Luận văn Thạc sĩ Máy tính: Biểu diễn và phân tích trực quan dữ liệu di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:72

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn “Biểu diễn và phân tích trực quan dữ liệu di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu” sử dụng các kỹ thuật trực quan hoá để biểu diễn và phân tích các giá trị dữ liệu ghi được trong suốt lộ trình di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Máy tính: Biểu diễn và phân tích trực quan dữ liệu di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- LÊ TRỊNH BIỂU DIỄN VÀ PHÂN TÍCH TRỰC QUAN DỮ LIỆU DI CHUYỂN CỦA Ô TÔ VẬN TẢI XĂNG DẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY TÍNH Thành phố Hồ Chí Minh - 2021
BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- LÊ TRỊNH BIỂU DIỄN VÀ PHÂN TÍCH TRỰC QUAN DỮ LIỆU DI CHUYỂN CỦA Ô TÔ VẬN TẢI XĂNG DẦU Chuyên ngành : Hệ Thống Thông Tin. Mã số : 8480104 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS TRẦN VĨNH PHƯỚC Thành phố Hồ Chí Minh – 2021
i LỜI CAM KẾT Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, xuất phát từ nhu cầu thực tế trong quá trình học tập cao học, cũng như nhu cầu biểu diễn và phân tích trực quan của công ty vận chuyển xăng dầu. Dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu được thu thập tại công ty vận chuyển xăng dầu. Trong quá trình nghiên cứu của luận văn, các tài liệu trích dẫn và tham khảo có nguồn gốc rõ ràng. Kết quả của luận văn nghiên cứu và ứng dụng biểu diễn và phân tích trực quan dữ liệu di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu là trung thực. Tác giả luận văn Lê Trịnh
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn “Biểu diễn và phân tích trực quan dữ liệu di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu”. Tôi đã nhận được nhiều sự hỗ trợ, hướng dẫn từ phía các Thầy Cô, các cá nhân và tổ chức sau: Đặc biệt 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 quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn đến Thầy TS. Trương Nguyên Vũ – Viện trưởng viện Cơ học và Tin học ứng dụng thuộc Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám đốc Học Viện, phòng Đào tạo sau Đại học, các Thầy, Cô trong Khoa Công nghệ Thông tin và Viễn thông, Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Cơ học và Tin học Ứng dụng đã tạo mọi điều kiện và môi trường học tập, nghiên cứu tốt nhất. Cuối cùng tôi xin cảm ơn đến các bạn cùng lớp ITT18A02 và lớp ITT18B02 đã luôn chia sẻ, trao đổi, thảo luận trong quá trình học tập và nghiên cứu. Trân trọng cảm ơn! Tác giả luận văn Lê Trịnh
iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Bảng điều khiển .............................................................................................13 Bảng 3.1 Bảng các đặc tính và vị trí của ô tô VTXD theo thời gian .............................18 Bảng 3.2 Danh sách biển báo trực quan và ý nghĩa ......................................................20 Bảng 4.1.1 Bảng cơ sở dữ liệu của ô tô vận tải xăng dầu thứ nhất ...............................27 Bảng 4.1.2 Các biển báo trên lộ trình di chuyển của ô tô VTXD thứ nhất ...................40 Bảng 4.2.1 Bảng cơ sở dữ liệu của ô tô vận tải xăng dầu thứ hai .................................48 Bảng 4.2.2 Các biển báo trên lộ trình di chuyển của ô tô VTXD thứ hai .....................57
iv DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Tư duy trực quan hóa dữ liệu ...........................................................................4 Hình 2.2 Biểu đồ cột đứng, cột ngang .............................................................................4 Hình 2.3 Biểu đồ đường mức độ biến động dữ liệu theo thời gian .................................5 Hình 2.4 Biểu đồ đường Pareto chart ..............................................................................5 Hình 2.5 Biểu đồ đường tròn ...........................................................................................6 Hình 2.6 Biểu đồ phân tán ...............................................................................................6 Hình 2.7 Biểu đồ Bubble .................................................................................................7 Hình 2.8 Biểu đồ Area .....................................................................................................7 Hình 2.9 Biểu đồ thác nước .............................................................................................8 Hình 2.10 Biểu đồ hình phểu ...........................................................................................8 Hình 2.11 Biểu đồ nhiệt...................................................................................................9 Hình 2.12 Biểu đồ Box-plot ..........................................................................................10 Hình 2.13 Bảng đồ map trong thư viện folium .............................................................14 Hình 3.1 Phần mềm inkscape 1.0 thiết kế các biểu báo trực quan ................................19 Hình 3.2 Mô hình hệ thống giám sát ô tô VTXD ..........................................................23 Hình 3.3 Khai báo các thư viện trong code của phần mềm giám sát ............................24 Hình 3.4 Màn hình chính của phần mềm giám sát ........................................................25 Hình 4.1.1 Màn hình chính của phần mềm giám ô tô VTXD thứ nhất .........................27 Hình 4.1.2 Trực quan hoá 10 bộ dữ liệu gần nhất của xe ô tô VTXD thứ nhất trên hình khối không gian-thời gian nhiều chiều ..........................................................................30 Hình 4.1.3 Vị trí (P) trên không gian 3 chiều được kéo thẳng lên đường thẳng đưa về không gian 2 chiều .........................................................................................................31 Hình 4.1.4 Biểu diễn trọng lượng theo vị trí .................................................................32 Hình 4.1.5 Biểu diễn trọng lượng theo vị trí .................................................................32 Hình 4.1.6 Biểu diễn nhiên liệu theo vị trí ....................................................................33 Hình 4.1.7 Biểu diễn tốc độ theo vị trí ..........................................................................34 Hình 4.1.8 Biểu diễn trọng lượng, nhiên liệu, tốc độ và thời gian theo vị trí và ước lượng khoảng cách giữa các vị trí liên tiếp nhau .....................................................................34 Hình 4.1.9 Biểu diễn nhiên liệu của ô tô VTXD theo ước lượng quảng đường (phân rã từ hình 4.1.8) .................................................................................................................35 Hình 4.1.10 Biểu diễn tốc độ của ô tô VTXD theo ước lượng quảng đường (phân rã từ hình 4.1.8) ......................................................................................................................36 Hình 4.1.11 Biểu diễn trọng lượng, nhiên liệu, tốc độ và vị trí theo thời gian .............37
v Hình 4.1.12 Biểu diễn trọng lượng, nhiên liệu, tốc độ và vị trí theo thời gian. Biểu diễn trong khoảng thời gian từ “10:02:00” đến “10:31:00” ..................................................38 Hình 4.1.13 Mục trích xuất dữ liệu và lộ trình di chuyển của ô tô VTXD ...................38 Hình 4.1.14 Biểu diễn lộ trình di chuyển của ô tô VTXD thứ nhất ..............................39 Hình 4.1.15 Vị trí đầu tiên của ô tô VTXD thứ nhất .....................................................41 Hình 4.1.16 Vị trí của ô tô VTXD dừng không biến động trọng lượng và nhiên liệu. .41 Hình 4.1.17 Vị trí của ô tô VTXD dừng không biến động trọng lượng và nhiên liệu ..42 Hình 4.1.18 Vị trí của ô tô VTXD có biến động về trọng lượng ..................................42 Hình 4.1.19 Vị trí của ô tô vận tải xăng đầu thứ nhất đang chạy biến động về nhiên liệu .......................................................................................................................................43 Hình 4.1.20 Vị trí ô tô VTXD dừng tại Xã Hoà Khánh Tây, Đức Hoà, Long An ........44 Hình 4.1.21 Vị trí của ô tô VTXD biến động về trọng lượng .......................................44 Hình 4.1.22 Vị trí của ô tô có biến động nhiên liệu tại đường Đức Lập Hạ, Xã Đức Lập Hạ, Đức Hoà, Long An ..................................................................................................45 Hình 4.1.23 Vị trí của ô tô VTXD được hệ thống giám sát cuối cùng..........................46 Hình 4.1.24 Dữ liệu di chuyển của ô tô VTXD dạng file HTML .................................46 Hình 4.1.25 Dữ liệu di chuyển của ô tô VTXD dạng file Excel ...................................47 Hình 4.2.1 Màn hình chính của HTGS đang chọn ô tô VTXD thứ hai .........................47 Hình 4.2.2 Trực quan hoá 10 bộ dữ liệu gần nhất của xe ô tô VTXD thứ hai trên hình khối không gian-thời gian nhiều chiều ..........................................................................52 Hình 4.2.3 Vị trí (P) trên không gian 3 chiều được kéo thẳng lên đường thẳng đưa về không gian 2 chiều .........................................................................................................53 Hình 4.2.4 Biểu diễn trọng lượng, nhiên liệu, tốc độ theo ước lượng quảng đường ....53 Hình 4.2.5 Biểu diễn thời gian theo ước lượng quảng đường .......................................54 Hình 4.2.6 Biểu diễn trọng lượng, nhiên liệu, tốc độ và vị trí theo thời gian ...............55 Hình 4.2.7 Mục trích xuất dữ liệu và lộ trình di chuyển của ô tô VTXD .....................55 Hình 4.2.8 Biểu diễn trực quan lộ trình di chuyển của ô tô VTXD thứ hai ..................56 Hình 4.2.9 Vị trí của ô tô VTXD thứ hai cung cấp xăng dầu cho khách hang và nạp nhiên liệu cho ô tô. ..................................................................................................................58 Hình 4.2.10 Dữ liệu di chuyển của ô tô VTXD thứ hai dạng file HTML .....................58 Hình 4.2.11 Dữ liệu di chuyển của ô tô VTXD dạng file Excel ...................................59
vi Mục lục LỜI CAM KẾT .................................................................................................................i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. ii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU.................................................................................. iii DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................................iv CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .............................................................................................1 1.1 Đặt vấn đề ..............................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................1 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .........................................................................1 1.4 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................1 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................3 2.1 Lý thuyết về trực quan hoá ........................................................................................3 2.2 Các tài liệu nghiên cứu phương pháp trực quan ......................................................10 2.3 Trực quan hoá dữ liệu di chuyển bằng ngôn ngữ lập trình python .........................11 2.3.1 Thư viện Matplotlib ..........................................................................................11 2.3.2 Thư viện Pandas ................................................................................................11 2.3.3 Thư viện numpy ................................................................................................12 2.3.4 Thư viện tKinter ................................................................................................12 2.3.5 Thư viện folium .................................................................................................14 2.3.6 Thư viện Pillow (PIL Fork)...............................................................................15 2.3.7 Ứng dụng geopy ................................................................................................15 2.3.8 Tkhtmlview .......................................................................................................15 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT..................................................16 3.1 Nội dung nghiên cứu ...............................................................................................16 3.2.1 Các loại biến và mô tả .......................................................................................16 3.2.2 Phương pháp biểu diễn các đặc tính và vị trí theo thời gian .............................18 3.2.3 Thiết kế và mô tả các biển báo trực quan .........................................................19 3.2.4 Các công thức toán học liên quan giữa các biến ...............................................20 3.2 Mô hình hệ thống giám sát ô tô vận tải xăng dầu....................................................23 3.3 Xây dựng phần mềm cho hệ thống giám sát ...........................................................24 CHƯƠNG 4: HỆ THỐNG GIÁM SÁT DỮ LIỆU DI CHUYỂN CỦA Ô TÔ VẬN TẢI XĂNG DẦU ..................................................................................................................27 4.1 Hệ thống giám sát của ô tô vận tải xăng dầu thứ nhất.............................................27
vii 4.1.1 Phần mềm giám sát ô tô VTXD thứ nhất ..........................................................27 4.1.2 Dữ liệu ô tô vận tải xăng dầu thứ nhất ..............................................................27 4.1.3 Trực quan hoá sự di chuyển của ô tô VTXD thứ nhất ......................................30 4.1.3.1 Biểu diễn trực quan thời gian, vị trí và các đặc tính của ô tô VTXD trên hình khối không gian – thời gian nhiều chiều.................................................................30 4.1.3.2 Biểu diễn trực quan các đặc tính theo vị trí của ô tô VTXD thứ nhất ........31 4.1.3.3 Biểu diễn trực quan các đặc tính và thời gian của ô tô VTXD thứ nhất theo ước lượng quảng đường ..........................................................................................34 4.1.3.4 Biểu diễn trực quan các đặc tính và vị trí của ô tô VTXD theo thời gian ..36 4.1.4 Trực quan hoá sự di chuyển của ô tô VTXD thứ nhất trên google map ...........38 4.1.5 Trích xuất dữ liệu di chuyển của ô tô VTXD .......................................................46 4.2 Hệ thống giám sát của ô tô vận tải xăng dầu thứ hai...............................................47 4.2.1 Phần mềm giám sát ô tô VTXD thứ hai ............................................................47 4.2.2 Dữ liệu ô tô vận tải xăng dầu thứ hai ................................................................48 4.2.3 Trực quan hoá sự di chuyển của ô tô VTXD thứ hai ........................................51 4.2.3.1 Biểu diễn trực quan thời gian, vị trí và các đặc tính của ô tô VTXD trên hình khối không gian – thời gian nhiều chiều.................................................................51 4.2.3.2 Biểu diễn trực quan các đặc tính theo vị trí của ô tô VTXD thứ hai ..........52 4.2.3.3 Biểu diễn trực quan các đặc tính và thời gian của ô tô VTXD thứ hai theo ước lượng quảng đường ..........................................................................................53 4.2.3.4 Biểu diễn trực quan các đặc tính và vị trí của ô tô VTXD theo thời gian ..54 4.2.4 Trực quan hoá sự di chuyển của ô tô VTXD thứ hai trên google map .............55 4.2.5 Trích xuất dữ liệu di chuyển của ô tô VTXD thứ hai .......................................58 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN .............................................................................................60 5.1 Kết quả nghiên cứu đạt được ...............................................................................60 5.2 Hướng phát triển..................................................................................................61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................62
1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Xuất phát từ tình hình thực tế tình trạng bất thường do hao hụt nhiên liệu, trọng lượng chở hay pha chế xăng dầu của xe chở xăng dầu trên tuyến đường di chuyển từ công ty đến các trạm xăng dầu trên địa bàn tỉnh Bà rịa -Vũng tàu mà chủ công ty xăng dầu không rõ nguyên nhân. Đề tài nghiên cứu “Biểu diễn và phân tích trực quan dữ liệu di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu” hiển thị các giá trị của dữ liệu thu thập được bằng những hình ảnh đồ hoạ và bản đồ map theo thời gian thực. Người dùng quan sát những hình ảnh đồ hoạ hiển thị trên màn hình máy tính để phân tích, xử lý thông tin, nhận định, và tiên đoán được những hoạt động của xe chở xăng dầu. Người quản lí hay chủ phương tiện nhìn vào hình ảnh hiển thị này dễ dàng phát hiện những vị trí bất thường theo thời gian thực như vị trí xe bồn dừng, ví trí xe bồn có biến động về nhiên liệu hoặc có biến động về trọng lượng xăng dầu chở, xe bồn chạy quá tốc độ cho phép, trọng lượng chở vượt qua mức cho phép,… 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Luận văn “Biểu diễn và phân tích trực quan dữ liệu di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu” sử dụng các kỹ thuật trực quan hoá để biểu diễn và phân tích các giá trị dữ liệu ghi được trong suốt lộ trình di chuyển của ô tô vận tải xăng dầu. 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Xe bồn chở xăng dầu trong tỉnh Bà rịa - Vũng tàu và các tỉnh thành lân cận Bà rịa – Vũng tàu của công ty vận tải xăng dầu; các thuộc tính biểu diễn gồm thời gian, vị trí và các đặc tính như trọng lượng xăng dầu chở, nhiên liệu và tốc độ của ô tô vận tải xăng dầu. 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp đại số: Phương pháp được dùng để xác định các tập dữ liệu của các biến dữ liệu, các tập vị trí của xe, các tập vị trí của xe xảy ra bất thường trong suốt lộ trình di chuyển theo thời gian,...
2 - Phương pháp hình học: Phương pháp được dùng để ước lượng quảng đường giữa các vị trí của xe. - Phương pháp phân tích: Phương pháp dùng để phân tích dữ liệu trước khi biểu diễn và để thiết lập các câu hỏi về dữ liệu. - Phương pháp trực quan: Phương pháp được dùng để hiển thị hình ảnh đồ hoạ giúp cho người quan sát biết tình trạng của các thuôc tính và mối quan hệ của các thuộc tính. - Phương pháp tra cứu tài liệu: Phương pháp được dùng để nghiên cứu hình khối không gian – thời gian nhiều chiều và cách biểu diễn các thuộc tính của đối tượng di chuyển trên bản đồ google map và không gian 2 chiều. - Ứng dụng ngôn ngữ lập trình python và các thư viện Matplotlib, numpy, panda, pip, … để phân tích và biểu diễn trực quan đồ thị 2D, 3D, bản đồ Map.
3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lý thuyết về trực quan hoá - Trực quan hóa (Visualization) là kỹ thuật tạo ra những hình ảnh, biểu đồ diễn tả các thông điệp, thông tin đến người dùng. Trực quan hóa nghiên cứu, trình bày một cách trực quan khối dữ liệu trừu tượng để tăng cường nhận thức của con người và minh họa dữ liệu sao cho dễ hiểu, phản ánh trung thực với số liệu. Tóm lại, Trực quan hóa dữ liệu là “cho người ta thấy cái người ta chưa được thấy”, trực quan hóa dữ liệu là quá trình ánh xạ dữ liệu tới thị giác. - Mục tiêu chính của trực quan hoá dữ liệu là truyền thông tin rõ ràng và hiệu quả cho người sử dụng thông qua đồ họa thường lựa chọn theo dạng bảng hoặc biểu đồ 2D hoặc 3D. - Biểu diễn trực quan hóa dữ liệu (Data Visualizations) là một sự đáp ứng cho yêu cầu tiếp cận dữ liệu như trên. Chúng ta có thể hiểu biểu diễn trực quan hóa dữ liệu như là việc dùng những công cụ xử lý và phân tích dữ liệu để trả lời và làm rõ những mục tiêu, chỉ ra tiềm năng của chúng ta đang có thông qua một hình thức trình bày nào đó để dễ tiếp thu nhất, biểu diễn trực quan hóa dữ liệu có thể được minh họa khái quát theo hình 2.1 Tư duy hóa trực quan hóa dữ liệu [1]:
4 Hình 2.1 Tư duy trực quan hóa dữ liệu Các dạng biểu đồ tham khảo theo tài liệu [2]  Biểu đồ cột đứng/ cột ngang. - Biểu đồ này là loại biểu đồ đơn giản nhất và trực quan nhất, người xem sẽ thấy nhanh giá trị lớn nhất, bé nhất, so sánh dễ dàng các yếu tố liên quan. Hình 2.2 Biểu đồ cột đứng, cột ngang  Biểu đồ đường. - Biểu đồ này được dùng để mô tả xu hướng biến động của dữ liệu phân tích và so sánh các yếu tố theo mốc thời gian.
5 Hình 2.3 Biểu đồ đường mức độ biến động dữ liệu theo thời gian  Biểu đồ Pareto chart - Biểu đồ này là biểu đồ cột mà các cột được sắp xếp từ thấp đến cao theo tần số, còn các giá trị chỉ tần suất tích lũy được biểu diễn bằng đường thẳng. Hình 2.4 Biểu đồ đường Pareto chart  Biểu đồ tròn. - Biểu đồ hình tròn là biểu đồ trên đó chia ra thành từng phần, thể hiện % giá trị được biểu diễn.
6 Hình 2.5 Biểu đồ đường tròn  Biểu đồ phân tán (Scatter plot). - Biều đồ này là biểu đồ thể hiện mối quan hệ hai biến giữa 2 biến định lượng khác nhau hoặc thể hiện hướng phân phối dữ liệu phân tích, tìm tính tương đồng dữ liệu. Hình 2.6 Biểu đồ phân tán
7  Biểu đồ Bubble. - Biểu đồ này là biểu đồ giống như biểu đồ Scatter plot nhưng có thêm biến thứ ba thể hiện các dấu chấm tròn. Biến thêm vào biến dữ liệu định tính hoặc biến dữ liệu định lượng. Hình 2.7 Biểu đồ Bubble  Biểu đồ Area. - Biểu đồ này giống như biểu đồ đường thể hiện sự biến động đối tượng dữ liệu theo xu hướng thời gian. Hình 2.8 Biểu đồ Area
8  Biểu đồ thác nước (Waterfall). - Biểu đồ này là biểu đồ trực quan thông tin được sử dụng để người xem thấy được giá trị ban đầu bị ảnh hưởng bởi các giá trị trung gian để dẫn đến giá trị cuối cùng. Hình 2.9 Biểu đồ thác nước  Biểu đồ phễu (Funnel). - Biểu đồ này là biểu đồ dạng phễu dùng trong marketing để bắt đầu từ bước tiếp cận khách hàng bằng các chiến dịch quảng cáo. Hình 2.10 Biểu đồ hình phểu
9  Biểu đồ nhiệt (Heat). - Biểu đồ này là biểu đồ cho thể hiện, biểu diễn 2 mối quan hệ giữa 2 thước đo và 2 biến nghiên cứu, cung cấp thông tin thể hiện sự sắp xếp. Hình 2.11 Biểu đồ nhiệt  Biểu đồ Box-plot - Biểu đồ này là để thể hiện sự đo lường phân tán và xác định các biến dữ liệu ngoại lệ.
10 Hình 2.12 Biểu đồ Box-plot 2.2 Các tài liệu nghiên cứu liên quan - Liên quan đến đề tài nghiên cứu có các công trình nghiên cứu của các nghiên cứu như sau:  Bài báo khoa học nghiên cứu [3] tiếp cận nhận thức thị giác của con người để thiết kế hình ảnh, đồ thị trong trực quan hóa dữ liệu (Approaching human vision perception to designing visual graph in data visualization) – Trần Vĩnh Phước, Lê Xuân Trường: Nghiên cứu này biểu diễn mối quan hệ giữa các biến dữ liệu dưới dạng đồ thị nhiều chiều theo khối lập phương. Biểu đồ cấu trúc biểu diễn dựa trên mối quan hệ các biến dữ liệu và nhận thức của con người, tích hợp thêm các biến võng mạc để cải thiện khách quan và phản hồi chủ quan thị giác của con người.  Bài báo khoa học nghiên cứu [4] tích hợp các biến võng mạc vào biểu đồ trực quan hóa nhiều biến để tăng các tính năng trực quan (Integrating Retinal Variables into Graph Visualizing Multivariate Data to Increase Visual Features) - Nguyen Hong, Pham Van Dang, Phuoc Vinh Tran: Nghiên cứu sử dụng bản đồ biểu diễn trực quan các biến dữ liệu theo không gian và thời gian trên bản đồ và biểu diễn đồ thị phân lớp để biểu diễn bệnh tay – chân - miệng ở tỉnh Bình Dương gồm lớp định tính và định lượng.  Trực quan hóa dữ liệu các biến bằng phương pháp tiếp cận hai giai đoạn phân loại các khối dữ liệu nhiều chiều (Two – Stage Approach to Classifying Multidimensional Cubes for Visualization of Multivariate Data, November 2018) - Hong Thi Nguyen, Thuan My Thi Pham, Tuyet Anh Thi Nguyen, Anh Van Thi Tran, Phuoc Vinh Tran and Dang Van Pham: Tác giả trực quan hóa dữ liệu khối không gian và thời gian, khối dữ liệu nhiều chiều theo không gian và thời gian theo hai gian đoạn. Giai đoạn lập bản đồ và giai đoạn hiển thị hình ảnh đồ hoạt trực quan trên màn hình phù hợp
11 với việc nhận thức từ võng mạc của người dùng. Biểu diễn dữ liệu ba chiều cho các chuyến bay phân tích và trả lời các câu hỏi [5-7].  Visualization có quan trọng không? Vai trò của trực quan hóa dữ liệu mang ý nghĩa của thông tin [6], khối trực quan hóa đối tượng di chuyển (Visualization Cube for Tracking Moving Object) biểu diễn các đối tượng di chuyển ghi lại dưới dạng thời gian thực biểu diễn trên mặt phẳng khối lập phương 3 chiều cho quỹ đạo cho các đối tượng chuyển động [8]. 2.3 Trực quan hoá dữ liệu di chuyển bằng ngôn ngữ lập trình python 2.3.1 Thư viện Matplotlib Matplotlib là một thư viện cho phép người dùng vẽ đồ thị trong Python. Python là ngôn ngữ lập trình phổ biến hiện nay được dùng trong nhiều trong lĩnh vực lưu trữ dữ liệu lớn (Big Data), khoa học dữ liệu (Data Science), phân tích dữ liệu (Data Analysis). Pyplot cung cấp một giao diện các thư viện chuyên để vẽ và hướng đối tượng trong Matplotlib. Phương pháp thiết kế này đã giúp cho việc sử dụng Pyplot dễ dàng và dễ ứng dụng vào thực tế. Matplotlib có thể được sử dụng để tạo ra những figures đủ chất lượng cho một loạt các định dạng cố định và môi trường tương tác trên nền tảng ứng dụng. [9,10] 2.3.2 Thư viện Pandas - Pandas là một thư viện trong ngôn ngữ lập trình Python, là công cụ cho phép thao tác và phân tích dữ liệu, cung cấp cấu trúc dữ liệu đặc biệt cho các thao tác của các bảng số liệu và chuỗi thời gian. Python với Pandas được sử dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm lĩnh vực học thuật cũng như thương mại như phân tích tài chính, kinh tế, thống kê, … Pandas có ba cấu trúc dữ liệu và nó được xây dựng dựa trên thư viện Numpy. Do đó, chúng hoạt động rất nhanh và hiệu quả: Series, DataFrame, Panel [11,12].