查询结果中携带了搜索图数据库所命中的所有节点和这些节点之间的关系；其中，所述图数据库所存储的至少一部分节点包含可视化增强属性，或者所述图数据库所存储的至少一部分关系包含可视化增强属性；2)UI层根据所述可解析的查询结果中的节点或关系的可视化增强属性的值，绘制对应的节点图形元素或关系图形元素，使得当任意两个节点的可视化增强属性取值不同时，对应的两个节点图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果，当任意两个关系的可视化增强属性取值不同时，对应的两个关系图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果。

【技术特征摘要】
1.一种图数据库数据驱动的可视化方法，包括：1)根据查询语句搜索图数据库，向UI层返回可解析的查询结果，所述可解析的查询结果中携带了搜索图数据库所命中的所有节点和这些节点之间的关系；其中，所述图数据库所存储的至少一部分节点包含可视化增强属性，或者所述图数据库所存储的至少一部分关系包含可视化增强属性；2)UI层根据所述可解析的查询结果中的节点或关系的可视化增强属性的值，绘制对应的节点图形元素或关系图形元素，使得当任意两个节点的可视化增强属性取值不同时，对应的两个节点图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果，当任意两个关系的可视化增强属性取值不同时，对应的两个关系图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果。2.根据权利要求1所述的图数据库数据驱动的可视化方法，其特征在于，所述节点的所述可视化增强属性包括节点尺寸属性、节点颜色属性和节点图片属性中的一项或多项；所述关系的所述可视化增强属性包括关系尺寸属性和关系颜色属性中的一项或两项。3.根据权利要求2所述的图数据库数据驱动的可视化方法，其特征在于，在绘制节点图形元素或关系图形元素时，使得当任意两个节点的节点尺寸属性取值不同时，对应的两个节点图形元素具有不同尺寸，当任意两个节点的节点颜色属性取值不同时，对应的两个节点图形元素中填充不同的颜色，当任意两个节点的节点图像属性取值不同时，对应的两个节点图形元素中填充不同的图像，当任意两个关系的关系尺寸属性取值不同时，对应的两个关系图形元素具有不同的尺寸，当任意两个关系的关系颜色属性取值不同时，对应的两个关系图形元素具有不同的颜色。4.根据权利要求1所述的图数据库数据驱动的可视化方法，其特征在于，所述步骤2)包括下列子步骤：21)UI层遍历所述可解析的查询结果中的每个节点；22)判断遍历至的当前节点是否含有可视化增强属性，如果是，执行步骤23)，如果否，执行步骤24)；23)根据当前节点的可视化增强属性的值绘制对应的节点图形元素，其中，当任意两个节点的可视化增强属性取值不同时，对应的两个节点图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果；24)则基于默认的方式绘制当前节点对应的节点图形元素；重复执行上述步骤22)～23)直至遍历结束。5.根据权利要求4所述的图数据库数据驱动的可视化方法，其特征在于，所述步骤2)还包括下列子步骤：25)UI层遍历所述可解析的查询结果中的每个关系；26)判断遍历至的当前关系是否含有可视化增强属性，如果是，则执行步骤27)，如果否，则执行步骤28)；27)根据当前关系的可视化增强属性的值绘制对应的关系图形元素，其中，当任意两个关系的可视化增强属性取值不同时，对应的两个关系图形元素具有肉眼易于分辨的不同显示效果；28)基于默认的方式绘制当前关系对应的关系图形元素；重复执行上述步骤25)～28)直至遍历结束。6.根据权利要求4所述的图数据库数据驱动的可视化方法，其特征在于，所述步骤23)包括下列子步骤：231)判断当前节点中是否含有节点尺寸属性，如果有，则执行步骤232)，如果没有，则直接执行步骤233)；232)从当前节点中提取节点尺寸属性的值，然后用所提取节点尺寸属性的值替换默认的节点尺寸值；步骤232)执行完毕后，继续执行步骤233)；233)判断当前节点中是否含有节点图像属性，如果是，则执行步骤234)，如果否，则执行步骤235)；234)以当前的节点尺寸值绘制节点图形元素的轮廓，根据当前节点的节点图像属性取值找到对应的图片文件，然后将该图片文件填充到所绘制的节点图形元素的轮廓中；执行完步骤234)后，当前节点的处理过程完毕，开始处理下一个节点；235)判断当前节点中是否有节点颜色属性，如果是，执行步骤236)，如果否，执行步骤237)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帜，陈振宇，高兴宇，张达，
申请(专利权)人：微云数聚北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11