國(guó)家開放大學(xué)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)期末考試復(fù)習(xí)資料匯編

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)課程復(fù)習(xí)知道《數(shù)據(jù)可視化技術(shù)》是國(guó)家開放大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)(本科)的一門核心課程。本課程的主要任務(wù)是講授數(shù)據(jù)可視化的方法和基本編程，注重強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能主要內(nèi)容包括：介紹數(shù)據(jù)可視化的基礎(chǔ)理論和可視化方法，結(jié)合具體實(shí)例介紹Echarts可視化工具的使用，并以交通、校園大數(shù)據(jù)為例介紹可視化綜合應(yīng)用系統(tǒng)。視化方法；掌握常用的可視化軟件使用方法。國(guó)家開放大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)(本科)的學(xué)生2.考核方式與總成績(jī)的記分方法本課程采用形成性考核與終結(jié)性考試相結(jié)合的考核方式評(píng)定學(xué)生成績(jī)。形成性考核成績(jī)占課程總成績(jī)的30%,終結(jié)性考試成績(jī)占總成績(jī)的70%。國(guó)家開放大學(xué)將對(duì)課程教學(xué)和實(shí)訓(xùn)等情況進(jìn)行抽查。4.終結(jié)性考試的形式及要求終結(jié)性考核的命題依據(jù)是：國(guó)家開放大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)(本科)“數(shù)據(jù)可視化技術(shù)”課程教學(xué)大綱。了解三個(gè)層次命題。以大綱中所要求的“掌握內(nèi)容”為主，約占60%,“理解內(nèi)容”為輔，約占30%,了解的內(nèi)容較少，約占10%。(4)試題類型第1章數(shù)據(jù)可視化概述4.可視化視覺感知機(jī)理第2章數(shù)據(jù)處理可視化第3章數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)第4章可視化軟件與工具(1)藝術(shù)的角度可視化工具(2)統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)處理的角度可視化工具(3)兩者兼顧的可視化工具第5章時(shí)空數(shù)據(jù)可視化3.三維時(shí)空數(shù)據(jù)可視化5.關(guān)聯(lián)分析可視化【考核要求】第6章數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用舉例形成性考核主要考核學(xué)生實(shí)訓(xùn)及平時(shí)作業(yè)的完成情況。實(shí)訓(xùn)是課程教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，是提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要手段。要求學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。實(shí)訓(xùn)1實(shí)訓(xùn)2實(shí)訓(xùn)3實(shí)訓(xùn)5時(shí)空數(shù)據(jù)可視化實(shí)訓(xùn)6實(shí)訓(xùn)7校園大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用1.基于從GPS設(shè)備中讀取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(WGS84坐標(biāo)系),使用地圖服務(wù)提供的SDK,將WGS84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為百度坐標(biāo)系(BD09)下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。將兩種坐標(biāo)系下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)分別在百度地圖上進(jìn)行可視化，對(duì)比轉(zhuǎn)換前后數(shù)據(jù)在百度地圖上的顯示效果。2.掌握地圖在不同坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換方法。使學(xué)生會(huì)使用Echart.js進(jìn)行基本的數(shù)據(jù)可視化編程。1.給定數(shù)據(jù)集，學(xué)生選擇合適的可視化方式，通過Echart.js對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化。2.結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)集，完成不少于5種可視化。【考核目的】實(shí)訓(xùn)6基于Web的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)圖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)7校園大數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用第1章數(shù)據(jù)可視化概述1.可視化的定義在計(jì)算機(jī)學(xué)科的分類中，利用人眼的感知能力對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交互的可視表達(dá)以增強(qiáng)認(rèn)知的技術(shù)，稱為可視化。2.數(shù)據(jù)可視化的分類數(shù)據(jù)可視化的處理對(duì)象是數(shù)據(jù)。自然地，數(shù)據(jù)可視化包含處理科3.可視化的基本原則1.可視化及數(shù)據(jù)可視化的意義2.視覺通道與可視化之間的聯(lián)系1.可視化的發(fā)展現(xiàn)狀目前，數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展主要有以下特點(diǎn)：呈現(xiàn)多維數(shù)據(jù)復(fù)合展示的特征；涌現(xiàn)了大量的可視化工具：基于平臺(tái)的可視化三維技術(shù)有了進(jìn)一步的應(yīng)用發(fā)展；對(duì)于一些特殊行業(yè)的監(jiān)控中心或者調(diào)度中心等重要指揮樞紐，大屏幕顯示系統(tǒng)表現(xiàn)出超強(qiáng)的可視能力，已經(jīng)成為現(xiàn)代行業(yè)不可或缺的核心裝備。主要通過借助于日益成熟和完備的圖形學(xué)理論以及數(shù)據(jù)挖掘等手段，通過更為有效的數(shù)據(jù)清洗，提取更為可靠的特征屬性結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域背景的建模方法，最終使數(shù)據(jù)具備了可視當(dāng)然，并不是所有數(shù)據(jù)都適合可視化，對(duì)那些多據(jù)集合進(jìn)行前期梳理和有效屬性整合，也是數(shù)據(jù)可視化技術(shù)發(fā)展的一第2章數(shù)據(jù)處理可視化性空間，得到最小的屬性集，使得數(shù)據(jù)類的概念分布盡可能地接近使掘結(jié)果相近或完全一致。特征提取和特征選擇統(tǒng)稱為降維。數(shù)據(jù)分析是統(tǒng)計(jì)分析的擴(kuò)展，指用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、信息處理等方法分析數(shù)據(jù)。用戶可以根據(jù)自己的需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，1.數(shù)據(jù)挖掘主要方法有哪些第3章數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)考核學(xué)生對(duì)可視化設(shè)計(jì)的流程及基本原理等內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況。2.格式塔理論包括哪些原則(5)共勢(shì)原則：共勢(shì)原則是指如果一組物體具有相同的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相似的排列模式，人眼就會(huì)將它們識(shí)別為同一類物體。(6)好圖原則：好圖原則是指人眼通常會(huì)自動(dòng)將一組物體按照簡(jiǎn)單、規(guī)則、有序的元素排列方式進(jìn)行識(shí)別。(7)對(duì)稱性原則：對(duì)稱性原則是指人的意識(shí)傾向于將物體識(shí)別為沿某個(gè)點(diǎn)或某條軸對(duì)稱的形狀。(8)經(jīng)驗(yàn)原則：經(jīng)驗(yàn)原則是指在某些情形下視覺感知與過去的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。3.可視化中的美學(xué)因素聚焦：設(shè)計(jì)者必須通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段將用戶的注意力集中到可視化結(jié)果中的最重要區(qū)域。平衡：平衡原則要求可視化的設(shè)計(jì)空間必須被有效地利用，盡量使重要元素置于可視化設(shè)計(jì)空間的中心或中心附近，同時(shí)確保元素在可視化設(shè)計(jì)空間中的平衡分布。簡(jiǎn)單：簡(jiǎn)單原則要求設(shè)計(jì)者盡量避免在可視化中包含過多的造成混亂的圖形元素，也要盡量避免使用過于復(fù)雜的視覺效果(如帶光照的三維柱狀圖等)。人們通過視覺獲取可視化信息、編碼。為了便于人們形成認(rèn)知，數(shù)據(jù)可視化和語言都會(huì)遵循一定的傳播規(guī)則，即語法。圖形語法是數(shù)據(jù)可視化所使用的語法，是一種抽象級(jí)別較高的對(duì)圖表的描述方法?；舅悸肥前褕D表的主體看成是數(shù)據(jù)和幾何圖形的視覺特征綁定的結(jié)果，并應(yīng)用于不同的坐標(biāo)系，通過這樣的方式來組合成不同的圖形類別。圖形語法通過圖形元素、圖形屬性和數(shù)據(jù)字段的映射三個(gè)要圖形元素(Geometry):可視化過程中使用的幾何圖形。映射(Mapping):數(shù)據(jù)字段到圖形屬性的映射，簡(jiǎn)單來說就是什么類型的數(shù)據(jù)選擇什么圖形和視覺通道。1.舉例說明基本可視化方法適用的應(yīng)用場(chǎng)景(1)例如：柱狀圖是最常見的圖表，也最容易解讀，它的適用場(chǎng)合是二維數(shù)據(jù)集(每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)包括兩個(gè)值x和y),但只有一個(gè)維度需要比較。(2)例如：直方圖是一種統(tǒng)計(jì)報(bào)告圖，是對(duì)數(shù)據(jù)集的某個(gè)數(shù)據(jù)屬性的頻率統(tǒng)計(jì)。(3)例如：餅圖主要用于展現(xiàn)不同類別數(shù)值相對(duì)于總數(shù)的占比情況。餅圖適合用來展示單一維度數(shù)據(jù)的占比，要求其數(shù)值中沒有零或負(fù)值，并確保各分塊占比的總和為100%。(4)例如：折線圖適合二維的大數(shù)據(jù)集，尤其是在趨勢(shì)比單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)更重要的場(chǎng)合，可以將排列在工作表的列或行中的數(shù)據(jù)繪制到(5)例如：散點(diǎn)圖是表示二維數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方法。散點(diǎn)圖矩陣是散點(diǎn)圖的高維擴(kuò)展，用來展現(xiàn)高維(大于二維)數(shù)據(jù)屬性分布?？梢员磉_(dá)屬性對(duì)之間的關(guān)系。第4章可視化軟件與工具1.編程可視化類工具等。這一類數(shù)據(jù)可視化工具通常是某種編程語言或是需要基于某種編及R語言等等。3.簡(jiǎn)要介紹一下異步加載數(shù)據(jù)的方法如當(dāng)數(shù)據(jù)不斷變化，需要實(shí)時(shí)加載時(shí)，無法提前存入顯示的數(shù)據(jù)，就需要異步加載填入數(shù)據(jù)。ECharts中實(shí)現(xiàn)異步數(shù)據(jù)的更新非常簡(jiǎn)單，圖表初始化后，在任何時(shí)候，只要通過jQuery等工具異步獲取數(shù)據(jù)后，通過setOption填入數(shù)據(jù)和配置項(xiàng)即可。第5章時(shí)空數(shù)據(jù)可視化時(shí)變型數(shù)據(jù)的可視化設(shè)計(jì)空間涉及三個(gè)維度，即表達(dá)、比例尺和布局。表達(dá)維度決定如何將時(shí)間信息映射到二維平面上，可選的映射方式包括線性、徑向、表格、螺旋形、隨機(jī)等。比例尺維度決定以怎樣的比例將時(shí)序數(shù)據(jù)映射到可視化中，例如對(duì)數(shù)比例尺和線性比例尺。布局維度決定以什么樣的布局方式對(duì)時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行排布。時(shí)變型數(shù)據(jù)的可視化方法可分為兩類。一類方法采用靜態(tài)方式展示數(shù)據(jù)中記錄的內(nèi)容，不隨時(shí)間變化，但可采用多視角、數(shù)據(jù)比較等方法體現(xiàn)數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)和規(guī)律。另一類方法采用動(dòng)畫手法，動(dòng)態(tài)地展示隨時(shí)間變化的感覺和過程，因而具有更多的表現(xiàn)空間。(1)折線圖、條形圖、餅圖(2)金字塔圖、漏斗圖(3)南丁格爾玫瑰圖(分別稍微展開介紹一下)2.三維數(shù)據(jù)可視化方法(1)基于點(diǎn)的方法：以點(diǎn)為基礎(chǔ)展現(xiàn)單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與其他數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的關(guān)系(相似性、距離、聚類等信息)。(2)基于線的方法：采用軸坐標(biāo)編碼各個(gè)維度的數(shù)據(jù)屬性值，將體現(xiàn)各個(gè)數(shù)據(jù)屬性間的關(guān)聯(lián)。(3)基于區(qū)域的方法：將全部數(shù)據(jù)點(diǎn)的全部屬性，以區(qū)域填充的方式在二維平面布局，并采用顏色等視覺通道呈現(xiàn)數(shù)據(jù)屬性的具體(4)基于樣本的方法：采用圖標(biāo)或者基本的統(tǒng)計(jì)圖表方法編碼單個(gè)高維數(shù)據(jù)點(diǎn)，并將所有數(shù)據(jù)點(diǎn)在空間中布局排列，方便用析。2.關(guān)聯(lián)分析可視化方法(分別稍微展開介紹一下)第6章數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用舉例考核學(xué)生對(duì)如何進(jìn)行可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、完整數(shù)據(jù)可視化編程框架、面向公交的可視化交叉檢索系統(tǒng)、軌道交通異?？土骺梢暬治鱿到y(tǒng)及基于校園大數(shù)據(jù)的學(xué)生異常行為可視化分析系統(tǒng)等內(nèi)容的學(xué)1.如何進(jìn)行可視化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(1)完成需求分析(2)梳理主要工作(3)設(shè)計(jì)整體框架(4)視圖分析，出具設(shè)計(jì)方案1.完整數(shù)據(jù)可視化編程框架(1)如何、為何、用何可視化實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析。(2)可視化流程：是以數(shù)據(jù)流向?yàn)橹骶€，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和變換、可視化映射和用戶感知。(3)可視化交互：可視化過程中，用戶控制修改數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和變換、可視化映射各模塊而產(chǎn)生新的可視化結(jié)果，并反饋給(4)數(shù)據(jù)采集：傳感器采樣，調(diào)查記錄，模擬計(jì)算等方式采集。數(shù)據(jù)采集直接決定了數(shù)據(jù)的格式、維度、尺寸、分辨率和精確度等重要性質(zhì)，并在很大程度上決定了可視化結(jié)果的質(zhì)量。(5)用戶感知：從數(shù)據(jù)可視化結(jié)果中提取信息、知識(shí)和靈感。(6)可視化：從數(shù)據(jù)探索新的假設(shè)，證實(shí)相關(guān)假設(shè)與數(shù)據(jù)是否吻合，幫助專家展示數(shù)據(jù)中的信息。(7)可視分析：結(jié)合可視化和數(shù)據(jù)挖掘的分析模式，以視覺感知為基本通道，通過可視化和交互界面，將人的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)，融入到數(shù)據(jù)分析和推理決策過程中，以迭代求精的方式將數(shù)據(jù)復(fù)雜度降低到人類和計(jì)算機(jī)可以處理的范圍，獲取有效知識(shí)。(1)重視基本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握作為一種數(shù)據(jù)分析的工具，可視化已經(jīng)成為各類數(shù)據(jù)分析的理論框架和應(yīng)用中的必備要素，并成為科學(xué)計(jì)算、商業(yè)智能、安全等領(lǐng)域的普惠技術(shù)。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)具有知識(shí)點(diǎn)多、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。本課程從工程實(shí)用性出發(fā)，兼顧知識(shí)體系的完備性，全面介紹了數(shù)據(jù)可視化原理、過程、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)所需的基本知識(shí)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。本課程強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)性和實(shí)用性，理論知識(shí)僅以夠用為原則，旨在培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和跟蹤技術(shù)發(fā)展的能力。因此，對(duì)基本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握顯得尤為重要。本課程以知識(shí)體系層次結(jié)構(gòu)化與工程化案例展示相結(jié)合的方法來介紹數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，內(nèi)容上，依次詳細(xì)說明了數(shù)據(jù)可視化的發(fā)展與意義，基本理論，以及需要遵守的相關(guān)設(shè)計(jì)原則；在此基礎(chǔ)上，介紹了數(shù)據(jù)可視化相關(guān)軟件與工具、以及大量實(shí)用的可視化方法，并詳細(xì)講解了基于Echarts的數(shù)據(jù)可視化編程，以幫助學(xué)生獲取理論聯(lián)系實(shí)際并指導(dǎo)實(shí)踐的能力；此外，本課程還深入淺出地介紹了兩個(gè)數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用案例，全面提升學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化研發(fā)的能力。學(xué)生可以充分利用課程提供的各種教學(xué)資源對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行回顧、梳理和總結(jié)；積極參加面授輔導(dǎo)以解決學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題；積極參與小組學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)、網(wǎng)絡(luò)答疑、課程討論等活動(dòng)，討論學(xué)習(xí)中遇到的各種問題、交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，從而達(dá)到鞏固所學(xué)內(nèi)容的目的。本課程的主要目標(biāo)是：通過實(shí)訓(xùn)操作和基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)可視化的基本概念、設(shè)計(jì)流程及研發(fā)工具等相關(guān)知識(shí)，同時(shí)具備一定的分析問題和解決問題的能力，做到真正學(xué)以致用。2.復(fù)習(xí)建議(1)對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行梳理和總結(jié)(3)認(rèn)真復(fù)習(xí)形成性考核內(nèi)容3.復(fù)習(xí)資源1~3題第6章數(shù)據(jù)可視化綜合應(yīng)用舉例1.()是關(guān)于數(shù)據(jù)視覺表示形式的科學(xué)技術(shù)研究。()2.()、人、機(jī)器之間的交互是數(shù)據(jù)可視化的核心。計(jì)算機(jī)大腦3.以下哪些方法的內(nèi)容是指給定一組數(shù)據(jù)點(diǎn)以及彼此之間的相似度，根據(jù)這些將數(shù)據(jù)分成多個(gè)類別。()視覺形式7.可視化的輸出是()9.需要概括出目標(biāo)用戶的任務(wù)需求、目標(biāo)和要解決的問題是可視化設(shè)計(jì)模型的()層。