网络空间隐喻Gosper地图表达与分析

2.1 方法概述

本文提出的网络空间隐喻Gosper地图构建方法主要包括三个步骤：网络节点与Gosper曲线叶节点映射、Gosper地图构建和网络空间隐喻Gosper地图构建。

图1 网络空间隐喻Gosper地图构建方法

2.2 网络节点与Gosper曲线叶节点映射

网络空间节点具有多级拓扑层次关系，Gosper曲线具有空间填充和保持局部性的特点。本文基于网络空间节点的拓扑层级关系和地理学第一定律构建网络节点与Gosper曲线叶节点的映射关系。

首先，将网络空间节点按照拓扑层级关系组织成树状结构，树的每一层代表一个拓扑层级。然后，根据地理学第一定律（空间上相近的事物比相距较远的事物更相关），将拓扑关系相近的节点映射到Gosper曲线上相邻的叶节点。这样可以保证拓扑关系相似的网络节点在Gosper地图上的位置也相近，便于用户理解网络节点之间的关系。

2.3 Gosper地图构建

基于Gosper曲线叶节点构建具有面域嵌套关系的Gosper地图。Gosper地图是一种基于Gosper曲线的空间填充地图，具有良好的空间局部性和层次性，适合表达具有层次结构的数据。

Gosper地图构建过程如下：首先，根据网络节点的数量确定Gosper曲线的阶数。然后，沿着Gosper曲线的路径，将每个叶节点扩展为一个六边形区域，形成基本的Gosper地图。最后，根据网络节点的拓扑层级关系，将属于同一父节点的子节点区域合并，形成具有面域嵌套关系的Gosper地图。

2.4 网络空间隐喻Gosper地图构建

结合隐喻思想和地图视觉要素与网络空间要素的相似性关系构建多尺度网络空间隐喻Gosper地图和地形图。隐喻思想是通过已知事物（喻体）的特征来理解和表达未知事物（本体）的认知方式。在网络空间隐喻地图中，地理空间要素（如山脉、河流、平原等）作为喻体，网络空间要素（如服务器、路由器、应用等）作为本体。

网络空间隐喻Gosper地图构建过程如下：首先，根据网络节点的属性（如重要性、脆弱性等）确定其在隐喻地图中的表达方式。例如，重要的网络节点可以用"高山"来隐喻，表示其在网络中的重要地位；脆弱的网络节点可以用"峡谷"来隐喻，表示其容易受到攻击。然后，基于Gosper地图的面域结构，将网络节点的属性映射为地形特征，构建网络空间隐喻地形图。最后，通过多尺度表达技术，实现网络空间隐喻Gosper地图的多层次浏览和分析。

3.1 网络空间要素的隐喻表达

网络空间要素的隐喻表达是将抽象的网络空间要素通过地理空间要素进行可视化表达的过程。本文基于地形隐喻，将网络空间要素映射为地形特征，构建网络空间隐喻地形图。

3.2 多尺度表达与层次浏览

网络空间隐喻Gosper地图支持多尺度表达与层次浏览，用户可以从全局视图逐步深入到局部细节，实现网络空间的多层次认知。

多尺度表达基于细节层次（Level of Detail，LOD）技术实现，根据用户的观察尺度动态调整地图的详细程度。在全局视图中，只显示重要的网络节点和主要的拓扑结构；在区域视图中，显示中等重要性的节点和次要拓扑结构；在局部视图中，显示所有节点和详细的拓扑关系。

3.3 网络空间可视分析

网络空间隐喻Gosper地图支持多种可视分析功能，帮助用户理解网络空间的结构特征和安全状况。

为验证本文提出的网络空间隐喻Gosper地图的有效性，我们基于两套网络空间资产数据进行了实验。第一套数据包含某组织的网络资产信息，共有1024个网络节点，分布在5个拓扑层级；第二套数据是从互联网上采集的公开网络资产数据，包含2048个网络节点，分布在7个拓扑层级。

实验设计包括三个部分：① 网络空间隐喻Gosper地图的构建实验，验证方法的适用性；② 网络空间可视分析实验，验证方法的分析能力；③ 可视化效果对比实验，比较本文方法与现有方法的优劣。

表1 三种可视化方法的对比评估结果