审计研究报告

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1、审计研究报告第26期 审计署审计科研所 2014年7月9日 可视化技术在审计中的应用研究 可视化技术概述 可视化技术的应用 可视化技术在审计中的应用 可视化技术在审计中的应用条件 可视化技术在审计中的应用实例 作者：审计署审计科研所 李培培 上海市审计局 李强 42 目 录一、可视化技术概述.1 （一）可视化技术的基本概念.1 （二）可视化技术的发展背景.1 （三）可视化技术的分类.3 （四）可视化技术的特点.5二、可视化技术的应用.5 （一）医学领域.6 （二）交通领域.7 （三）城市规划领域.7 （四）其他领域.8三、可视化技术在审计中的应用.10 （一）审计管理方面.10 1构建可视化审

2、计数据中心管控平台11 （1）物理资源可视化.12 （2）监测信息可视化.12 （3）容量信息可视化.13 （4）业务流程可视化.13 2审计指挥中心应用可视化14 （二）审计业务方面.15 1地理信息数据可视化.17 2基建工程审核可视化.19 3其它审计业务、财务数据可视化.20 4可视化智能分析.21 （1）可视化多维分析.21 （2）可视化多元分析.22 （3）可视化趋势分析.23 （4）可视化关联分析.24 5构建大数据可视化数据挖掘平台.25四、可视化技术在审计中的应用条件.27 （一）数据中心信息的整合.27 （二）可视化软件的开发.28 （三）可视化条件下数据分析流程.29 （

3、四）可视化人才的培养.31五、可视化技术在审计中的应用实例.32 （一）应用可视化软件分析地理信息32 1应用可视化技术明确审计思路32 2应用可视化技术探寻审计线索34 3应用可视化技术获得直接证据.36 （二）应用可视化技术进行智能分析37 1应用可视化技术进行多维分析37 2应用可视化技术进行趋势分析38一、可视化技术概述（一）可视化技术的基本概念。视觉是人类认知世界的重要途径之一，人类获取外部信息的80%来自视觉系统，视觉在人类的科学发现中发挥了重要的作用。人眼是一个高带宽的并行视觉信号输入处理器，具有很强的模式识别能力，对可视符号的感知速度比对数字或文本快多个数量级，且大量的视觉信息

4、处理发生在潜意识阶段。因此将不可见或难以直接显示的数据映射为可感知的图形、符号、颜色、纹理等，可以增强人们对数据的识别效率，为科学发现、工程开发、医疗诊断和业务决策等提供直观依据。可视化技术指的是运用计算机图形学、图像处理技术和人机交互技术等，将数据转换为图形、图像、视频或动画在屏幕上显示出来，对数据进行直观的可视表达以增强认知，并允许用户对数据进行交互处理，以便于人们接受、理解原始数据或信息的理论、方法和技术，是解释图像数据和根据复杂多维数据集合生成图像的一种工具。可视化技术涉及计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计、几何学、感知心理学和人机交互等多个领域，成为研究数据表示、数据

5、处理、决策分析等一系列问题的综合技术。可视化技术丰富了科学发现的手段，促进了对疑难、深刻问题的理解和领悟，在许多科学研究和工程领域，彻底改变了人们的工作方式。（二）可视化技术的发展背景。可视化技术发展史与人类现代文明的启蒙以及测量、绘画和科技的发展一脉相承。在地图、科学与工程制图、统计图表中，可视化理念已经应用和发展了数百年。早在400多年前，就已经出现了最早的几何图表和地图，用来展示一些重要的信息。16世纪时，随着早期科学技术的发展，人们开始用图来形象化地表达数字信息，并开发了精确观测的物理技术和器具，开始手工制作可视化图表。17世纪最重要的科学进展是物理基本量（时间、距离和空间）的测量理论

6、与设备的完善。它们被广泛应用于航空、测绘、制图、浏览和国土勘探等。同时，制图学理论与时间也随着分析几何、测量误差、概率论、人口统计的发展而迅速成长，其后还产生了基于真实测量数据的可视化方法。人类开始了可视化思考的新模式。进入18世纪，绘图家发明了新的图形化形式和其他物理信息的概念图。如1728年荷兰工程师克鲁基最先用等深线法来表示河流的深度和河床状况。1729年库尔格斯首次制作等深线海图。1791年法国都朋特里尔绘制了第一张等高线地形图，裘品-特里列姆用等高线表示了法兰西领域的地貌，从此等高线法成为大比例尺地形测图显示地貌的基本方法。随着科学技术的发展，人们越来越多地将图表和统计等原始的可视化

7、技术应用于科学数据分析当中，并且发明了抽象图和函数图。18世纪是统计图形学的繁荣时期，其奠基人William Playfair发明了折线图、柱状图、饼状图和圆图等。随着工艺设计的完善，19世纪前半段的统计图形、概念图等迅猛爆发，此时人类已经掌握了整套统计数据可视化工具，将社会、国家人口、经济的统计数据和其可视表达放在地图上，形成了新的概念制图思维，并开始在政府规划和管理中发挥作用。19世纪下半叶，进入了统计图形学的黄金时期，法国人Charles Joseph Minard是将可视化应用于工程和统计的先驱者，他描绘的1812年到1813年拿破仑进军莫斯科大败而归的历史事件流程图，如实地呈现了军队

8、的位置和移动方向、军队汇聚、分散和重聚的地点与时间、军队减员的过程、撤退时低温造成的减员等信息。20世纪初，计算机用于人类生活的科学计算和科学分析，随后的几十年，随着计算机的软硬件技术不断发展，人类获取数据的能力越来越强，来自地球卫星、宇宙飞船，CT扫描，核磁共振以及地震勘测的数据与日俱增，但由于没有有效地处理和观察理解手段，大量的数据和信息都无法充分利用，以致科学家们和工程师们惊呼“我们所能做的只是将这些数据收集并存放起来”，待处理的数据越来越多，因而出现了海量数据集的产生与无法有效解释和应用这些数据的尖锐矛盾。再者，随着科学的发展，对实验精度的要求也越来越高，传统实验方法的实验费用持续增长

9、，计算机技术高速发展，计算成本不断下降，计算精度和速度不断提高，对复杂问题的数值模拟成为解决上述问题更直接、更有效的方法。在这种背景之下，20世纪80年代“可视化”作为一个名词被正式地提出了。“可视化”最初出现在“科学计算可视化”中，1986年10月，美国国家科学基金会主办了一次名为“图形学、图像处理及工作站专题讨论”的研讨会，提出图形学和影像学技术方法在计算科学方面的应用，并将这种应用定为“科学计算之中的可视化”。1987年2月，首届“科学计算可视化”研讨会召开。会议报告正式命名并定义了科学可视化，认为可视化有助于统一计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计、信号处理和人机交互中的

10、相关问题，具有培育和促进科学突破和工程实践的潜力。这标志着“科学计算可视化”作为一个学科在国际范围内已经成熟了。1987年之后，科学可视化获得了极大地发展，并且于20世纪90年代，成为了举世公认的一门学科。从1990年开始，美国电气和电子工程师学会每年举行一次有关科学计算可视化学术会议。科学计算可视化技术已经成为科学研究中的必不可少的手段。它是科学工作者以及工程技术人员洞察数据内涵信息，确定内在关系与规律的有效方法，科学家和工程师能够以直观形象的方式揭示理解抽象科学数据中包含的客观规律，从而摆脱直接面对大量无法理解的抽象数据的被动局面。（三）可视化技术的分类。根据信息传递方式的不同，可视化技术

11、可以分为两大类，即探索性可视化和解释性可视化。探索性可视化指在数据分析阶段，不清楚数据中包含的信息，希望通过可视化快速地发现特征、趋势和异常，这是一个将数据中的信息传递给可视化设计和分析人员的过程。解释性可视化指在视觉呈现阶段，依据已知的信息或知识，以可视的方式将他们传递给公众。根据处理对象以及目的不同，可视化技术可以分为四类：科学计算可视化、数据可视化、信息可视化和知识可视化。科学计算可视化是可视化技术在工程计算领域的应用，它的核心是将三维数据转换为图像，它涉及到标量、矢量、张量的可视化，流场的可视化，数值模拟及计算的交互控制、数据的存储、处理及传输、图形和图像处理的向量及并行算法等。主要用

12、于处理科研领域实验产生和收集的海量数据，力求真实的反应数据原貌，利于模拟实验的进行。数据可视化是可视化技术针对大型关系数据库或数据仓库的应用。它旨在以图形图像的方式展示大型数据库中的多维数据，并且以可视化的形式反映多维数据的分析及其内涵信息的挖掘，利于使用者观察。它涉及到计算机图形学、数据库、统计学、神经网络、人工智能等多种学科知识。应用在信息管理、过程控制、查询优化、决策支持和数据自身维护等多方面。信息可视化是以计算机图形学、计算机交互手段认识和理解抽象数据的可视化技术。这里的抽象数据包括网络文本信息、网络运行状态、分布环境算法、多媒体数据等。知识可视化是指将人们的个体知识以图解的形式表示出

13、来，使其直接作用于人的感官从而促进知识的传播和创新。以上四种可视化技术既相互联系又互有区别。从处理对象来看，数据到知识是一个不断抽象的过程，数据是信息的载体，信息是数据的内涵，知识又是信息的结晶。从广义上看科学计算可视化从属于数据可视化，数据、信息和知识在一定程度也是相通的，因此它们彼此都有交叉。（四）可视化技术的特点。可视化技术的特点主要表现在如下三个方面：1）交互性：用户可以方便地以交互的方式管理和开发数据。2）多维性：可以看到表示对象或事件的数据的多个属性或变量，而数据可以按其某一维的值，将其分类、排序、组合和显示。3）可视性：数据可以用图像、曲线、二维图形、三维体和动画来显示，并可对其

14、模式和相互关系进行可视化分析。可视化技术将不可见现象转换为可见的图形符号，并从中发现规律和获取知识。针对复杂和大尺度的数据，已有的统计分析或数据挖掘方法往往是对数据的简化和抽象，隐藏了数据集真实的结构。可视化技术则可还原乃至增强数据中的全局结构和具体细节。若将可视化技术看成艺术创作过程，则其最终生成的画面需达到真、善、美，以有效挖掘、传播与沟通数据中蕴含的信息、知识与思想，实现设计与功能之间的平衡。真，即真实性，指可视化结果正确地反映了数据的本质，数据可视化之真是其实用性的基石。善，即易感知，指可视化结果有利于公众认识数据背后所蕴含的现象和规律。美，即艺术性，指可视化结果的形式与内容和谐统一。

15、二、可视化技术的应用可视化技术可以有效呈现重要特征、揭示客观规律、辅助理解事物概念和过程、对模拟和测量进行质量监控、提高科研开发效率、促进沟通交流与合作等。目前，可视化技术已经在多个领域得到了应用，如在医学研究、交通运输、城市规划、气象信息、水利水电建设、矿业、农林业、军方、政府等各行各业都发挥了巨大的价值，给人们的生活方式、业务活动、指挥决策等带来了便利。（一）医学领域。现代医学离不开医学图像信息的支持。而医学研究和临床诊断所需要的医学图像是多种多样的，如：病理切片图像、X射线透视图像、CT和MRI扫描图像、核医学图像、超声图像、红外线热成像图像及窥镜图像等。这些图像多是二维的，但是二维图像

16、表达的只是某一截面的解剖信息，医生只能凭经验由多幅二维图像去估计病灶的大小和形状，构思病灶与其周围组织的三维几何关系，这种方法极大程度地依赖于医生的主观想象和临床经验，缺乏直观性和准确性。采用可视化技术，将医学二维图像构建成人体器官、软组织和病变体等的三维模型并进行三维显示，能够给予医生直观的感觉，便于医生快速发现病灶的位置、大小和形状，给出准确科学的病情诊断。这种方法尤其适合于放射治疗和微创手术的定位。在传统医学教学中，学生要了解人体组织器官三维结构知识，只能通过观察尸体标本或通过观看解剖图谱想象对象的三维结构，这不仅要求医学院校保存大量的标本，而且学生学习效率也不高。1989年，美国国家医

17、学图书馆启动了一个数字化人体的工程，中国的可视化人体研究始于1999年，2002年10月，第三军医大学获得了首例中国可视化数字人体数据集。虚拟人体可以逼真地显示出各种观察方式下各个组织器官的形态及相互间的空间位置关系，将功能图像与解剖图像融合，从根本上改变了教学模式。在虚拟人体的基础上进行手术操作的模拟，通过交互手段改变计算所依据的条件，同时观察其影响，可以进行手术预演，利用显示设备逼真地显现手术过程的图象，达到手术训练或手术方案评估的目的。除此之外，可视化技术对疾病预防控制、医疗信息系统及医院管理等方面也有重要意义。（二）交通领域。随着国民经济的发展，城市交通拥堵状况越来越严重，城市交通的智

18、能化管理已成为解决交通问题、改善交通性能的有效手段。其中道路交通监控信息是实现交通智能化管理的主要数据依据。在交通监控工程应用中，将道路的交通流量进行有效的流量监控，通过用计算机对交通监控视频信息进行可视化分析处理，一方面使交通管理人员及时掌握和了解交通状况，并保证了提供给交通管理人员进行管理决策的数据满足动态、及时、准确、有效的要求。另一方面通过采用可视化技术将监控流量结果展示出来，实现了对车辆合理分流，减少道路拥塞，提高路面资源的利用率，这是缓解交通拥堵的非常有效的方法。在道路交通建设方面，三维可视化技术可以将平、纵、横设计资料结合起来，生成道路三维场景，能够解决长期以来传统的设计手段对于

19、道路规划设计和评估不够直观、真实、精确的难题，并且优化了道路设计、加快了项目开展进度、提高了道路设计质量。在道路交通管理中，微观交通仿真可视化技术发挥着越来越大的作用。交通模拟仿真软件通过模拟驾驶者的一系列行为对道路交通网络上行驶的车辆进行建模，在检查复杂交通问题方面具有很大优势，如交通事件的影响分析等。此外，将可视化技术应用在交通运输指挥中心统一控制系统中，使得多媒体信息、音视频信号、现场情景、计算机信号、交通资源信息、指挥决策数据等能够按照应急预案的规程有序推送到大屏幕上，实现了交通运输实时管理。（三）城市规划领域。传统的基于图纸的城市规划只有总设计师对最终效果有一个比较清楚的认识，而其他

20、人只能以比较抽象的语言描述来想象，这样就造成一定的偏差。虽然有时可以用一些效果图来弥补，但效果图毕竟是静态的、单一角度的，一旦方案与原图有出入，就造成了效果图的不准确。并且城市规划方案的实施是一个动态的过程，要进行不断的补充和修改也是一个耗时的复杂工作。当今城市规划中，引入可视化技术，采用多媒体把规划方案用三维动画的形式表达出来，再加上一些音响解说，生动又有说服力，还可对于有代表性的视觉角度进行深加工，制成精度比较高的真彩色图片。当规划需要调整时，只需要修改被调整部分的数据就可以实时地把调整后的方案用各种角度的真彩色图片的形式迅速表达出来，让规划人员和审批人员对方案进行充分的比较。而且规划成果

21、不仅仅是文字和表现图，还可以是多媒体产品，如用电脑制作的三维动画和录像带、多角度三维真彩图片、对设计方案进行详细介绍的电子地图等，便于领导直观了解，做出最终的最具有利益价值的规划决策。（四）其他领域。公安部、国家知识产权局、中国移动通信、中国联通、中国石油、中国工商银行、中国建设银行等各大政府、企业均利用可视化技术，将数据中心的各环节数据情况等实现整合管理，建立了可视化数据中心，从而节约了工作成本，提高了工作效率，提升了工作质量。气象部门将可视化技术应用到天气预报中，以图形图像的形式展示天气的温度、湿度、风力大小及方向、空气污染情况、漩涡、云层位置及运动、暴雨位置及强度、未来天气趋势状况，便于

22、人们及时清晰地了解天气变化。此外，根据气象监测数据和计算结果，可将不同时期的气温分布、气压分布、雨量分布及风力风向等以可视化形式表示出来，从而对气象情况及其变化趋势进行研究和预测。2013年，中国气象局国家卫星气象中心与浙江大学等单位联合攻关，突破全球大气三维体可视、精确的体数据与几何数据混合可视化等关键技术难题，研发成功我国首款全球三维数值大气体可视化分析软件，这也是国际上首次实现全球多模态三维大气体可视化。在采矿设计中，利用可视化技术，将采矿工艺的各环节，编制成界面友好、交互性强的可视化采矿设计系统，可方便地分析和考虑方方面面的因素，提高设计质量。对于大量地质勘探数据或测井数据，利用可视化

23、技术构造出感兴趣的等值面、等值线，并显示其范围和走向，用不同颜色显示出各种参数及其相互关系，从而使专业人员能对原始数据作出正确解释，得到矿藏是否存在、位置及储量等信息，具有重要的经济效益及社会效益。水利水电工程多数较为庞大而复杂，将三维可视化技术与地理信息系统结合应用于水利水电工程建设，以信息化、直观化、可视化为起点，将复杂施工动态过程用三维图像形象地描绘出来，为全面、准确、快速地分析掌握工程施工全过程提供了有力的分析工具，实现了工程信息的高效应用与科学管理，审计成果的可视表达，亦为决策与设计人员提供了直观形象的信息支持。在农林业中，利用可视化技术实现植物在三维空间中的生长发育过程，可以精确的

24、反应现实植物的整体形态和具体结构。可视化的模拟实验只需几分钟即可得到实验结果，大大加快了实验的速度，减少了实验的投入，而且可以完成在自然条件下难以得到的实验结果。农业教学方面，传统的田间实地教学离不开田地，必须专家和农民都来到地头才能真正的“手把手”教学。利用可视化技术，将各种农事新措施、新技术进行可视化，通过电脑网络进行交互式仿真教学，农民有身临其境的教学效果。我国军方已经将可视化技术，在边防监控系统和作战指挥平台等的开发、情报信息的分析、兵器领域武器产品的设计、模拟战场环境、物流全资产可视化、维修可视化等方面进行了深入的应用。2013年，美国国防预研计划局开始投资寻求大数据处理软件和动态可

25、视化系统。可视化技术在以上行业的应用具有重要的意义，同时对可视化技术在审计中的应用具有一定的指导价值。借鉴可视化技术在医学教学或农林业培训中的应用思想，可以在审计中建立培训仿真实验室，替代组织审计人员集中进行业务培训的方式，实行上机仿真培训。学习已经实行了数据中心可视化管理的各大政府、企业的做法，审计部门可以整合数据中心信息资源，建立审计数据中心统一管控平台，从而降低数据中心管理人员工作量，提高工作效率。交通运输行业指挥中心的设计思想可以有选择的应用到审计指挥中心建设中。对于工程建设、矿业资源、土地利用等项目的相关审计，将可视化技术与地理信息技术相结合，直接将电子图纸等导入合适的可视化软件，或

26、进行相应工程的建模，执行所需的工程量核算、历史图片对比等操作，减轻户外实地测量等的工作量，提高审计质量。经济责任审计中涉及到环境污染治理方面的，如空气污染治理、水污染治理等可以仿照气象部门的可视化应用思路，将相关指标进行可视化展示，使审计人员一目了然的进行分析判断。三、可视化技术在审计中的应用刘家义审计长曾指出，中国审计的出路在于信息化，信息化的关键在于数字化。随着信息化技术的发展，信息化系统在审计中得到了广泛应用，实现了行政办公无纸化、审计工作数字化和审计管理信息化，全面提高了审计质量、效率和管理水平。面对审计工作产生的越来越多的数据量，将可视化技术应用到审计管理和审计业务中加以辅助，会收到

27、事半功倍的效果。可视化技术在审计中的应用主要包括审计管理和审计业务两方面。审计管理方面包括构建可视化审计数据中心管控平台和在审计指挥中心应用可视化技术，审计业务方面包括数据分析的可视化研究和构建大数据的可视化数据挖掘平台。（一）审计管理方面。通过金审工程一期、二期的建设，审计信息化在应用系统建设层面、网络系统建设层面、安全系统建设层面以及基础环境建设层面都取得了巨大成就。其中，审计数据中心是一个高度集中各子系统并让它们协同工作的“IT航母”，如何最大程度的优化各子系统，使其高效、稳定运作是“IT航母”发挥作用刻不容缓的职责。当前审计数据中心的管理处于分散的状态，数据中心配备了各种监控管理工具、

28、流程工具和操作工具，但他们均分属于不同的处室，彼此之间缺乏联系，如监控系统没有连接具体业务数据信息，安全中心是一个单独的运行系统，这导致了整个审计信息的碎片化，每一个处室只是掌握了局部的信息，无人能拼凑出一个完整且关联的数据中心实相。这样一方面不利于掌握审计信息化建设的全貌，另一方面当出现故障时，每个系统查找自身的问题，会忽略掉它们之间的关联信息，而导致故障排查困难。基于现有的审计数据资源，利用可视化技术构建审计管控平台，以三维可视化技术将各种分散的信息和数据进行深度整合，将各个子系统，各个层面的信息清晰准确地展示出来，通过物理的设备可以知道当前的监控状态，通过一条监控数据可以了解物理设备情况

29、，各种肉眼无法看到的信息，如通风路线、电力负荷、温湿度、承重分布、容量剩余等，都以不同的颜色或视图加以表达，便于及时观察情况发现问题。审计指挥中心应用可视化技术，为项目的安排部署，项目的进度跟踪，领导的决策分析提供便利。审计管理中应用可视化技术，一方面提高了信息的可读性，便于决策部门清晰直观的了解审计信息化状况，了解审计项目情况，及时作出指挥决策，另一方面提高了交互效率，便于数据管理者及时发现数据资源问题，应对突发情况，使资源管控更加可靠。1构建可视化审计数据中心管控平台可视化审计数据中心管控平台，以一个整体的方式对待空间、资产、温度、湿度、安全、网络等必备因素在内的各个子系统，通过直接切换到

30、相应模块即可查看相关信息，管控平台一共包括四个模块，分别是：物理资源可视化模块、监测信息可视化模块、容量信息可视化模块和业务流程可视化模块。（1）物理资源可视化物理资源可视化包括空间可视化和设备可视化两部分。空间可视化将数据中心的物理现状以三维视图形式真实的呈现出来，可以多角度直观窥看整个数据中心的物理布局，如普通机柜、网络机柜、配电柜、空调、通风口、安防工具、网络连线、接地线、防雷系统，甚至门禁等，最大限度的展示数据中心物理环境，并可进行人机交互操作，如添加或删除某个设备，移动某个设备位置等。此外，每个机柜负责人都有对应登陆帐号，可以看到自己管理机柜的高亮标记显示及机柜详细信息，从而大大节省

31、负责人的管理时间，提高工作效率。主管理员权限可以查看所有机柜的信息（见图3.1）。设备可视化是对所有的设备详细信息进行可视化展现，如设备图片展现，设备电源信号、型号、序列号、所在机柜具体位置、相互之间的连接路径等各种实用信息展现，并可实现如远程登陆操作、远程开关机、远程排错等交互操作（见图3.2）。 图3.1 空间可视化图 图3.2 设备可视化图（2）监测信息可视化监测信息可视化将设备资源之外的辅助设施状态或环境监控情况进行可视化展示。如与设备资源相连接的机架电源状态信息、接口连接信息、网络设备变更信息、网络拓扑动态监控信息、主机监控信息、安全监控信息等，这样通过查看相关信息，便于准确定位故障

32、的来源，减少修复时间，提高整体系统的可用性。以上信息的获取，以及数据中心温度、湿度、安防等环境指标的获取都需要依靠监控系统提供监测数据，该模块是这些监控数据的汇聚平台，将各类监测数据以可视化形式进行展示，便于负责人掌握整体情况，如对于温度数据，可以设计温度云图，通过颜色级别的变化进行清晰的展示（见图3.3）。该模块还将超出阀值的告警信息在一个界面统一集中的展现，并将告警物理设备属性等实时发给负责人，如机柜位置、温度值等，便于负责人精确定位告警信息，采取相应措施（见图3.4）。 图3.3 温度监控可视图 图3.4 告警信息可视图（3）容量信息可视化容量信息可视化将抽象的容量数据形象化展示，实现精

33、细化管理。包括空间容量、电力容量、机柜承重容量和存储容量（见图3.5）。用可视化技术将其统计信息分级呈现，方便负责人掌握宏观整体容量，并能帮助负责人对待上架设备或待存入数据进行空间位置及合适机柜或存储设备的搜索，便于实现配置规划。此外，对于存储器，除了可以查看容量信息，还可以查看里面所存储数据的业务类型，来源信息，采集时间等，一方面便于数据需求者快速检索到所需数据，另一方面便于管理者通过存储资源随时间的消耗情况，预测给定的资源何时将被耗尽，及时采取应对措施。图3.5 容量信息可视图（4）业务流程可视化对于数据中心涉及到具体业务的信息，如数据交换中心是如何实现审计机关之间或与公众信息之间进行信息

34、共享交换的，现场审计系统如何实现对财务数据的分析，计算机审计方法如何调用执行，联网审计系统如何采集被审计单位的数据，采集后是如何进行数据管理、数据分析的，结果数据又是流向了哪个存储器进行保存的等，可以采用动态可视化流程图的方式展现演示，既方便大家了解审计信息化建设，又省去了相关业务操作必要的培训过程。数据中心可视化管控平台，可以帮助大家了解数据中心方方面面的信息和情况，从物理世界到逻辑世界到数据世界，从一个机房到一块地板，从一个设备到一个端口，从机柜容量到存储容量，从告警信息到性能数据，都可以清清楚楚的展示出来，给大家一种超级的视觉能力，使管理者可以真正的控制数据中心。2审计指挥中心应用可视化

35、审计指挥中心涵盖决策指挥、现场实施、业务管理、质量过程控制等各个环节的审计信息。将可视化技术应用到审计指挥中心，以按一定比例放缩后的空间地理信息数据为底图，在上标注全国审计机关的业务工作情况，构建全国审计可视指挥图。在指挥图上按设定的可视化模式将多媒体信号、音频信号、现场审计情景、计算机信息、审计资源信息、指挥决策数据等按规程进行有序推送。可以实现审计的感知功能、信息展示功能，有助于提高审计的效率和质量，提高领导的分析决策速度。基于审计可视指挥图，第一，可以实现领导的远程指挥调度：指挥图以基础地理测绘数据图为底图，以文字描述或音频信号等方式，将全国各审计机关的业务情况进行详细定位展示，不仅包括

36、静态的历史重大审计事件概述、问题、解决方案等，还动态实时展示当前审计项目的进展情况，如审计人员情况、审计工作分工情况、审计遇到的问题、审计进度等，有关领导可以及时掌握审计情况，做出相应问题的指挥应答，或进行人员调度等。第二，可以实现审计问题的预测，指挥图对历史审计结果进行了展示，通过历史事件回放功能，可以对同类审计或许存在的问题进行趋势分析，从而便于领导对现场审计人员的审计方法或思路做出评判或指引，或调配经验丰富人员现场援助。审计可视指挥图将项目管理、指挥调度、视频会议、网络监控的多种关键业务功能整合起来，真正实现音视频业务的实时交互，满足高清晰可视指挥调度的需求，可以直观可靠地进行多向指挥调

37、度。（二）审计业务方面。作为计算机审计的重要方法，数据分析是审计业务工作的核心，他把隐没在海量的、杂乱无章的电子数据中的信息集中、萃取和提炼出来，揭示其内在规律，为评价被审计单位经济活动的真实性、合法性、效益性提供有力的线索或直接的证据。审计数据分析紧紧围绕审计项目，发现问题、挖掘线索、搜集证据，准确评价被审计事项。审计数据分析的方法主要分为三种：查询型分析、验证型分析和挖掘型分析。查询型分析最普遍，也是最容易的数据分析方法，可以通过多种方式完成数据的查询分析工作，具有直观、简易的特点，但缺点是审计思路呈线性结构，不易发现问题线索。验证型分析是逆向思维的审计数据分析方式，审计人员首先提出自己的

38、假设，然后利用数据分析方法来验证自己的假设，从数据中确定审计事实。验证型分析需要审计人员能够提出合理假设，往往需要多次假设验证再假设再验证才能确认审计结果。挖掘型分析是对海量数据进行技术处理，修正变换后以直观易懂形式展示出数据的一般规律或一定特点的过程。是一种综合性的分析方法，支持审计人员从不同的角度，灵活快捷地对被审计单位的电子数据进行挖掘。当前，审计中常用的数据分析软件有EXCEL、ACCESS、SQL Server、现场审计实施系统（AO）等，利用审计软件进行数据分析的常用步骤如下：首先了解被审计对象信息系统部署及数据存储情况，明确重点和难点，确定数据分析方案，并采集被审计对象信息系统中

39、的财务数据和业务数据；然后，对采集的数据进行整理和验证，消除冗余数据，避免使用错误数据，并在对这些数据分析和理解的基础上将其转换为审计软件所需要的数据形式；最后，遵循把握总体、突出重点的原则，运用计算机审计软件对采集到的电子数据进行分析复核，通常包括运行审计软件中预定义的数据分析功能或编写小程序小模块等方式。这些数据分析方法能初步达到数据审计的要求，但在具体审计过程中，审计人员往往无法预先把握整体业务情况，只能依据抽象的业务流程提出审计思路，然后再根据思路在浩瀚的数据海洋中反复地验证审计思路的可行性。当前审计数据分析的主流方法还是查询型分析和验证型分析，这不仅使数据分析工作量大，审计效率低，计

40、算机技能要求高，审计质量也难以控制。与以上传统的审计数据分析技术相比，可视化审计数据分析技术更倾向于挖掘型分析，它的特点主要表现在：一是具有友好的人机交互能力，可视化数据分析的所有操作完全通过键盘鼠标人机交互完成，只要熟悉可视化软件各项菜单的功能，即便无计算机专业背景的审计人员也能轻松应用。二是具有丰富的图形图像展示功能，有助于审计人员把握整体情况，发现问题所在，缩小审计范围，节省审计资源，尤其适合于地理信息、人口信息、基建工程、医学图像、机械制造、社保信息，金融信息等数据的立体展示及数据分层分类的汇总。三是具有强大的图形分析功能，可交互的构建和调整曲线、曲面、点云等数学模型，适合于对海量数据

41、进行趋势分析，为查找审计数据异常提供线索。四是具有多样图形运算功能，可替代部分数据库编程工作，提取异常数据。如两个信息系统间数据的模糊匹配，在海量数据的情况下，其速度比传统的数据库编程方式快几万倍；又如按地理位置划分税率的税收审计，如城建税、土地使用税等，数据库编程根本无法实现，图形化运算则可快捷实现。五是部分可视化分析软件提供丰富的工程核算功能，可快捷地计算不规则形体的面积、体积、质量、密度等，若通过数据库编程计算不仅工作量大而且准确性差。适合于投资审计、环保审计等领域的工程量核算、退耕还林检查、建设征地核查等。基于可视化技术，审计人员通过键盘鼠标操作就能得到直观的图形化分析结果，在一定程度

42、上可摆脱数据库SQL编程语言的束缚。审计人员依据图形化展现的总体业务情况，能选定审计重点，发现问题所在，找出数据间关联性，有效地确定审计重点，查找审计线索，提炼审计思路，并能提高审计效率，确保审计质量。1地理信息数据可视化地理信息主要分为两类：描述空间对象方位的空间数据和空间对象的属性数据。对这些地理数据进行采集、储存、管理、运算、分析等可以加强对地理空间的感知，发现隐含的问题。在审计过程中，不少单位的主体业务以地理信息作为关键基础信息，这些单位丰富的地理信息，是对其进行审计评价的重要数据支撑。譬如：城乡建设管理部门对建设用地的规划、建设、监管；农业管理部门对农业耕地的管理与耕地红线保护；资源

43、环保部门对陆域、海域自然资源的开采和环境治理的监管；地下空间管理部门对地下空间的规划、建设和监管；交通管理部门对交通秩序、流量、安全的监管；行政执法单位对执法车辆的调度，如公安、质监、工商等；公共服务部门对服务车辆（如“120”院前急救车辆）的调度；按地域设定税率的税收征收情况，如城市维护建设税、土地使用税等；按地域区分的社会保障政策的制定和落实，如医保、低保等。对上述业务进行审计，传统的审计方法往往索取记录业务的纸质或电子文档，分析、核实、评估业务活动的过程和结果。但是，作为业务活动进行计划、决策、调度、指挥、监管的重要依据，地理信息往往也以文字方式进行描述。面对海量的地理信息，传统的现场核

44、查、纸上推演的审计方法显得无能为力。如果不对基础数据进行深入核查和分析，就对被审计单位的业务活动做出审计评价，审计机关面临巨大的审计风险。事实上，地理信息结合人口、资源、环境等信息一般都通过空间地理信息技术进行存储和管理。空间地理信息技术一般包括地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感技术（RS）等3S系统。其中，地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统， 它把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起，可以对地球上存在的

45、现象和发生的事件进行成图和分析。全球定位系统是利用GPS定位卫星，在全球范围内进行实时定位、导航的系统，主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。遥感技术是一种非接触的，远距离的探测技术，一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。它通过人造地球卫星上的遥测仪器把对地球表面实施感应遥测与对资源管理实施监视（如树木、草地、土壤、水、矿物、农家作物、鱼类和野生动物等的资源管理）结合起来。可视化的地理信息分析技术提供了直观的展示能

46、力、强大的空间计算功能，审计人员仅需通过简单鼠标拖拽操作，即可快速、直观的获得理想的数据视角和计算结果，挣脱复杂的SQL编程苦恼。如，计算元素之间的距离、目标区域的面积，判断地表物质的种类、道路交通流量、关键点与某区域的包含关系、多个区域间的重叠关系，推演最优的选址、交通路线等。依赖可视化的地理信息分析技术采集和分析地理信息，审计人员能有效提高审计效率，规避审计风险，做出客观公正的审计评价。 图3.6 地理信息系统（GIS）示例 图3.7 全球定位系统（GPS）示例图3.8 遥感（RS）示例2基建工程审核可视化当前投资审计面临任务重、时间紧、人员少等重重矛盾。数量巨大的审计项目与有限的审计力量

47、之间的矛盾日益突出，相当多的投资审计项目已积压多年，影响了投资项目的及时竣工和对固定资产的有效管理。在投资审计中造价核算具有举足轻重的地位，造价核算的重中之重则是对工程量及物料使用量的审核。在对工程量及物料使用量的核算过程中，审计人员不得不面对纷繁复杂的设计、施工、竣工图纸，及各式各样的定额标准，这对审计人员的专业知识提出了相当高的要求。基本建设项目除了包括地面上的公路、铁路、桥梁、机场、建筑、楼堂馆所及体育馆、图书馆等公共服务设施（见图3.9），还包括地面下的地铁、隧道、矿井、防空设施或隐蔽的地下管线、弱电工程等（见图3.10）。实地丈量的方式往往只能部分抽查，无法核查隐蔽工程或地下工程；面

48、对不规则形体，往往计算困难且准确性差；传统的依赖图纸的方式，对建筑知识要求高且执行效率低。事实上，基本建设项目的设计、施工、竣工图纸记录了所有必需的信息，而这些图纸几乎全部来源于主流的计算机辅助设计软件（CAD）、计算机辅助工程软件（CAE）及建筑信息管理软件（BIM）等，如AutoCAD、RevitArchtecture、TransCAD、Siemens NX、Imageware、ProE、 SolidWorks、SolidEdge等。通过采用可视化分析软件提供的工程核算功能，审计人员无需编写任何程序，推导任何公式，仅通过简单的鼠标拖拽，软件即可自动精确地计算工程的面积、体积、质量、密度等，

49、为工程量或物料核算提供支撑。 图3.9 三维CAD模型示例 图3.10 管线CAD模型示例3其它审计业务、财务数据可视化对于审计工作中面对的大量财务、业务数据，采用数据可视化技术，通过更加适合人类思维的图形化的方式展示数据分析结果，一方面使冗杂的数据变得直观形象，使我们能够看到原本隐含的信息，另一方面使审计人员通过操作键盘鼠标等与计算机进行交互式的数据分析，而省去了编写SQL语句的困难。数据可视化分析方法有：基于图形的可视化方法、基于平行坐标法的可视化技术、基于几何的可视化方法和其它数据可视化方法。基于图形的可视化方法将各个维度之间的关系在空间坐标系中以直观的方式展现出来，便于数据特征的发现和

50、信息传递，如：散点图、折线图、条形图和柱形图、分布图、饼图、箱式图等。并能交互的构建和调整曲线、曲面、点云等数学模型，适合于对海量数据进行趋势分析，为查找审计数据异常提供线索。基于几何的可视化技术考虑到数据的复杂性和多样性需要对更多的多维数据进行处理和分析，而将数据各个维度之间的关系在某个设定的图形中显示出来。如星型图，其构造方法为：任选空间的某一点作为一个星型标记的中心点，由中心点作出n条线段来代表n个数据维，这n个线段把平面平均分成n份，每一个线段长度代表一个数据维的值的大小，把线段终点全部用直线连接起来，就构成了一个星型图，每一个星型图都代表数据库中一条记录，则一组数据就用一组星型图来代

51、表。基于平行坐标法的可视化技术可以实现高维数据的有效降维，将高维数据在二维直角坐标系中以更加直观的形式展示，便于挖掘数据表达的信息。其基本原理是将n维数据映射到二维空间的n个坐标纵轴，每两个坐标轴之间线段表示一个空间点，n-1条折线与n条坐标轴的n个交点代表了数据的n维空间。其它数据可视化技术有：基于图标的技术用图标特征来表示高维数据的属性；面向像素技术是将各个数据项对应的数据值映射成屏幕的像素，并用一个独立的窗口表示某一属性的数据值；基于层次的可视化技术适用于数据库系统中层次结构清晰的数据，如文件目录、组织结构等。4可视化智能分析商业智能技术是数据仓库、多维分析、数据挖掘等综合运用以支持商业

52、决策的技术。将商业智能技术运用到审计中使验证型审计方式和发掘型审计方式相结合，从一定程度上，可以实现审计工作从“瞎子摸象”转变为“纵观全局、有的放矢”。（1）可视化多维分析多维数据分析是以海量数据为基础的复杂分析技术，它可以对以多维形式组织起来的数据进行上卷、下钻、切片、切块、旋转等各种分析操作，通过对数据进行剖析，可以从多个角度、多个侧面观察数据库中的数据，迅速找出数据反映的各类信息。近年来，审计机关在多维数据分析方面进行了探索，取得了较好的效果。然而，多维分析技术的瓶颈问题也日渐凸显：一是缺乏数据挖掘的能力；二是部署专业技能要求高、部署周期长；三是数据分析模型的构建需要较深的审计专业知识，

53、需要计算机专业人员编写程序，由于计算机与审计高级复合型人才的缺乏，计算机专业人员与审计人员对需求的理解和分析结果的展示方式经常出现差异，多维数据分析受到限制。四是审计业务涉及的行业众多、业务变化快，使得数据源的数据结构多样、多变，导致部署的多维分析技术，使用率不高；五是多维分析技术要求“维”数据和“度量”数据预先定义，因为调整工作量大，所以难以适应审计工作中数据分析需求持续变化的要求。引入可视化商业智能多维分析，基于内存的数据引擎技术，审计人员无需关注数据结构的差异，轻松部署数据仓库，且“维”数据和“度量”数据不需预先定义，能根据需求变化及时调整，数据分析运算快，结果实时呈现。并且审计工作不再

54、依赖于数据分析人员编写SQL程序，审计人员能完全通过图形化用户界面构建审计模型，这较好地解决了审计人员与数据分析人员在分析需求理解上经常出现差异的问题。同时，可视化多维分析技术能根据数据的特点智能识别审计人员的可视化需求，自动寻求合适的图形化展示方式，提高审计工作效率。（2）可视化多元分析在一些大型或特大型的审计项目中，由于被审计单位业务条线多、组织层级多、资金体量大，审计机关面临审计任务重与审计人员不足之间的矛盾，确定科学的抽样方法、明确合理的审计范围，找准正确的审计重点，提炼有效的审计思路，对提高审计项目质量起着重要的作用。可视化多元分析方法能较好地满足上述需求，如，聚类分析适合于对被审计

55、对象和业务进行分类，从而为审计抽样明晰方向；主成分分析和因子分析适合于对被审计单位业务的各种影响因子进行分析，从而为确定审计重点提供思路。“聚类”是将数据分类到不同的类或簇的一个过程，同一个簇中的对象有很大相似性，而不同簇间的对象有很大相异性。聚类与分类的不同在于，分类对于目标数据库中存在哪些类是已知的，要做的就是将每一条记录属于哪一类标记出来。而聚类所要求划分的类是未知的，没有事先给出分类标准，聚类分析是一种探索性的分析，能够从样本数据出发，自动进行分类。根据分类结果，审计人员可以科学地确定抽样准则、克服当前样本选取缺乏统计支撑的弊端，确保挑选核实的抽审范围，避免审计重点偏离重心，审计评价出

56、现偏差，降低审计风险，提高审计质量。主成分分析是将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方法，是一种基础的数学分析方法。因子分析的基本目的是用少数几个因子去描述许多指标之间的联系，将相关比较密切的几个变量归在同一类中，每一类变量就成为一个因子，以较少的几个因子反应原资料的大部分信息。如果对被审计单位业务需要分析多个指标，采用主成分分析或因子分析将众多具有一定相关性的指标，重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标，或设定几个因子来代表原来的各项指标，可以消除指标之间的相互影响，降低审计分析维数，减少指标选择的工作量，提高审计工作效率。（3）可视化趋势分析审计过程

57、中，审计组需对被审计单位主体业务运行的真实性、合法性、效益型进行审计。但审计人员面临一个困境：通过传统的审前调查、内控测试、确定实施方案的方式，审计人员往往无法预先把握整体业务情况，只能依据抽象的业务流程提出审计思路，计算机人员再根据其思路在浩瀚的数据海洋中反复地验证审计思路的可行性。可视化趋势分析是预先把握整体业务情况的一种简单、直观的方式，它能帮助审计人员科学确定审计重点，形成可行审计思路，有效防范审计风险。同时，对该项业务进行总体趋势分析，有助于审计组对相关业务执行情况进行深入的绩效分析和预测未来发展趋势。如对社保资金的使用情况分析后，发现一个地区的社保上缴逐年上升，但社保的支出分配在某

58、一年突然减少，以往的分析模型很难查出这类疑点信息，可视化趋势分析可以解决此类问题。可视化趋势分析法是从海量资源的基础上，针对某主题或关键词进行的时间序列统计。趋势分析法的关键点在于时间序列统计，事物随着时间的推移进行演变。趋势分析的内涵可以从形式和内容两方面理解：形式上是主题的时间轨迹，内容上是通过各行业相关知识点之间的时间演化关系预测未来动向。趋势分析工具能够根据数据源，自动按照年度、季度、月度等时间条件，将数据转换成为趋势分析图表，以柱型图、横柱型图、曲线图、点图等方式直观呈现被审计单位的发展趋势。趋势分析工具还支持进行回归分析，对回归进行F和T检验，检验回归结果是否可以接受。通过回归模型

59、，审计人员能够更直观的了解被审计单位的总体情况。（4）可视化关联分析两个或两个以上变量的取值之间存在某种规律性，就称为关联。数据关联是数据库中存在的一类重要的、可被发现的知识。关联分为简单关联、时序关联和因果关联。关联分析的目的是找出数据库中隐藏的关联网。一般用支持度和可信度两个阀值来度量关联规则的相关性，如果引入兴趣度、相关性等参数，使得所挖掘的规则更符合需求。可视化关联分析工具能够实现将不同行业间的审计模型或审计结果进行关联（见图3.11），如财政组织预算情况与部门预算执行情况关联分析、财政社保基金与社保征收征缴资金的关联分析、财政收入执行情况与税务征收情况的关联分析、社保人员数据与公安人

60、口数据的关联分析、医保数据与医院业务数据关联分析等，同时挖掘其背后隐藏的关联关系。图3.11 关联分析示意图5构建大数据可视化数据挖掘平台大数据带来的信息风暴正在变革我们的生活、工作和思维，开启了一次重大的时代转型只要知道“是什么”，而不需要知道“为什么”。这颠覆了千百年来人类的思维惯例，对人类的认知和与世界交流的方式提出了全新的挑战。审计工作也面临着审计大数据时代的挑战，审计数据的激增，不仅带来了数据量的扩大，也带来了数据类型的增加，从非结构化数据中获取有价值信息会成为大数据审计工作的重点和难点。构建可视化大数据数据挖掘平台是有效进行大数据分析的手段（见图3.12）。数据挖掘是指从大型数据库

61、或数据仓库中提取人们感兴趣的知识，这些知识是隐含的、事先未知的。传统的数据挖掘过程对用户而言是一个“黑盒子”，用户将数据集交给算法，然后自动地生成结果，挖掘的过程不可见，用户很难参与，挖掘出的结果也常常只有专业的数据挖掘人员能够理解，用户对挖掘的结果难以信任。因此为了弥补上述审计数据挖掘中的不足，我们可以将可视化技术与数据挖掘技术结合起来，形成可视化数据挖掘方法。这种结合以人为中心，一方面充分利用人类的知识领域和模式感知能力，另一方面审计人员对挖掘结果的理解和利用。可视化的方法使数据挖掘技术的应用更具形象性和直观性，更多的人参与和指导挖掘过程，可以有效地提高数据挖掘结果的可信度、可理解性和可用性。按照可视化在数据挖掘中应用的不同阶段，可以将可视化的数据挖掘划分为源数据的可视化、挖掘过程的可视化、结果的可视化。源数据的可视化是指在进行数据采集时，将整个数据集以可视化的方式呈现给审计人员，譬如数据量、数据类型等信息，特定指标的大小情况，特殊字段的详细