《空间信息网络拓扑建模与可视化》针对空间信息网络规模越来越大、结构越来越复杂、分析难度越来越高的发展现状，以及空间信息网络拓扑特征表达困难、不易理解等科学问题，瞄准空间信息网络的复杂网络属性，以宏观的视角研究体系结构设计和拓扑建模问题，尝试构建了体系结构可重组模型、加权动态演化模型和多层拓扑模型。为了使用户更形象、直观、清晰地感知网络拓扑状态，辅助各类人员更容易地掌握多层次拓扑结构的演化规律，该书创新性地提出了融合动画和时间线、多层网络压缩布局、优化布局等多种空间信息网络可视化方法和人机交互分析方法，构建了具有典型代表性的可视化原型系统框架，支持用户基于可视化图形界面进行自由浏览、探索和分析，从而实现对空间信息网络多维度、深层次的理解和认知。

《空间信息网络拓扑建模与可视化》可作为空间科学、信息与通信工程、系统科学等学科专业领域的研究生参考书，也可作为科研院所相关专业工程技术人员的参考资料。

第1章 概述

1．1 空间信息网络

1．1．1 空间信息网络概念

1．1．2 空间信息网络特征

1．2 空间信息网络拓扑建模

1．2．1 网络拓扑建模基本概念

1．2．2 空间信息网络体系结构建模方法

1．2．3 空间信息网络拓扑演化建模方法

1．3 空间信息网络可视化

1．3．1 网络可视化基本概念

1．3．2 网络可视化方法及发展

1．3．3 空间信息网络可视化任务

1．4 本书内容

参考文献

第2章 以数据为中心的空间信息网络体系结构可重组建模方法

2．1 引言

2．2 以数据为中心的空间信息网络体系结构模型

2．2．1 DaaC体系结构建模思想

2．2．2 DaaC体系结构建模机制

2．2．3 DaaC体系结构模型实现方法

2．3 以数据为中心的空间信息网络体系结构可重组模型

2．3．1 基本概念及原则

2．3．2 可重组体系结构建模机制

2．3．3 可重组体系结构模型实现方法

2．4 案例分析

2．4．1 可重组体系结构建模案例分析

2．4．2 体系结构建模方法定性对比分析

2．5 小结

参考文献

第3章 基于局域世界的空间信息网络拓扑加权演化建模方法

3．1 引言

3．2 局域世界演化基础

3．2．1 空间信息网络的局域世界现象

3．2．2 经典局域世界演化模型

3．3 空间信息网络动态拓扑模型

3．3．1 多属性节点

3．3．2 有向加权边

3．3．3 动态拓扑模型

3．4 空间信息网络加权局域动态演化模型

3．4．1 空间信息网络拓扑演化规则

3．4．2 空间信息网络拓扑演化机制

3．4．3 空间信息网络加权局域动态演化算法

3．5 案例分析

3．5．1 演化模型评价指标

3．5．2 演化模型验证分析

3．6 小结

参考文献

第4章 融合动画和时间线的空间信息网络动态可视化方法

4．1 引言

4．2 基于动态力引导算法的空间信息网络动态布局方法

4．2．1 动态力引导算法布局理论分析

4．2．2 动态力引导算法布局实现算法

4．3 考虑加权局域现象的空间信息网络属性可视化方法

4．3．1 基于质心约束的局域属性可视化

4．3．2 基于双重编码的加权属性可视化

4．4 基于平移和缩放的空间信息网络交互方法

4．5 案例分析

4．5．1 实验平台及数据来源

……

老子在《道德经》中说：“道生一，一生二，二生三，三生万物。”世界万物之间有各种各样的联系，有些联系是自然的，有些联系是人为的，然而，大象无形，绝大多数的联系是不可见的。通过构建网络可视化模型，利用人类视觉系统的先天优势“看到”事物之间的连接，并由此“看到”由连接形成的网络，对于理解万物互联的这个复杂系统具有重要意义。在“看到”的过程中，让人们洞悉蕴含在复杂系统中的现象和规律，是可视化研究所追求的终极价值。

空间信息网络是国家的重要基础设施，也是网络信息体系的重要组成部分。人类依靠空间信息网络强大的空间覆盖能力实现信息获取、传输、处理和分发，能够实现地面装备无法完成的任务和目标，从而更好地支持人类社会可持续发展。空间信息网络由于工作环境和运行模式的特殊性，无法像地面通用装备一样通过大量日常应用进行效能分析与评估，因此在数字空间中开展空间信息网络分析在航天信息领域显得尤为重要。

本书为读者提供一种新颖的观察和分析空间信息网络的视觉方法，让读者从可视化视图中“看到”浩瀚太空中客观存在的空间信息网络成为可能。当然，这是从抽象的、逻辑的、系统的角度来实现这个目标，而不是一种具象的和物理的实现。我们知道，一个简单的抽象网络，包括一个节点的集合和一个边的集合。通过将全部的空间网络相关目标建模成一个节点集合，将目标间的链路建模成一个边集合，可以构建起一个拓扑的空间信息网络，从而支持从复杂网络的角度实现多维度的网络分析。

“在复杂事物的发展过程中，有许多的矛盾存在，其中必有一种是主要的矛盾，由于它的存在和发展规定或影响着其他矛盾的存在和发展。”空间信息网络具有一系列特征，我们认为，动态特征和多层特征是其中最主要的两个特征。围绕这两大特征，我们系统梳理和分析了空间信息网络的可视化任务，进行拓扑建模，实现网络可视化方法，并构建了具有典型代表性的可视化框架。

本书共10章：第1章、第9章由胡华全、邹玲撰写；第2章至第4章由于少波、于荣欢撰写；第5章至第8章由张喜涛、郝红星撰写；第10章由胡华全、于少波、张喜涛等撰写。胡华全对全书进行统稿。成书过程中，得到了吴玲达研究员的倾心指导，以及宋汉辰、冯晓萌、李超、姚中华等专家学者的大力支持，在此表示感谢！

本书相关技术研究获得装备预研重点实验室基金资助（编号：6142010010801）；本书的出版，获得天基信息支援重点学科专业建设项目资助，在此表示诚挚的感谢！特别感谢国防工业出版社编辑，他们严谨细致、认真负责的工作态度，确保了本书的顺利出版。

由于作者在理论、实践和技术方面的水平有限，书中错谬和不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。