数据激增在带来情报收集便捷化的同时，对成果展现提出了挑战，数据密集型情报成果需要高效的演示方式表达创新见解。大数据可视化技术通过创建影像等进行信息沟通与表达，用来增强信息的呈现效果，方便用户以更加直观的方式观察数据，在反恐、网络安全、情报分析、军事行动等影响国家安全的领域中已被广泛使用。

一、大数据可视化技术发展现状及趋势

1、发展现状

大数据可视化技术充分利用多领域如人机交互、机器学习、数据挖掘及计算机图形学等研究成果，已经从静态表达发展至动态展现，从低维几何图形表示发展至多维场景建模。目前美军事及情报系统除借助传统的树图类方法可视化表达数据外，面对更复杂的时空数据与非时空数据，主要使用仿真建模、栅格、热图、聚簇、虚拟交互等可视化技术展示多源数据分析结果。

图1 可视化流程

2、发展趋势

多域情报集成及其成果可视化需求加快了大数据可视化前沿技术在情报界的综合应用。全集成、敏捷和创新的可视化情报系统在分析流程、人机协作和成果可视化等维度体现出智能化、共生化和探索性趋势。

一是成果可视化过程与数据处理耦合更紧密，可视化技术的自动化和智能化程度更高。此前大多数可视化分析系统数据处理流程都发生在分析展示过程之前。一旦分析开始，所有的数据集是固定的。而在未来，数据分析处理和可视化过程将深度融合。如美国国防高级研究计划局资助的可视化柱状数据增强系统（CAVA），将数据管理和增强与传统数据探索和分析相结合，可在分析展示过程中搜索原位信息。CAVA在数据可视化过程中对知识地图开展爬取及多跳聚合，通过属性关联和合并来集中化数据，可协助情报人员理解复杂数据、执行数据搜索、改善分析结果，构造更好的情报预测模型。

二是情报专家对成果可视化流程的参与将更深入，可视化技术将从人机交互走向人机共生。目前情报系统利用智能模型分析数据，但并不能给出完美的结论。未来专家将深度参与数据可视化全过程，并引导进一步的分析，系统借助专家新的需求不断深钻，提供高度关联的数据视图。人脑决策和数据可视化的互动迭代将构造全局分析链，有助于持续挖掘需求和数据之间的深度关系，最终提高用户的决策能力。

三是虚拟实体和物理实体的交互将双向实时，数据可视化将表现为信息系统与物理世界的互构空间。以数字孪生、元宇宙为代表的虚实结合技术正从工业界扩展至军事情报领域。数字孪生充分利用物理模型与传感器反馈数据在虚拟世界中构建物理实体的镜像数字可视化模型，通过两者的实时连接、映射、分析、反馈，来了解、分析和优化物理实体，全局掌控目标对象的实时状态。元宇宙是互联网、虚拟增强现实、区块链、人工智能等综合集成的虚拟世界,与物理世界形成作用与反作用的互构空间。美军当前正积极探索真实世界与虚拟世界的融合。

二、大数据可视化技术在美军中的应用

1、专家参与可视化流程，融合了专家智慧的可视化技术已在美军战场分析系统中应用

美国相关公司的某可视化产品将大数据可视化框架建立在全量数据融合与关联存储、动态组合与快速定制的场景数据分析模型基础上，集成了仿真建模、栅格、聚簇等技术，提供对象过滤、关系配置、时间线配置、地理位置配置、图层设置、视图特征定义等集成工具。该产品被美国防部以及海军、陆军等各军种广泛采用。在该产品基础上研发的美国海军联席分析系统，融合了舰船、飞机、情报文本和相关战场环境资源，可在统一视图中展现分析结果。基于同一技术架构，美国陆军阿富汗战场融合分析系统，对各区域各类事件（武装袭击、爆炸、绑架等）进行了大规模关联分析，专家通过可视化钻取和查询，能快速建立事件之间的因果关系链。

图2 产品软件界面

2、集成可视化技术应用于新一代作战态势图，支撑一线指挥官协同会商与多级决策

美国海军新一代综合通用作战态势图集成仿真建模、热图、虚拟交互等技术，通过对监视系统、打击系统等源数据进行提取、整理、集成，可将包括敌、己方部队的作战计划等判断战场状况所必需的内容以及战场目标轨迹数据等自动融合展示。通用作战态势图集成二维地图/三维场景，在真实的地理信息环境下，将所有作战单位、作战要素等信息凸显出来，可动态收集情报，实现后方指挥人员和现场作战人员几乎同样的视觉效果和内容，极大提高作战指挥准确性。

3、高度灵活的自定义可视化技术打通数据处理与数据展示全流程，实现了网络安全态势敏捷分析

美国国防信息系统局（DISA）的大数据平台（BDP）集成了聚簇、栅格、热图等技术，通过其中的关联、可视化和分析工具一体化运行，提供国防部信息网络运行和防御性赛博空间运行的统一态势感知。该平台工具提供了包括树图、计量图、标签云、地图、透镜、Markdown、时间序列等在内几十种自定义可视化展示面板，结合图形分析功能和监控警报事件定义功能，提供了网络安全态势的图形化交互，可有力支撑国家网络安全态势分析。

（蓝海星：崔闵）