《空間大數(shù)據(jù)與規(guī)劃決策》-課程教學大綱

PAGEPAGE4《空間大數(shù)據(jù)與規(guī)劃決策》教學大綱一、課程基本信息課程代碼：20080323課程名稱：空間大數(shù)據(jù)與規(guī)劃決策英文名稱：SpatialbigdataandPlanningdecisions課程類別：專業(yè)課學時：48學分：3.0適用對象：2020、2021級人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)考核方式：考試先修課程：地圖學、遙感原理與應用、地理信息系統(tǒng)、GIS軟件應用、計量地理與空間分析、區(qū)域分析與規(guī)劃、城市總體規(guī)劃等二、課程簡介本課程是人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學生必修的一門專業(yè)課，隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的規(guī)劃決策方法已不能適應時代發(fā)展需求，迫切需要結合大數(shù)據(jù)進行智能精準規(guī)劃，學生可進入規(guī)劃、國土資源、水利水電等相關政府企事業(yè)單位就業(yè)。該課程從給定的實際問題出發(fā)，利用計算機系統(tǒng)作為實驗工具，結合中國城市規(guī)劃及其技術發(fā)展的特點進行講授，講解數(shù)據(jù)技術的研究方法，主要涵蓋數(shù)據(jù)獲取、統(tǒng)計、分析、可視化、城市系統(tǒng)分析等內容。本課程強調理論與實踐相結合，學生通過動手操作和設計，體驗解決問題的過程，從實驗中去學習、探索和發(fā)現(xiàn)獲得知識，激發(fā)他們學習的興趣和解決實際問題的意識與能力。通過本課程學習，要求學生掌握空間大數(shù)據(jù)與規(guī)劃決策的基礎知識和基本理論，重點掌握利用大數(shù)據(jù)解決新時代背景下的規(guī)劃問題，最終達到學生可以將所學知識應用到實踐中的目標。三、課程性質與教學目的課程性質：主要為理論和實驗相結合的課程，是以理論聯(lián)系實踐為主，注重運用，重視上機實踐的一門專業(yè)必修課程。教學目的：通過本課程的教學，使學生了解傳統(tǒng)城市、現(xiàn)代及未來城市變化，我國城市大數(shù)據(jù)發(fā)展及智慧城市建設狀況。掌握城市大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、可視化、網(wǎng)絡分析、空間句法等技術方法，以網(wǎng)絡公開大數(shù)據(jù)、遙感、手機或者公交卡數(shù)據(jù)為例，講解其在城市規(guī)劃中的應用。通過循序漸進的課程教導，使同學初步掌握應用大數(shù)據(jù)技術分析和解決城市規(guī)劃實際問題的能力。通過理論學習、上機實踐等環(huán)節(jié)，進一步增強學生對本課程的理解，在此基礎上使學生初步具有基本的城市大數(shù)據(jù)分析能力，并能夠熟練使用ArcGIS、Tableau、python等軟件對數(shù)據(jù)進行處理。四、教學內容及要求通過本課程的教學，要求學生了解當今城市的發(fā)展，大數(shù)據(jù)如何影響城市規(guī)劃，掌握城市大數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析、可視化、城市網(wǎng)絡分析等內容。經(jīng)過上機實踐訓練，使學生掌握利用ArcGIS、Tableau、python等軟件處理、分析城市大數(shù)據(jù)的基本流程和操作方法，具備利用所學知識解決實際問題的能力。第一章 緒論（一）目的與要求1.了解城市定義和當今互聯(lián)網(wǎng)背景下的城市，當前城市發(fā)展面臨的危機和挑戰(zhàn)；2.熟悉當前城市正在發(fā)生的變化及未來城市規(guī)劃走向；3.掌握城市大數(shù)據(jù)的定義、類型。（二）教學內容1.1當前世界變化1.2地理大數(shù)據(jù)1.3城市過去、現(xiàn)在及未來發(fā)展1.4危機與挑戰(zhàn)(三)思考與實踐思考：什么是大數(shù)據(jù)？其主要類型有哪些？（四）教學方法與手段課堂講授，提問學生，進行互動教學。采用多媒體教學手段。（五）課程思政設計課程思政點：國家實施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的相關政府文件和會議培養(yǎng)數(shù)據(jù)保密及安全意識智慧城市建設的前沿進展狀況及相關科學家為此做出的貢獻第二章 大數(shù)據(jù)獲?。ㄒ唬┠康呐c要求：1.了解傳統(tǒng)數(shù)據(jù)類型和特點；2.熟悉不同的大數(shù)據(jù)獲取方式3.掌握結構化網(wǎng)頁數(shù)據(jù)和基于API的大數(shù)據(jù)的采集方法和數(shù)據(jù)清洗操作。（二）教學內容2.1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)與新數(shù)據(jù)2.2數(shù)據(jù)獲取2.3結構化網(wǎng)頁數(shù)據(jù)采集2.4基于API的數(shù)據(jù)采集2.5獲取百度遷徙數(shù)據(jù)2.6數(shù)據(jù)清洗(三)思考與實踐思考：根據(jù)不同的大數(shù)據(jù)類型，相關的獲取方法有哪些？實踐：利用簡單的數(shù)據(jù)采集工具采集結構化網(wǎng)頁大數(shù)據(jù)（如：爬取鏈家網(wǎng)大數(shù)據(jù)）；從百度API爬取位置數(shù)據(jù)；獲取百度遷徙大數(shù)據(jù)；大數(shù)據(jù)清洗（包括：坐標糾偏、正/逆地理編碼）（四）教學方法與手段采用課堂講授、多媒體教學和上機實習相結合的教學方法。第三章 大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析（一）目的與要求：1.了解POI數(shù)據(jù)；2.熟悉描述性統(tǒng)計常用指標3.掌握相關、回歸、聚類分析方法，地理加權回歸原理、空間自相關概念、衡量指標及所代表的意義。（二）教學內容3.1空間分析3.2統(tǒng)計分析(三)思考與實踐思考：相關性的度量指標，回歸、聚類分析建立方法，地理加權回歸原理，空間自相關的概念及評價指標。實踐：讀入POI數(shù)據(jù)，利用ArcGIS進行空間分析操作；導入數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件進行地理加權和空間自相關操作；讀入數(shù)據(jù)，利用SPSS進行相關、回歸和聚類分析操作（四）教學方法與手段采用課堂講授、多媒體教學和上機實習相結合的教學方法。（五）課程思政設計課程思政點：莫蘭指數(shù)、地理加權回歸等統(tǒng)計方法提出者成長求學經(jīng)歷統(tǒng)計分析方法的原理和實現(xiàn)過程，強調理論結合實踐的重要性第四章大數(shù)據(jù)可視化（一）目的與要求：1.了解數(shù)據(jù)可視化必要性；2.熟悉數(shù)據(jù)可視化工具或平臺3.掌握大數(shù)據(jù)可視化方法及相關操作。（二）教學內容4.1數(shù)據(jù)可視化概述4.2基于ArcGIS的可視化4.3基于GeoHey的可視化4.4三維可視化分析4.5基于Tableau的可視化(三)思考與實踐思考：大數(shù)據(jù)的可視化方式有哪些實現(xiàn)途徑？實踐：街道步行指數(shù)的可視化分析；地形坡度坡向分析（四）教學方法與手段采用課堂講授、多媒體教學和上機實習相結合的教學方法。（五）課程思政設計課程思政點：數(shù)據(jù)可視化美觀與科學性相結合，形成良好的專業(yè)素養(yǎng)第五章網(wǎng)絡分析(一)目的與要求：1.了解常見網(wǎng)絡分析工具2.熟悉常見網(wǎng)絡數(shù)據(jù)類型3.掌握網(wǎng)絡分析基本步驟和最短路徑計算方法流程，可達性基本原理及其不同的評價標準(二)教學內容5.1概述5.2網(wǎng)絡分析方法5.3網(wǎng)絡分析工具(三)思考與實踐思考：網(wǎng)絡分析基本步驟和最短路徑計算方法流程，可達性基本原理及其不同的評價標準實踐：計算最短路徑；基于不同標準評價可達性(四)教學方法與手段采用課堂講授、多媒體教學和上機實習相結合的教學方法。第六章空間句法(一)目的與要求：了解空間句法產(chǎn)生背景熟悉空間句法的相關軟件掌握空間句法基礎理論(二)教學內容6.1背景6.2基礎理論6.3實操6.4應用案例(三)思考與實踐思考：空間句法的應用領域；空間分割方法及主要的變量指標實踐：利用depthmap軟件，運用空間句法理論，對城市綠道網(wǎng)絡進行空間格局分析(四)教學方法與手段采用課堂講授、多媒體教學和上機實習相結合的教學方法。五、各教學環(huán)節(jié)學時分配教學環(huán)節(jié)教學時數(shù)課程內容講課習題課討論課實驗其他教學環(huán)節(jié)小計第一章緒論33第二章大數(shù)據(jù)獲取99第三章大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析1212第四章大數(shù)據(jù)可視化66第五章網(wǎng)絡分析99第六章空間句法33基于大數(shù)據(jù)城市功能區(qū)研究33基于大數(shù)據(jù)的城市空間分析33考試合計4848六、課程考核（一）考核方式：考試（二）成績構成平時成績占比：40%期末考試占比：60%（三）成績考核標準課堂考勤及隨機測驗：10%+實驗報告30%+期末考試成績60%七、推薦教材和教學參考資源（一）推薦教材：1、龍瀛、毛其智