信息可视化——走近人类命运共同体

Posted 2022-02-02 剑雪封喉r

       人类命运共同体的提出背景：当今世界面临着百年未有之大变局，政治多极化、经济全球化、文化多样化和社会信息化潮流不可逆转，各国间的联系和依存日益加深，但也面临诸多共同挑战 。粮食安全、资源短缺、气候变化、网络攻击、人口爆炸、环境污染、疾病流行等全球非传统安全问题层出不穷，对国际秩序和人类生存都构成了严峻挑战。不论人们身处何国、信仰如何、是否愿意，实际上已经处在一个命运共同体中。与此同时，一种以应对人类共同挑战为目的的全球价值观已开始形成，并逐步获得国际共识。

一、技术基础

①算法：

解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。

本项目算法：利用python语言对国家公布在网站的实时数据进行获取，将实时数据存放在数据库内，根据危及人类命运共同体的类型进行不同的可视化形式展示分析（类型包括：疾病蔓延传染、海洋污染、全球气候变暖、人口爆炸等类型）。

②数据库

推荐使用mysql存放爬取下来的信息数据，每种危害类型一张数据表；另一种可使用列式存储的HBase数据库，其优点是具有灵活的水平可扩展性。

③可视化形式

种类繁多的信息源产生的大量数据，远远超出了人脑分析解释这些数据的能力。由于缺乏大量数据的有效分析手段，大约有95%的计算被浪费，这严重阻碍了科学研究的进展。为此，美国计算机成像专业委员会提出了解决方法——可视化。可视化技术作为解释大量数据最有效的手段而率先被科学与工程计算领域采用，并发展为当前热门的研究领域——科学可视化。　可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。可视化技术的应用大至高速飞行模拟，小至分子结构的演示，无处不在。在互联网时代，可视化与网络技术结合使远程可视化服务成为现实，可视区域网络因此应运而生。它是SGI公司在2002年3月提出的新理念。它的核心技术是可视化服务器硬件和软件。　科学可视化的主要过程是建模和渲染。建模是把数据映射成物体的几何图元。渲染是把几何图元描绘成图形或图像。渲染是绘制真实感图形的主要技术。严格地说，渲染就是根据基于光学原理的光照模型计算物体可见面投影到观察者眼中的光亮度大小和色彩的组成，并把它转换成适合图形显示设备的颜色值，从而确定投影画面上每一像素的颜色和光照效果，最终生成具有真实感的图形。真实感图形是通过物体表面的颜色和明暗色调来表现的，它和物体表面的材料性质、表面向视线方向辐射的光能有关，计算复杂，计算量很大。因此工业界投入很多力量来开发渲染技术。

使用echarts的API

①疾病蔓延传染可视化：通过平面地图展示（甚至3D地图），例：

 

 ②海洋污染可视化：可以使用柱状图形式将海洋垃圾与其他垃圾总量增长进行对比，例：

 也可将海洋污染随洋流传播，在平面地图实现海洋垃圾堆积的过程:

③全球变暖：可用气象图来展示：

 还可使用平面地图，利用色调（黄、红、橙）表示各个地区同上一年的温度提高（降低）程度。

 

 ④人口增长：

⑤空气质量：

二、通用系统：此项目是一个对生态自然环境以及疾病蔓延的危害（涉及破坏人类命运共同体）的数据分析系统。

附：除了可视化展示，可增加针对不同危害的其他功能：

针对疾病：通过获取的疾病蔓延速度（指数增长），利用动态可视化技术模拟未来病毒蔓延，对其进行防控分析；

针对海洋垃圾：通过获取的海洋垃圾种类（有哪些可降解，有哪些不可降解）进行归纳统计；

针对气候变暖：获取得到的气候温度相关信息，通过与上一年对比，预测未来地区温差（最高温度、最低温度）。

等等……就需要了解以下相关知识：

①新冠疫情

②海洋垃圾

③全球变暖

利用可视化技术将这些威胁到人类命运共同体的安全问题动态、形象地展现在网页平台上，将有关学术性的科普知识以及各种安全问题的数据信息转换成人们更易懂的动态图形信息。针对不同的安全问题有不同的可视化形式，选择更直观易懂的可视化方法。在此基础上，根据搜集的数据信息可以通过在平面地图上演示达到对疫病、海洋污染等的未来预测。