數(shù)據(jù)可視化-大綱

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)數(shù)據(jù)可視化教學(xué)大綱課程編號(hào)：B課程類型：通識(shí)教育必修課 通識(shí)教育選修課專業(yè)必修課 eq oac(,)專業(yè)選修課學(xué)科基礎(chǔ)課總學(xué)時(shí)：48 講課學(xué)時(shí)：16 實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）學(xué)時(shí)：32學(xué)分：2適用對(duì)象：信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)（大數(shù)據(jù)方向）先修課程：計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)本課程是信息學(xué)院信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)（大數(shù)據(jù)方向）學(xué)生的專業(yè)選修課。本課程是為適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)大數(shù)據(jù)和商業(yè)智能人才的要求而開設(shè)的，既重視學(xué)生相關(guān)理論的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，又強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問

2、題、分析問題和解決問題的實(shí)踐應(yīng)用能力。本課程是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘、軟件開發(fā)、決策支持等領(lǐng)域人才培養(yǎng)方面重要組成部分，是專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要保證。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的信息數(shù)據(jù)處理能力、信息分析和應(yīng)用能力，信息表達(dá)能力。使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)可視化的一般原理和處理方法，能使用數(shù)據(jù)可視化工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。能夠針對(duì)不同業(yè)務(wù)情景下的海量數(shù)據(jù)，洞察和分析隱藏在數(shù)據(jù)背后的重要信息，并可視化展示為相關(guān)決策者提供輔助決策支持。該課程能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力。二、教學(xué)內(nèi)容及其與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系（一）教學(xué)內(nèi)容本課程主要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)理論

3、和概念，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中遇到的不同類型的數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)相應(yīng)的可視化方法，并學(xué)習(xí)可視化綜合應(yīng)用及實(shí)用系統(tǒng)。教學(xué)內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)理論和概念，視覺感知和視覺通道，數(shù)據(jù)處理和分析方法，不同類型數(shù)據(jù)的可視化方法，可視化交互與評(píng)估，以及可視化軟件與工具等。其中，有關(guān)數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)理論和數(shù)據(jù)處理和分析方法應(yīng)細(xì)講和精講，而視覺感知和視覺通道則粗講，重點(diǎn)是不同類型數(shù)據(jù)的可視化方法。課程的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)變換方法和可視化編碼方法，擬通過實(shí)驗(yàn)例子講解與學(xué)生自己動(dòng)手相結(jié)合方式進(jìn)行講授。（二）教學(xué)方法和教學(xué)手段根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，擬采用的教學(xué)方法有：課堂講解基本理論、概念和核心知識(shí)，講授和討論相結(jié)合領(lǐng)會(huì)知識(shí)要點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)訓(xùn)

4、練獨(dú)立解決問題的能力，最后借助可視化軟件工具讓學(xué)生進(jìn)行上機(jī)操作和具體實(shí)踐。（三）實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的要求根據(jù)教學(xué)進(jìn)度和要求布置相應(yīng)的課后作業(yè)，通過上機(jī)實(shí)踐。每一章節(jié)都有對(duì)應(yīng)的思考題和上機(jī)內(nèi)容，如可視化軟件工具包的開發(fā)環(huán)境配置、可視化的流程設(shè)計(jì)、各章節(jié)提供的用于可視化設(shè)計(jì)和展示的例子等。（四）學(xué)習(xí)要求為有效學(xué)習(xí)本課程，要求學(xué)生首先具備計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，以及概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本理論等方面的基本知識(shí)，熟練掌握數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析等方面的完整專業(yè)知識(shí)。自學(xué)時(shí)應(yīng)該熟讀大綱，提綱挈領(lǐng)地掌握數(shù)據(jù)可視化的流程和方法，隨后按照大綱熟讀教材，并通過課后思考題和上機(jī)實(shí)踐進(jìn)行多角度和多層次地反復(fù)學(xué)習(xí)。（五）

5、與畢業(yè)要求的關(guān)系數(shù)據(jù)可視化是大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)方向的重要組成部分，也是未來發(fā)展的必然趨勢。環(huán)顧全球，許多國家已經(jīng)把數(shù)字化、信息化、智能化作為國家戰(zhàn)略的關(guān)鍵主題，信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成為后金融危機(jī)時(shí)代振興經(jīng)濟(jì)的重要手段。特別是大數(shù)據(jù)時(shí)代下，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步成熟，使得基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果的數(shù)據(jù)可視化正在成為各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的戰(zhàn)略決策。因此，學(xué)習(xí)和掌握數(shù)據(jù)可視化的相關(guān)知識(shí)、方法和技術(shù)，不僅是當(dāng)前大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，還是適應(yīng)未來各種互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)戰(zhàn)略決策的基本要求，也是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)培養(yǎng)的基本要求。三、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配 教學(xué)課時(shí)分配序號(hào)章節(jié)內(nèi)容講課實(shí)驗(yàn)其他合計(jì)1數(shù)據(jù)可視化簡介222視覺感知與視覺通道223數(shù)

6、據(jù)處理與分析2244數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)2225時(shí)空數(shù)據(jù)可視化2466地理空間數(shù)據(jù)可視化2467高維非空間數(shù)據(jù)可視化2468層次和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化2469跨媒體數(shù)據(jù)可視化24610可視化交互與評(píng)估2211可視化軟件與工具44合計(jì)163248四、教學(xué)內(nèi)容第一章 數(shù)據(jù)可視化簡介教學(xué)內(nèi)容：概要介紹可視化簡史，可視化的目標(biāo)、作用和意義。對(duì)數(shù)據(jù)可視化分類，并闡述與其他學(xué)科方向的關(guān)系。重點(diǎn)和難點(diǎn)：數(shù)據(jù)可視化的目標(biāo)和作用。考核要求：使學(xué)生了解可視化簡史，深入理解可視化的目標(biāo)、作用和意義。思考題一：舉例說明數(shù)據(jù)可視化的三類通用目標(biāo)。第二章 視覺感知和視覺通道教學(xué)內(nèi)容：介紹感知、認(rèn)知、格式塔理論、視覺感知相對(duì)性。學(xué)習(xí)視

7、覺通道類型和視覺通道特性。重點(diǎn)和難點(diǎn)：數(shù)據(jù)通道類型?？己艘螅菏箤W(xué)生掌握視覺感知與認(rèn)知，了解視覺通道。實(shí)驗(yàn)一：通過圖像對(duì)比，理解視覺感知的相對(duì)性。實(shí)驗(yàn)二：用編程語言實(shí)現(xiàn)2個(gè)常用的顏色空間相互轉(zhuǎn)換算法。實(shí)驗(yàn)三：熟悉幾種在線顏色選擇工具，如colorbrewer和adobe kuler等。第三章 數(shù)據(jù)處理與分析教學(xué)內(nèi)容：介紹數(shù)據(jù)的屬性和特征，數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析方法。重點(diǎn)和難點(diǎn)：數(shù)據(jù)預(yù)處理，數(shù)據(jù)分析。考核要求：使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)特征，掌握數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)分析方法。實(shí)驗(yàn)四：對(duì)給定的數(shù)據(jù)集，進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，清洗數(shù)據(jù)噪聲并填補(bǔ)缺失數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)五：對(duì)給定的數(shù)據(jù)集，在數(shù)據(jù)預(yù)處理后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸

8、分析。第四章 數(shù)據(jù)可視化基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容：著重講授數(shù)據(jù)變換方法，數(shù)據(jù)映射和視圖的交互設(shè)計(jì)。重點(diǎn)和難點(diǎn)：數(shù)據(jù)變換?？己艘螅菏箤W(xué)生掌握可視化流程，掌握數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)變換方法，理解可視化編碼方法，掌握可視化設(shè)計(jì)原理。思考題二：討論不同元素在可視化雙變量數(shù)據(jù)集時(shí)可能產(chǎn)生的可視化效果和遇到的問題。實(shí)驗(yàn)六：選擇一個(gè)多維數(shù)據(jù)集，設(shè)計(jì)一個(gè)可視化隱喻方案。第五章 時(shí)空數(shù)據(jù)可視化教學(xué)內(nèi)容：著重講授低維度數(shù)據(jù)的可視化方法，多變量的空間數(shù)據(jù)可視化，以及時(shí)序數(shù)據(jù)可視化方法。重點(diǎn)和難點(diǎn)：時(shí)序數(shù)據(jù)可視化方法?？己艘螅菏箤W(xué)生掌握低維度數(shù)據(jù)的可視化方法，理解三維標(biāo)量數(shù)據(jù)可視化方法，掌握時(shí)間序列數(shù)據(jù)可視化方法，掌握多變量空間數(shù)據(jù)

9、可視化方法。實(shí)驗(yàn)七：用不同顏色對(duì)二維溫度場進(jìn)行可視化，并觀察效果。實(shí)驗(yàn)八：搜索中美歷史單行最高領(lǐng)導(dǎo)人姓名、任期以及相互訪問的時(shí)間、地點(diǎn)。設(shè)計(jì)可視化直觀有效地展示研究成果。第六章 地理空間數(shù)據(jù)可視化教學(xué)內(nèi)容：介紹地圖投影，點(diǎn)形數(shù)據(jù)、線形數(shù)據(jù)和區(qū)域數(shù)據(jù)的可視化方法，以及地理信息可視化方法重點(diǎn)和難點(diǎn)：點(diǎn)形數(shù)據(jù)、線形數(shù)據(jù)的可視化，地理信息可視化?？己艘螅菏箤W(xué)生理解地圖投影，掌握點(diǎn)形數(shù)據(jù)、線形數(shù)據(jù)的可視化，理解區(qū)域數(shù)據(jù)的可視化，了解基于地理位置的綜合信息可視化。實(shí)驗(yàn)九：通過網(wǎng)絡(luò)搜索世界各國在過去20年間的GDP總量，通過專門工具生成GDP在20年的動(dòng)態(tài)變化并可視化展示。第七章 高維非空間數(shù)據(jù)可視化教學(xué)

10、內(nèi)容：介紹主成分分析法，多維尺度分析法，等距映射法和局部線性嵌入法，以及高維數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)和交互。重點(diǎn)和難點(diǎn)：高維數(shù)據(jù)的可視化呈現(xiàn)?？己艘螅菏箤W(xué)生理解地圖投影，掌握點(diǎn)形數(shù)據(jù)、線形數(shù)據(jù)的可視化，理解區(qū)域數(shù)據(jù)的可視化，了解基于地理位置的綜合信息可視化。實(shí)驗(yàn)十：通過網(wǎng)絡(luò)下載一個(gè)多維度數(shù)據(jù)，分別采用像素圖、平行坐標(biāo)和馬賽克圖等方法比較可視化結(jié)果。第八章 層次和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化教學(xué)內(nèi)容：介紹結(jié)點(diǎn)鏈接法，空間嵌套填充法，相鄰矩陣布局，動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可視化，圖可視化數(shù)據(jù)效果和圖可視化交互。重點(diǎn)和難點(diǎn)：結(jié)點(diǎn)鏈接法，空間嵌套填充法，相鄰矩陣布局?？己艘螅菏箤W(xué)生理解地圖投影，掌握點(diǎn)形數(shù)據(jù)、線形數(shù)據(jù)的可視化，理解

11、區(qū)域數(shù)據(jù)的可視化，了解基于地理位置的綜合信息可視化。實(shí)驗(yàn)十一：用縮進(jìn)法和徑向布局法為美國NBA設(shè)計(jì)賽程可視化，對(duì)比兩者的區(qū)別和優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)十二：用相鄰矩陣布局可視化任意一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)。第九章 跨媒體數(shù)據(jù)可視化教學(xué)內(nèi)容：介紹文本數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)可視化，以及社交網(wǎng)絡(luò)可視化。重點(diǎn)和難點(diǎn)：日志數(shù)據(jù)可視化。考核要求：使學(xué)生掌握文本與文檔可視化方法，了解社交網(wǎng)絡(luò)可視化，掌握日志數(shù)據(jù)可視化。思考題三：找一段文本并計(jì)算出該文本的詞頻向量。實(shí)驗(yàn)十三：對(duì)你的微博好友關(guān)注這一社交網(wǎng)按照結(jié)構(gòu)型可視化方法中的結(jié)點(diǎn)鏈接圖進(jìn)行可視化，并對(duì)比不同用戶的社交網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的異同。第十章 可視化交互與評(píng)估教學(xué)內(nèi)容：介紹可視化交互，

12、可視化價(jià)值和評(píng)估。重點(diǎn)和難點(diǎn)：可視化交互?？己艘螅菏箤W(xué)生掌握和了解可視化的價(jià)值和評(píng)估。實(shí)驗(yàn)十四：選擇一種可視化交互方法，設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)調(diào)控的交互并實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)十五：選擇兩種可視化方法顯示二維流場數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)定量評(píng)估，并在小范圍用戶中完成實(shí)驗(yàn)，討論評(píng)估結(jié)果。第十一章 可視化軟件與工具教學(xué)內(nèi)容：介紹可視化軟件分類，科學(xué)可視化軟件與工具的使用，信息可視化軟件與工具的使用，可視化分析軟件與開發(fā)工具的使用。重點(diǎn)和難點(diǎn)：可視化軟件與工具的使用?？己艘螅菏箤W(xué)生了解可視化軟件分類，掌握常規(guī)的可視化軟件與工具使用。實(shí)驗(yàn)十六：利用excel繪制數(shù)據(jù)視圖。實(shí)驗(yàn)十七：利用tableau繪制數(shù)據(jù)視圖。五、考核方式、成績評(píng)定本課程所采用平時(shí)、課程設(shè)計(jì)相結(jié)合的考核方式，尤其注重實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核。各部分所占比重為平時(shí)成績占40%，期末課程設(shè)計(jì)成績占60%。平時(shí)成績包括考勤成績10%和上機(jī)作業(yè)成績30%。期末考核采用課程設(shè)計(jì)形式，根據(jù)具體業(yè)務(wù)場景的考核要求，進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，注