IoT数据可视化分析与仪表盘创建指南

### IoT数据可视化分析与仪表盘创建指南 #### 1. 数据整合 物联网（IoT）数据通常使用大数据技术（如Hadoop，特别是HDFS）进行存储。在SQL语句中连接表以创建仪表盘往往会降低性能，在某些系统中，这种影响可能非常显著。因此，应尽可能将数据整合到最少的表中，这样表连接操作只需在批处理时进行，而不是每次有人使用仪表盘时都进行。在考虑将哪些信息纳入数据集时，可参考问题树，只包含回答问题所需的信息。 #### 2. 视图与问题流程对齐 设计可视化视图时，要使其与问题树的层次结构相一致。第一个且最显眼的可视化视图应回答起始问题。如果可能，后续问题也应在同一视图中处理，但不那么突出显示。若这样操作过于繁琐，用户应能通过简单的点击来获取后续问题的答案。如果在同一个仪表盘中回答所有层次的问题过于复杂，可能需要为每个层次树创建不同的仪表盘。关键是要考虑对用户来说最简单、最自然的方式，目标是让仪表盘或展示顺序符合受众的思维过程。 #### 3. IoT数据可视化分析设计 ##### 3.1 利用布局定位传达重要性 布局位置暗示了内容的重要性和主次关系，应充分利用这一点与受众进行更有效的沟通。在西方文化中，人们习惯从左到右、从上到下阅读，眼睛通常会先落在视图的左上角。因此，应将关键信息（即起始问题的答案）放在这里。随着视线向右下方移动，应按照问题树中的位置顺序放置可视化元素（包括表格和文本），这样能与观众的视线移动和思维过程相匹配。在其他文化中，可应用相同的概念，但要遵循与阅读顺序一致的位置顺序。例如，在巴基斯坦，乌尔都语是从右到左书写的，所以最重要的信息应放在右上角。 ##### 3.2 使用颜色突出重要数据 颜色也是向受众传达重要信息的有力方式。但要谨慎使用，因为同一视图中过多的颜色会让人感到困惑，降低信息传达的效果。通过一个示例可以说明颜色的强大作用。当面对一组随机数字时，统计其中数字“6”的数量可能需要花费一些时间和精力。但如果将“6”用颜色突出显示，而将其他数字用灰色淡化处理，那么统计“6”的数量就会变得更加容易和快速。在设计可视化时，为受众突出关键数据，能让他们更轻松地理解重要信息。 ##### 3.3 保持可视化的一致性 在演示文稿或一系列仪表盘中，要确保颜色和格式的一致性。例如，如果在第一个图表中平均温度用蓝色实线表示，那么在后续的所有图表中也应保持一致。即使图表类型发生变化，颜色的含义也应保持不变。这种一致性可以避免受众在不同视图之间重新调整认知，同时有助于防止误解，因为人们通常会认为相同的颜色具有相同的含义。 ##### 3.4 使图表易于解读 对于IoT数据，时间序列分析非常常见。分析IoT传感器值随时间的变化趋势，对技术支持、营销、质量和工程等领域的人员都很有用。时间序列图表在传达趋势数据方面比帕累托图或饼图更有效。在创建图表时，应注意以下几点，以便让受众更容易得出预期的结论： - **突出关键数据**：使图表中的关键趋势线明亮、醒目。在表格中，加粗最重要的行，让关键信息一目了然。这并不是在低估受众的智力，而是为了节省他们的时间，减少误解。 - **清晰标注图表元素**：为图表提供清晰的标题，并使用足够大的字体以便阅读。确保图表的坐标轴有明确的标签，避免使用缩写。 - **指出关键信息**：在图表上圈出希望受众注意的区域，绘制箭头指向该区域，并添加文字说明如何解读。例如，如果12月的平均温度出现峰值是由于区域气温创历史新高，而不是系统问题，那么可以圈出该峰值并添加注释，这样可以避免受众提出疑问或自行调查。 #### 4. 使用Tableau创建仪表盘 Tableau可以轻松地从已创建的可视化分析标签中组装仪表盘。下面以一个天气站数据为例，详细介绍创建仪表盘的过程。 ##### 4.1 问题层次结构示例 假设受众是科罗拉多州的政府用水规划小组，他们想了解有多少气象站报告了降水信息，以及这些信息的收集情况。可以按照以下步骤将这些问题构建成一个问题树： 1. **列出受众想问的分析问题**： - 报告降水的气象站数量与上月相比是否有变化？ - 总共有多少个气象站发送了降水数据？ - 这些气象站位于何处？ - 有多少个气象站报告了显著降雨？ - 每个气象站的每日总和是否有异常情况，可能表明存在问题？ - 该州哪些地区上个月有良好的降雨？ 2. **概括并合并问题**： - 报告可用降水数据的气象站数量趋势如何？ - 有多少个气象站报告数据？ - 在该时间段内，报告可用数据的气象站位于何处？ - 在该时间段内，是否有气象站报告了显著降雨？ - 特定气象站是否有异常降水值？ - 在该时间段内，报告可用数据的气象站位于何处？（与前面类似的问题合并） 3. **确定起始问题**：通过与用水规划小组的沟通，确定他们的首要问题是检查报告15分钟降水数据的气象站数量。起始问题为：有多少个气象站报告数据？ 4. **将问题组织成问题树图**：形成气象站问题层次结构。 ##### 4.2 使可视化与思维过程对齐 在使用Tableau创建可视化之前，要思考需要哪些可视化元素以及如何排列它们。最重要的信息（起始问题的答案）应是受众首先看到的内容。如果在同一个仪表盘中有多个可视化元素，应将其放在屏幕的左上角。由于回答起始问题只需要一个简单的计数，因此可以直接显示一个数字，无需使用图表。应将这个数字设置得足够大，以便立即引起注意。为了让受众了解报告可用数据的气象站数量随时间的变化趋势，需要展示