đặt vấn đề, mục tiêu, đối tượng nghiên cứu, phạm vi nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu, ý nghĩa đề tài, cấu trúc luận văn Chương 2. Tổng quan về trực quan, dữ liệu, hệ thị giác con người, tính chất trực quan, biến trực quan, trực quan hóa dữ liệu, kết luận Chương 3. Chương này nói về lý do chọn phương pháp trực quan, quy trình thực hiện trực quan, thực nghiệm trên dữ liệu thực. Kết quả nghiên cứu Kết luận và kiến nghị.
5 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Giới thiệu Trong triết học, theo quan điểm của phép tư duy biện chứng, hoạt động nhận thức của con người đi từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn. Con đường nhận thức đó được thực hiện qua các giai đoạn từ đơn giản đến phức tạp, từ thấp đến cao, từ cụ thể đến trừu tượng, từ hình thức bên ngoài đến bản chất bên trong, như sau: Nhận thức cảm tính (trực quan sinh động) Nhận thức lý tính (tư duy trừu tượng) Thực tế con người nhận thức thế giới thực đầu tiên là nhận thức cảm tính, đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình nhận thức. Giai đoạn con người sử dụng các giác quan (thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, vị giác) để tác động vào sự vật nhằm nắm bắt sự vật ấy.
Dữ liệu từ thế giới thực thông qua các kênh giác quan được truyền vào não bộ để phân tích, xử lý trích xuất thành thông tin hoặc tri thức. Trong đó, thị giác là kênh giúp con người thu thập được nhiều thông tin và nhanh nhất. Dữ liệu về thực thể từ thế giới thực được kênh thị giác đưa vào mắt người bằng các tia sáng, dẫn lên não bộ để giải mã thành thông tin hoặc tri thức [1]. Theo khảo sát về khả năng tiếp nhận thông tin mới với 5 giác quan, trong đó có 3 phương pháp tiếp nhận thông tin (hình ảnh, âm thanh, vận động) nhận thấy có hơn 65% dân số tiếp nhận thông tin từ dữ liệu hình ảnh, với âm thanh là 30% và vận động là 5% [11].
Nói cách khác, dữ liệu hình ảnh, hoặc dạng hình ảnh như đồ thị được con người cảm nhận được nhiều thông tin hơn những loại dữ liệu khác. Do đó, các loại dữ liệu khác sau khi được thu thập cần được chuyển thành các dạng đồ thị, biểu đồ, gọi là biểu diễn trực quan, để giúp người dùng dễ nhận biết ý nghĩa của dữ liệu [2]. Dữ liệu Dữ liệu là các dữ kiện, số liệu thống kê hoặc các mục thông tin riêng lẻ, thường là số. Theo nghĩa kỹ thuật hơn, dữ liệu là một tập hợp các giá trị của các 6 biến định tính hoặc định lượng về một hoặc nhiều người hoặc đối tượng, trong khi dữ liệu (số ít dữ liệu) là một giá trị của một biến duy nhất.
Dữ liệu được đo lường, thu thập, báo cáo và phân tích, đồng thời được sử dụng để tạo trực quan hóa dữ liệu như đồ thị, bảng hoặc hình ảnh. Dữ liệu dùng để phân tích nhằm tìm kiếm thông tin hoặc trị tri thức chứa trong đó, dữ liệu được dùng nhiều để giúp con người đưa ra quyết định. Mọi quyết định đưa ra đều được dựa trên thông tin có được từ dữ liệu, dữ liệu càng tốt thì thông tin được đưa ra càng tốt. Dữ liệu còn được mô tả là dầu mới của nền kinh tế kỹ thuật số [12].
Trong phân tích, dữ liệu được phân loại bằng nhiều cách. Tùy vào mục địch sử dụng có thể lựa chọn loại dữ liệu trong thực tiễn. Mỗi loại dữ liệu đều gắn với các thuộc tính khác nhau, có mối quan hệ đối với mỗi tình huống trong thực tế. Các loại dữ liệu thường được sử dụng trong phân tích như: dữ liệu định danh, dữ liệu thứ tự, dữ liệu khoản cách, dữ liệu tỷ lệ.
Dữ liệu định danh (Nominal): là loại dữ liệu dựa vào các thuộc tính mà dữ liệu không có sự hơn kém nhau, chỉ có khác biệt hay bằng nhau về thứ bậc. Các con số trong dữ liệu định danh không có mối quan hệ hơn kém nhau và không thực hiện được các phép tính toán cơ bản như cộng, trừ, nhân, chia. Dữ liệu định dạnh có thể được sử dụng trong các trường hợp như: “Bạn là học sinh hay sinh viên?” – 1 học sinh – 2 sinh viên. Dữ liệu thứ tự (Ordinal): là loại dữ liệu dựa vào các thuộc tính mà dữ liệu có sự so sánh hơn kém nhau, khác biệt nhau, bằng nhau.
Giống như dữ liệu định danh, dữ liệu thứ tự không cho phép thực hiện các phép toán cơ bản như cộng, trừ, nhân, chia. Dữ liệu thứ tự được dùng trong nghiên cứu đo lường thái độ, ý kiến, sở thích, nhận thức và quan điểm, như: “Xếp hạng năm vừa rồi của bạn?” – Xuất sắc – Giỏi – Khá – Trung bình. Dữ liệu khoảng cách (Interval): là loại dữ liệu dựa vào các thuộc tính mà dữ liệu có thể so sánh sự hơn kém nhau, khác biệt nhau, bằng nhau. Ngoài ra, dữ liệu khoảng cách còn thực hiện được một số phép tính toán 7 cơ bản như cộng, trừ nhưng không thực hiện được các phép tính nhân, chia.
Dữ liệu tỉ lệ (Ratio): là loại dữ liệu mang đầy đủ các tính chất của loại dữ liệu định danh, dữ liệu thứ tự, dữ liệu khoảng cách. Đây là loại dữ liệu thực hiện đầy đủ được các phép tính toán cơ bản như cộng, trừ, nhân, chia, so sánh sự khác biệt, bằng nhau giữa các thuộc tính. Đối với loại dữ liệu này, nó cho phép so sánh sự khác biệt về tỉ lệ giữa các giá trị của dữ liệu, xác định xếp hạng thứ tự, so sánh khoảng cách. Dữ liệu tỉ lệ được sử dụng để tính toán cộng, trừ, nhân, chia, so sánh các điểm số với nhau và được áp dụng trong biến điểm.
Bảng phân loại dữ liệu dựa vào thuộc tính Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Phép toán Dữ liệu tỉ lệ định danh thứ tự khoảng cách cơ bản (Ratio) (Nominal) (Ordinal) (Inteval) 2. Hệ thị giác của con người Thị giác của con người được cấu tạo và hoạt hoạt động như một hệ thống thị giác hay hệ thị giác giúp con người có khả năng phát hiện và xử lý ánh sáng nhìn thấy. Phát hiện và phân tích các thông tin từ quang phổ mà con người có thể cảm nhận được (bước sóng có thể nhìn thấy được 380 – 760 nm) để xây dựng hình ảnh về thực thể đó trong môi trường xung quanh [13]. Trong thế giới thực, mọi thực thể đều có thể tự sinh ra ánh sáng và phát ra ánh sáng của chính thực thể đó, hoặc phản chiếu từ nguồn ánh sáng khác chiếu vào 8 (hình 2.
Các tia sáng mà dữ liệu mô tả từng vị trí trên thực thể như là sóng mang tín hiệu được điều chế (modulation) đi vào mắt rồi hội tụ tại võng mạc, giải điều chế (demodulation) để tách dữ liệu khỏi tia sáng. Dữ liệu này được dẫn lên não bộ ở hai mức khái quát và chi tiết. Tại mức khái quát, não bộ phân tích song song nhanh những đặc tính nổi trội của thực thể. Tại mức chi tiết, não bộ phân tích nối tiếp để phát hiện và lưu trữ những chi tiết của thực thể.
Sơ đồ nhận thức thị giác (nguồn [1]). Tính chất trực quan Tính chất trực quan là tính hiểu quả của đồ thị trực quan được đánh giá khách quan dựa trên các tính chất trực quan của đồ thị đó. Một đồ thị trực quan cần đảm bảo các tính chất sau: tính liên kết, tính chọn lọc, tính thứ tự, tính định lượng, tính giá trị [3] [4]. Tính liên kết: là tính chất thấp nhất cho phép nhóm tất cả các phần tử của một biến dù các giá trị khác nhau.2 cho thấy cách thể hiện khác của biểu đồ chiều cao / cân nặng, với các phần bổ sung được thể hiện bằng các dấu có hình dạng khác nhau.
Biểu đồ về chiều cao / cân nặng với hình dạng khác nhau (nguồn [4]). Tính chọn lọc: là cấp độ cao hơn tính liên kết, là mặt trái của liên kết. Tính chất này cho phép người xem chọn một danh mục của một thành phần, cảm nhận vị trí của đối tượng trong danh mục và bỏ qua những đối tượng khác.3, người xem có thể chọn trực quan chon đực hoặc con cái bằng cách quan sat các vết sáng và tối. Biểu đồ về chiều cao / cân nặng của nam và nữ (nguồn [4]).
Tính thứ tự: tính liên kết và chọn lọc chỉ cung cấp phân loại theo thang danh nghĩa. Theo Bertin gợi ý một số biến có thể có tính thứ tự, nên cho phép dữ liệu được xếp hạng theo thứ tự [4].4, người xem thay vì chỉ thể hiện chiều cao / cân nặng, thì có thể biểu diễn thêm về thai đổi độ sáng của biến để biểu thị cho tuổi tác. Biểu đồ về chiều cao / cân nặng (nguồn [4]) Tính định lượng: là tính chất có cấp độ cao nhất, cho phép nhận biết được tỷ lệ mà không cần tham khảo chú giải. Đó là tỷ lệ của các giá trị biến ánh xạ trực tiếp đên tỷ lệ của các giá trị dữ liệu.4, nếu kích thước các điểm được biểu diễn khác nhau dựa trên biến tuổi, là một biến định lượng thì người đọc có thể ngay lập tức nhận thấy được những cá nhân nào có độ tuổi lớn hơn các cá nhân khác [4].
Tính độ dài: tính chất này đề cập đến số lượng điểm trên mặt phẳng của một biến trên mặt phẳng đó. Tính chất này liên quan đến kích thước và độ phân giải của màn hình hiển thị, trong đó số điểm phẳng có trên mặt phẳng phải nhiều hơn số giá trị của biến dữ liệu mà nó đại diện [10]. Biến trực quan Biến trực quan, trong thiết kế bản đồ, thiết kế đồ họa và trực quan hóa dữ liệu, là một khía cạnh của đối tượng đồ họa có thể phân biệt trực quan nó với các đối tượng khác và có thể được kiểm soát trong quá trình thiết kế. Khái niệm này lần đầu tiên được hệ thống hóa bởi Jacques Bertin, một nhà thiết kế đồ họa và bản đồ người Pháp, và được xuất bản trong cuốn sách năm 1967 của ông, Sémiologie Graphique [14].
Bertin đã xác định một tập hợp cơ bản của các biến này và cung cấp hướng dẫn sử dụng chúng [5], khái niệm và tập hợp các biến kể từ đó đã được mở rộng, đặc biệt là trong bản đồ học, nơi nó đã trở thành một nguyên tắc cốt lõi của giáo dục và thực hành.