工作流的方式是分析大规模数据集及验证假设最成功的方法，而为生物数据设计一个易变的工作流通常是一个比较困难的问题。尽管科学家分析步骤很明确，准备数据、数据分析、展示结果、保存工作等等，但是不同步骤之间数据格式和编程语言会有所不同。本文对用于数据分析中基于工作流的工具进行了研究，设计并实现了交互式可视化系统VisBubbles，它是支持数据分析工作流中的编程、可视化、交互于一体的集成环境。VisBubbles最显著的特点是把静态的多视图显示扩展到气泡的隐喻界面中，这样可以自由地布局来支持数据分析任务。每一个气泡是一个功能单元，可以用于编程计算，也可以用来创建一个可视化实例。从某种意义上说，气泡类似于窗口，但是不会重叠，只会碰撞。为了增强用户体验，支持多个气泡组成一个组的操作，同一组中的气泡操作统一化。我们把VisBubbles系统应用于蝙蝠飞行的数据分析，进化生物学家参与了系统设计以及测试。本文也说明了系统能够回答他们一些研究问题，并能灵活地实现一些著名的数据分析方法。　　 为了进一步增强系统交互性，本文对自然手人机交互进行了深入研究，把基于Kinect的自然手交互应用于VisBubbles系统中。在OpenNI及NITE的框架下，本文实现了指尖点及稳定手点的检测跟踪，建立了单手指尖点抓放移动物体、双手缩放旋转物体的自然手交互方式。