《G1S大数据平台与数据可视化应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：19170563 课程名称：GS大数据平台与数据可视化应用 英文名称：GIS and data visualization application 课程类别：必修 学时：48学时（其中实验学时为40学时） 学分：3 适用对象：建筑与环境艺术设计专业 考核方式：分散 先修课程：专业绘画、计算机辅助设计 二、课程简介（中英文，200字左右） 本课程介绍地理信息系统(GS)及数据可视化的基本概念、相关案例及设 计应用等。并通过使用ArcGIS软件，教授操作功能性GIS的基本技能。本课程 将介绍地理信息系统和数据可视化在自然科学、社会科学、人文科学、环境研究、 工程和管理等多个不同学科的应用案例，例如野生动物栖息地研究、城市和区域 规划、传染病监测、农业和林业、环境质量评估、应急管理、交通规划、消费者 和竞争对手分析等。并着重讲解其在城市设计和景观规划方向上的具体应用。通 过本课程的学习，学生将了解空间数据采集、地理数据库设计、空间查询与显示， 掌握GS基础知识与操作、空间分析与建模、GS应用初步、地图制图与动态可 视化等应用。能独立完成设计分析或设计研究，为后面的城市设计、景观设计课 程和深入的设计研究做好前置准备。 This course introduces the basic concepts,related cases and design applications of geographic information system (GIS)and data visualization.And through the use of ArcGIS software,teaching the basic skills of functional GIS.This course will introduce the application cases of GIS and data visualization in natural science,social science. humanities,environmental research,engineering and management,such as wildlife habitat research,urban and regional planning,infectious disease monitoring agriculture and forestry,environmental quality assessment,emergency management,transportation planning.consumer and competitor analysis Etc.It also focuses on its application in urban design and landscape planning.Through the study of this course.students will understand spatial data collection,geographic database design,spatial query and display,master the basic knowledge and operation of GIS,spatial analysis and modeling.preliminary application of GIS,cartography and dynamic visualization.Can independently complete design analysis or design research,and prepare for the following urban design,landscape design courses and in-depth design research
《GIS 大数据平台与数据可视化应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：19170563 课程名称：GIS 大数据平台与数据可视化应用 英文名称：GIS and data visualization application 课程类别：必修 学 时： 48 学时（其中实验学时为 40 学时） 学 分：3 适用对象: 建筑与环境艺术设计专业 考核方式：分散 先修课程：专业绘画、计算机辅助设计 二、课程简介（中英文，200 字左右） 本课程介绍地理信息系统（GIS）及数据可视化的基本概念、相关案例及设 计应用等。并通过使用 ArcGIS 软件，教授操作功能性 GIS 的基本技能。本课程 将介绍地理信息系统和数据可视化在自然科学、社会科学、人文科学、环境研究、 工程和管理等多个不同学科的应用案例，例如野生动物栖息地研究、城市和区域 规划、传染病监测、农业和林业、环境质量评估、应急管理、交通规划、消费者 和竞争对手分析等。并着重讲解其在城市设计和景观规划方向上的具体应用。通 过本课程的学习，学生将了解空间数据采集、地理数据库设计、空间查询与显示， 掌握 GIS 基础知识与操作、空间分析与建模、GIS 应用初步、地图制图与动态可 视化等应用。能独立完成设计分析或设计研究，为后面的城市设计、景观设计课 程和深入的设计研究做好前置准备。 This course introduces the basic concepts, related cases and design applications of geographic information system (GIS) and data visualization. And through the use of ArcGIS software, teaching the basic skills of functional GIS. This course will introduce the application cases of GIS and data visualization in natural science, social science, humanities, environmental research, engineering and management, such as wildlife habitat research, urban and regional planning, infectious disease monitoring, agriculture and forestry, environmental quality assessment, emergency management, transportation planning, consumer and competitor analysis Etc. It also focuses on its application in urban design and landscape planning. Through the study of this course, students will understand spatial data collection, geographic database design, spatial query and display, master the basic knowledge and operation of GIS, spatial analysis and modeling, preliminary application of GIS, cartography and dynamic visualization. Can independently complete design analysis or design research, and prepare for the following urban design, landscape design courses and in-depth design research
三、课程性质与教学目的 课程性质： 本课程是以计算机实际操作为基础，以案例实践为主，并辅以课堂教学的全 方位实验课程。课程结合理论知识和程序设计能力，锻炼实际动手能力，掌握熟 练的计算机操作和探索研究精神。 教学目的： 学生将学习如何编译、分析和呈现地理空间数据，同时掌握数据可视化的应 用，以生动形象的方式展现以数据支撑的严谨设计分析。最终，学生将能够完成 套完整的设计分析方案。 课程思政： (1)培养学生严谨求实的科学素养与锐意进取的创新精神。 “GS设计”课程面向学科交叉与科技前沿，鼓励学生在GIS与数据可视化 设计过程中调研和发 现 监 规划、 城市规划与景观设计等方 面存在的问题。引导学生通过“设计”探索科学解决方案，融合地理大数据、地 理智能等前沿技术，为建立可感知、能学习、善治理、自适应的智慧型国土空间 规划提供信息化支持。在此过程中培养学生的公共服务意识，提升学生社会发展 参与能力。课程坚持寓教于研、教研相长，指导学生积极申请大学生科研训练项 目，吸收学有余力的学 加 团队的科研项目，开展 主创新研究 培 养学生的创新意识和动手实践能力，形成教学与科研融合的人才培养良性互动局 面。 (2)聚焦国家战路需求与社会发展痛点，着力培养相负民族复兴大任的“有 理想、有本领、有担当”的“时代新人”。 课程贴近时代脉搏，面向生态文明建设等国家重大战略和地方发展需求，培 养学生GS设计技能和学生的爱国情感，实现“为国育人”。课程系统讲授GIS 与数据可视化设计思想、设计方法与全生命周期设计过程等内容，契合“促进国 家治理体系和治理能力现代化”要求的空间治理切入点。课程鼓励学生从实践出 发选题，针对社会发展痛点 深索解洪 我国社会发展实 问题 尤其是空间信息 化问题，开展GIS设计。将包括GIS设计在内的专业知识应用于社会实践、服 务于国家空间治理，助力新时代美丽乡村建设。培养富有家国情怀、系统思维、 人地和谐理念科学拔尖创新人才。 (3)联系时政，关注政策，学习习近平主席讲话精神。 学习习近平主席关于数字中国、文化自信、遗产保护、红色旅游、生态 文明、文旅融合、乡村振兴等与GIS实践相关的政策与讲话类容。明确设计实 践的正确方向和趋势。 四、教学内容及要求 第一章GS与数据可视化概述 (一)目的和要求 对GS与数据可视化的基本理论初步了解。掌握相关专有名词，需适
三、课程性质与教学目的 课程性质： 本课程是以计算机实际操作为基础，以案例实践为主，并辅以课堂教学的全 方位实验课程。课程结合理论知识和程序设计能力，锻炼实际动手能力，掌握熟 练的计算机操作和探索研究精神。 教学目的： 学生将学习如何编译、分析和呈现地理空间数据，同时掌握数据可视化的应 用，以生动形象的方式展现以数据支撑的严谨设计分析。最终，学生将能够完成 一套完整的设计分析方案。 课程思政： （1） 培养学生严谨求实的科学素养与锐意进取的创新精神。 “GIS 设计”课程面向学科交叉与科技前沿，鼓励学生在 GIS 与数据可视化 设计过程中调研和发现自然资源监测、国土空间规划、城市规划与景观设计等方 面存在的问题。引导学生通过“设计”探索科学解决方案，融合地理大数据、地 理智能等前沿技术，为建立可感知、能学习、善治理、自适应的智慧型国土空间 规划提供信息化支持。在此过程中培养学生的公共服务意识，提升学生社会发展 参与能力。课程坚持寓教于研、教研相长，指导学生积极申请大学生科研训练项 目，吸收学有余力的学生参加教学创新团队的科研项目，开展自主创新研究，培 养学生的创新意识和动手实践能力，形成教学与科研融合的人才培养良性互动局 面。 （2）聚焦国家战略需求与社会发展痛点，着力培养担负民族复兴大任的“有 理想、有本领、有担当”的“时代新人”。 课程贴近时代脉搏，面向生态文明建设等国家重大战略和地方发展需求，培 养学生 GIS 设计技能和学生的爱国情感，实现“为国育人”。课程系统讲授 GIS 与数据可视化设计思想、设计方法与全生命周期设计过程等内容，契合“促进国 家治理体系和治理能力现代化”要求的空间治理切入点。课程鼓励学生从实践出 发选题，针对社会发展痛点，探索解决我国社会发展实际问题、尤其是空间信息 化问题，开展 GIS 设计。将包括 GIS 设计在内的专业知识应用于社会实践、服 务于国家空间治理，助力新时代美丽乡村建设。培养富有家国情怀、系统思维、 人地和谐理念科学拔尖创新人才。 （3）联系时政，关注政策，学习习近平主席讲话精神。 学习习近平主席关于数字中国、文化自信、遗产保护、红色旅游、生态 文明、文旅融合、乡村振兴等与 GIS 实践相关的政策与讲话类容。明确设计实 践的正确方向和趋势。 四、教学内容及要求 第一章 GIS 与数据可视化概述 （一）目的和要求 对 GIS 与数据可视化的基本理论初步了解。掌握相关专有名词，需适
当记忆相应规范。能自行操作完成课堂练习 课程思政：了解我国的技术发展和面临问题，激发学习大数据核心技术 的信心与兴趣。坚持“价值引领、人格塑造、能力培养、知识传授”四位一体人 才培养要求，锻炼学生地理信息系统架构和实现能力，提升学生地理空间问题解 决能力，培养富有家国情怀、系统思维、人地和谐理念的科学拔尖创新人才。在 授课时既传授知识技能、又培养道德情操，充分发挥课程育人功能。 (二)教学内容 第一节数据可视化概论 1.大数据时代数据可视化的含义、优势与重要性 1.1数据可视化含义：把抽象的概念用具体化的方式表达就是数据可视化， 即将数据映射为视觉模式。将不可见或难以直接显示的数据转化为图形、符号、 颜色、文理等。 1.2数据可视化的优势 数据可视化有信息记录、信息推理、信息分析和传播的作用。它的优势在 于： (1)使用户在最短的时间内获取数据所表达的信息 人类从外界获取信息83%来自视觉，50%人脑功能用于视觉感知，视觉处 理带宽在人类所有器官中最高，为100B。图像让人快速了解信息。 (2)以建设性方式提供结果。 L.3数据可视化的分类 按发展顺序：(1)信息图(2)科学可视化(3)信息可视化(4)可视 分析 按目的：(1)探索性分析找到隐藏的信息(2)解释性分析快速直 观展示数据 2.数据可视化的表达形式 2.1图表 THE SECRET OF SUCCES
当记忆相应规范。能自行操作完成课堂练习。 课程思政：了解我国的技术发展和面临问题，激发学习大数据核心技术 的信心与兴趣。坚持“价值引领、人格塑造、能力培养、知识传授”四位一体人 才培养要求，锻炼学生地理信息系统架构和实现能力，提升学生地理空间问题解 决能力，培养富有家国情怀、系统思维、人地和谐理念的科学拔尖创新人才。在 授课时既传授知识技能、又培养道德情操，充分发挥课程育人功能。 （二）教学内容 第一节 数据可视化概论 1. 大数据时代数据可视化的含义、优势与重要性 1.1 数据可视化含义：把抽象的概念用具体化的方式表达就是数据可视化， 即将数据映射为视觉模式。将不可见或难以直接显示的数据转化为图形、符号、 颜色、文理等。 1.2 数据可视化的优势 数据可视化有信息记录、信息推理、信息分析和传播的作用。它的优势在 于： （1）使用户在最短的时间内获取数据所表达的信息。 人类从外界获取信息 83%来自视觉，50%人脑功能用于视觉感知，视觉处 理带宽在人类所有器官中最高，为 100MB。图像让人快速了解信息。 （2）以建设性方式提供结果。 1.3 数据可视化的分类 按发展顺序：（1）信息图（2）科学可视化 （3）信息可视化 （4）可视 分析 按目的： （1）探索性分析 找到隐藏的信息 （2）解释性分析 快速直 观展示数据 2.数据可视化的表达形式 2.1 图表
2.2动画 动画与过渡效果可以增加可视化结果视图的丰富性与可理解性，增加用户 交互的反馈效果，操作自然、连贯：还可以增强重点信息或者整体画面的表现力， 吸引用户的关注力，增加印象。 包括(1)显示数据变化(2)交互反馈效果， 课堂练习：试做一段数据可视化动画。 Flourish" 01.3 ● 3.数据的种类与获取 3.1常规数据 如人口数据、GDP、CPI(居民消费价格指数)数据等。获取方法登录，注 册国家统计局、世界银行等数据网站下载。 3.2DEM数据 DEM(Digital elevation model):数字高程模型，是包括高程在内的各种 地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分 布。可以用作地形分析、坡度坡向分析、水文分析、提取等高线、高程点等。国 内DM数据获取方法登录，注册中科院开发的地理空间数据云平台下载。 3.3API(Application programming interface)、POI数据的获取。 POI数据是最为常用基础大数据。其特点是类型齐全，数据样本占比较高 甚至能达到全样本，并且更新频率极快。基础设施POI的应用极其广泛。POI数
2.2 动画 动画与过渡效果可以增加可视化结果视图的丰富性与可理解性，增加用户 交互的反馈效果，操作自然、连贯；还可以增强重点信息或者整体画面的表现力， 吸引用户的关注力，增加印象。 包括（1）显示数据变化（2）交互反馈效果。 课堂练习：试做一段数据可视化动画。 3.数据的种类与获取 3.1 常规数据 如人口数据、GDP、CPI（居民消费价格指数）数据等。获取方法登录，注 册国家统计局、世界银行等数据网站下载。 3.2 DEM 数据 DEM(Digital elevation model)：数字高程模型，是包括高程在内的各种 地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子在内的线性和非线性组合的空间分 布。可以用作地形分析、坡度坡向分析、水文分析、提取等高线、高程点等。国 内 DEM 数据获取方法登录，注册中科院开发的地理空间数据云平台下载。 3.3 API（Application Programming Interface）、POI 数据的获取。 POI 数据是最为常用基础大数据。其特点是类型齐全，数据样本占比较高， 甚至能达到全样本，并且更新频率极快。基础设施 POI 的应用极其广泛。 POI 数
据中包含了PO1的编号、地址、名称、类型（一级分类、二级分类和三级分类） 经纬度坐标等信息。 3.4其他数据获取 3.5数据获取工具 3.6可视化生成平台及软件 4.数据可视化的应用领域 4.1业界 4.2学术界 第二节GIS概论 L.GIS系统简介 1.1什么是G1S GIS是地理信息系统Geographic Information System的简称。它是一种 特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、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。 1.2GIS可以做什么。 新店远 环境保 GIS GIS 就留深器程贤 1.3G1S的工作原理。 1.4GIS应用软件 相关gis软件。主要有Arcgis、.Qgis、MapGIS、超图等。 2.ARCGIS软件简介
据中包含了 POI 的编号、地址、名称、类型(一级分类、二级分类和三级分类)、 经纬度坐标等信息。 3.4 其他数据获取。 3.5 数据获取工具 3.6 可视化生成平台及软件 4. 数据可视化的应用领域 4.1 业界 4.2 学术界 第二节 GIS 概论 1.GIS 系统简介 1.1 什么是 GIS。 GIS 是地理信息系统 Geographic Information System 的简称。它是一种 特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、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。 1.2 GIS 可以做什么。 1.3 GIS 的工作原理。 1.4 GIS 应用软件 相关 gis 软件。主要有 Arcgis、Qgis、MapGIS、超图等。 2.ARCGIS 软件简介