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使用 Eclipse BIRT 給科學數據繪圖

←手機掃碼閱讀     火星人 @ 2014-03-12 , reply:0
  
BIRT 是為商業報告設計的,但您同樣可以使用它創建科學數據圖。通過創建以下兩個圖,我們將學習如何將 BIRT 用於科學研究:變星的亮度圖;每年的太陽黑子數量圖。

顧名思義,Eclipse Business Intelligence and Reporting Tool (BIRT) 是用於創建商業報告的工具。但您同樣可以使用它為科學數據繪圖。實踐表明,BIRT 很適合通過不同的數據源(例如,SQL 或純文本文件)創建快速、專家級別的二維時間序列數據圖。本文將介紹如何:

  • 從 Internet 查找數據源。
  • 使用純文本文件的數據創建可變星亮度的時間序列圖。
  • 從資料庫檢索數據,創建每年的太陽黑子數量圖。
常用縮寫
  • 2-D:二維
  • JAR: Java™ 歸檔文件
  • POSIX:可移植操作系統介面
  • SQL:結構化查詢語言
  • URL:統一資源定位符

最近是阿波羅登月的周年紀念,最新版的 Eclipse 又稱為 Galileo,於是我無法抗拒繪製航天科學圖的念頭。

獲取數據

您有許多數據源可以選擇,具體取決於您想可視化的數據種類。例如,您可以使用 National Oceanic 和 Atmospheric Administration (NOAA)、National Astronomy、Ionosphere Center (NAIC)、European Incoherent Scatter Scientific Association (EISCAT) 或者 IAU Minor Planet Center。一般情況下,您找到的數據是二進位格式的,您需要使用第三方庫來提取數據。本文主要介紹如何使用簡單的純文本文件中的數據繪圖。

您可以使用 Time Series Data Library 中的數據。該站點包含許多領域的數據集,而且都是文本格式。





設置

首先,如果沒有下載 Eclipse 請先下載它(參見 參考資料)。如果使用最新版的 Eclipse — Galileo,您也需要新建工作空間以避免某些問題。文本的報告文件是使用最新版的 Eclipse 和 BIRT 創建和測試的,但使用以前的版本也應該可以創建相同的報告。BIRT 是一個 Eclipse 插件,具有以下依賴關係:

獲取數據注意事項

您獲取的數據不一定要來自天文台或實驗室;它也可以是政府發布的數據或歷史天氣數據。您獲取的數據可能有使用條款,務必閱讀許可證信息,不要違背這些條款。

  • DTP — 數據工具平台
  • EMF — Eclipse 建模框架
  • GEF — 圖形編輯框架
  • WTP — Web 工具平台

幸運的是,有一個一體化的下載文件包含了 Eclipse、BIRT 的所有依賴關係以及 BIRT 本身(參見 參考資料)。獲取並安裝 BIRT 之後,啟動 Eclipse:

  1. 在 Eclipse 菜單中,單擊 File > New > Other。
  2. 在出現的窗口中,單擊 Business Intelligence and Reporting Tools > Report Project。
  3. 輸入項目名稱,然後單擊 OK。例如,使用 birtPlotting。
  4. 將出現一個窗口,詢問是否切換到 Report Design Perspective;單擊 Yes。
  5. 右鍵單擊 Navigator 選項卡的 birtPlotting 文件夾,然後單擊 New > Report。
  6. 輸入 starmag.rptdesign 作為新報告的名稱,然後單擊 Next。
  7. 在出現的窗口中,選擇 Blank Report,然後單擊 Finish。




使用純文本數據源繪製星的亮度

第一個圖是變星的亮度的變化圖。根據 Wikipedia,“如果一顆星的亮度從地球看是隨時變化的,那麼這種星稱為變星”。繪製的圖將是一個簡單的二維圖,顯示變星的亮度隨時間的變化 — 具體來說,是 600 個夜晚的觀測圖。(數據文件 starmagnitudetimeseries.ssv 可從 下載 處獲取)。

創建條形圖

在左邊,單擊 Report Items 選項卡。從這裡將圖表拖動到設計器。儘管您可能想使用線形圖,但條形圖更加合適。隨著數據點數量的增加,條的大小將變小以適應空間。單擊 Next。

添加數據源

數據的格式是以空格分隔的值(SSV)。要添加數據源:

  1. 選擇 Use Data From,然後從下拉列表中選擇 <New Data Set>。
  2. 提示添加新數據源時,單擊 Yes。
  3. 在出現的窗口中,選擇 Flat File Data Source。給定數據源名稱並單擊 Next。舉例來說,可以使用名稱 starMagDataSource。
  4. 在下一個窗口中,選擇 flatfile style 作為 ssv。其他選項包括以逗號分隔的值(comma-separated value ,CSV),以管道分隔的值(pipe-separated value,PSV)和以製表符分隔的值(tab-separated value,TSV)。
  5. 取消 User first line as column name indicator 複選框。
  6. 可以選擇單擊 Test connection 確保 BIRT 可以找到 SSV 文件。
  7. 單擊 Finish 繼續。

將出現一個窗口,提示數據源選擇:您之前創建的數據源應該出現在 Flat file data source 下。給數據集命名,比如 starMagDataSet 並單擊 Next。在以下頁面,有兩個列表:左邊顯示數據集的可變列,右邊顯示選擇好在圖標中使用的列。左邊應該只有一列。選擇並單擊右箭頭。將列名更改為 magnitude,選擇整數類型,然後單擊 Finish。最後,單擊 OK。

創建類別整數

現在應該回到條形圖嚮導。執行以下步驟創建類別整數:

  1. 在 Select Data 區域,選擇自定義的 starMagDataSet。在預覽區域,應該選擇列名 magnitude 以及幾個整數值。
  2. 在 Category(X) Series 旁邊,單擊帶有調用表達式構建器函數符號的按鈕。
  3. 在 Invoke expression builder 窗口中,選擇 Available Column Bindings,然後選擇子類別 Chart。
  4. 雙擊 rowNum。
  5. 在編輯器中,應該看到 row.__rownum。單擊 OK。

對類別 Y 序列重複該過程,但這時雙擊的是 magnitude 而不是 rowNum。

定製圖表

可以讓圖標變得更加漂亮,單擊 Format Chart 選項卡。從這裡可以更改圖表標題,移除右邊的標籤,更改 X 軸和 Y 軸的標題,更改顏色,甚至可以更改圖形縮放比例。例如,默認縮放比例是線形的,但您可以將其更改為對數縮放比例。對於該圖,使用標題 Variable Star Magnitude Time Series。標記 X 軸 Period (nights) 和 Y 軸 Magnitude。完成這一點之後,單擊 Finish。

在報告設計器中,展開圖表對象以填滿報告的寬度,讓高度增加 3 英寸。要預覽圖,請單擊 Preview 選項卡或者從菜單中單擊 Page > Preview。

您可能會注意到,並非所有 600 個夜晚都出現在圖表中。在圖的最上方,寫有:“Note: Current maximum number of data rows is...”,後跟 “Note: (Click to change Preview Preferences)” 之類的字樣。單擊該信息。在得到的窗口中,單擊 No limits of the number of rows to display,然後單擊 OK。將提示刷新頁面視圖:單擊 Yes。您應該在圖上看到所有 600 個點。圖 1 展示完整的圖表。

時間序列

時間序列 使用數據點序列定期度量。


圖 1. 可變的亮度的時間序列


要保存圖,單擊 Run > View Report > As PDF 或其他您希望預覽圖表的格式。然後保存到磁碟。





使用資料庫繪製太陽黑子的數量

在下一個圖中,您將數據輸入關係資料庫,創建報告,並使用 Java 技術程序生成最終產品。該圖表示選定時間跨度內的太陽黑子數量。


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