《空間大數(shù)據(jù)與規(guī)劃決策》-課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE4《空間大數(shù)據(jù)與規(guī)劃決策》教學(xué)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(xué)時(shí)：48學(xué)分：3.0適用對(duì)象：2020、2021級(jí)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(xué)、遙感原理與應(yīng)用、地理信息系統(tǒng)、GIS軟件應(yīng)用、計(jì)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(jiǎn)介本課程是人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)學(xué)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(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，迫切需要結(jié)合大數(shù)據(jù)進(jìn)行智能精準(zhǔn)規(guī)劃，學(xué)生可進(jìn)入規(guī)劃、國(guó)土資源、水利水電等相關(guān)政府企事業(yè)單位就業(yè)。該課程從給定的實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)工具，結(jié)合中國(guó)城市規(guī)劃及其技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)進(jìn)行講授，講解數(shù)據(jù)技術(shù)的研究方法，主要涵蓋數(shù)據(jù)獲取、統(tǒng)計(jì)、分析、可視化、城市系統(tǒng)分析等內(nèi)容。本課程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作和設(shè)計(jì)，體驗(yàn)解決問(wèn)題的過(guò)程，從實(shí)驗(yàn)中去學(xué)習(xí)、探索和發(fā)現(xiàn)獲得知識(shí)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣和解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)與能力。通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握空間大數(shù)據(jù)與規(guī)劃決策的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，重點(diǎn)掌握利用大數(shù)據(jù)解決新時(shí)代背景下的規(guī)劃問(wèn)題，最終達(dá)到學(xué)生可以將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中的目標(biāo)。三、課程性質(zhì)與教學(xué)目的課程性質(zhì)：主要為理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，是以理論聯(lián)系實(shí)踐為主，注重運(yùn)用，重視上機(jī)實(shí)踐的一門專業(yè)必修課程。教學(xué)目的：通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生了解傳統(tǒng)城市、現(xiàn)代及未來(lái)城市變化，我國(guó)城市大數(shù)據(jù)發(fā)展及智慧城市建設(shè)狀況。掌握城市大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析、可視化、網(wǎng)絡(luò)分析、空間句法等技術(shù)方法，以網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)大數(shù)據(jù)、遙感、手機(jī)或者公交卡數(shù)據(jù)為例，講解其在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。通過(guò)循序漸進(jìn)的課程教導(dǎo)，使同學(xué)初步掌握應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析和解決城市規(guī)劃實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)理論學(xué)習(xí)、上機(jī)實(shí)踐等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)本課程的理解，在此基礎(chǔ)上使學(xué)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。四、教學(xué)內(nèi)容及要求通過(guò)本課程的教學(xué)，要求學(xué)生了解當(dāng)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(jì)、分析、可視化、城市網(wǎng)絡(luò)分析等內(nèi)容。經(jīng)過(guò)上機(jī)實(shí)踐訓(xùn)練，使學(xué)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(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。第一章 緒論（一）目的與要求1.了解城市定義和當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)背景下的城市，當(dāng)前城市發(fā)展面臨的危機(jī)和挑戰(zhàn)；2.熟悉當(dāng)前城市正在發(fā)生的變化及未來(lái)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(xué)內(nèi)容1.1當(dāng)前世界變化1.2地理大數(shù)據(jù)1.3城市過(guò)去、現(xiàn)在及未來(lái)發(fā)展1.4危機(jī)與挑戰(zhàn)(三)思考與實(shí)踐思考：什么是大數(shù)據(jù)？其主要類型有哪些？（四）教學(xué)方法與手段課堂講授，提問(wèn)學(xué)生，進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)。采用多媒體教學(xué)手段。（五）課程思政設(shè)計(jì)課程思政點(diǎn)：國(guó)家實(shí)施大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的相關(guān)政府文件和會(huì)議培養(yǎng)數(shù)據(jù)保密及安全意識(shí)智慧城市建設(shè)的前沿進(jìn)展?fàn)顩r及相關(guān)科學(xué)家為此做出的貢獻(xiàn)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(diǎn)；2.熟悉不同的大數(shù)據(jù)獲取方式3.掌握結(jié)構(gòu)化網(wǎng)頁(yè)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(xué)內(nèi)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(jié)構(gòu)化網(wǎng)頁(yè)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(shí)踐思考：根據(jù)不同的大數(shù)據(jù)類型，相關(guān)的獲取方法有哪些？實(shí)踐：利用簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集工具采集結(jié)構(gòu)化網(wǎng)頁(yè)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(biāo)糾偏、正/逆地理編碼）（四）教學(xué)方法與手段采用課堂講授、多媒體教學(xué)和上機(jī)實(shí)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方法。第三章 大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jì)常用指標(biāo)3.掌握相關(guān)、回歸、聚類分析方法，地理加權(quán)回歸原理、空間自相關(guān)概念、衡量指標(biāo)及所代表的意義。（二）教學(xué)內(nèi)容3.1空間分析3.2統(tǒng)計(jì)分析(三)思考與實(shí)踐思考：相關(guān)性的度量指標(biāo)，回歸、聚類分析建立方法，地理加權(quán)回歸原理，空間自相關(guān)的概念及評(píng)價(jià)指標(biāo)。實(shí)踐：讀入POI數(shù)據(jù)，利用ArcGIS進(jìn)行空間分析操作；導(dǎo)入數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件進(jìn)行地理加權(quán)和空間自相關(guān)操作；讀入數(shù)據(jù)，利用SPSS進(jìn)行相關(guān)、回歸和聚類分析操作（四）教學(xué)方法與手段采用課堂講授、多媒體教學(xué)和上機(jī)實(shí)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方法。（五）課程思政設(shè)計(jì)課程思政點(diǎn)：莫蘭指數(shù)、地理加權(quán)回歸等統(tǒng)計(jì)方法提出者成長(zhǎng)求學(xué)經(jīng)歷統(tǒng)計(jì)分析方法的原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)理論結(jié)合實(shí)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(tái)3.掌握大數(shù)據(jù)可視化方法及相關(guān)操作。（二）教學(xué)內(nèi)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(shí)踐思考：大數(shù)據(jù)的可視化方式有哪些實(shí)現(xiàn)途徑？實(shí)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(xué)方法與手段采用課堂講授、多媒體教學(xué)和上機(jī)實(shí)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方法。（五）課程思政設(shè)計(jì)課程思政點(diǎn)：數(shù)據(jù)可視化美觀與科學(xué)性相結(jié)合，形成良好的專業(yè)素養(yǎng)第五章網(wǎng)絡(luò)分析(一)目的與要求：1.了解常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)分析工具2.熟悉常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)類型3.掌握網(wǎng)絡(luò)分析基本步驟和最短路徑計(jì)算方法流程，可達(dá)性基本原理及其不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(二)教學(xué)內(nèi)容5.1概述5.2網(wǎng)絡(luò)分析方法5.3網(wǎng)絡(luò)分析工具(三)思考與實(shí)踐思考：網(wǎng)絡(luò)分析基本步驟和最短路徑計(jì)算方法流程，可達(dá)性基本原理及其不同的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐：計(jì)算最短路徑；基于不同標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)可達(dá)性(四)教學(xué)方法與手段采用課堂講授、多媒體教學(xué)和上機(jī)實(shí)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)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(guān)軟件掌握空間句法基礎(chǔ)理論(二)教學(xué)內(nèi)容6.1背景6.2基礎(chǔ)理論6.3實(shí)操6.4應(yīng)用案例(三)思考與實(shí)踐思考：空間句法的應(yīng)用領(lǐng)域；空間分割方法及主要的變量指標(biāo)實(shí)踐：利用depthmap軟件，運(yùn)用空間句法理論，對(duì)城市綠道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行空間格局分析(四)教學(xué)方法與手段采用課堂講授、多媒體教學(xué)和上機(jī)實(shí)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方法。五、各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)分配教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)時(shí)數(shù)課程內(nèi)容講課習(xí)題課討論課實(shí)驗(yàn)其他教學(xué)環(huán)節(jié)小計(jì)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(jì)分析1212第四章大數(shù)據(jù)可視化66第五章網(wǎng)絡(luò)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(jì)4848六、課程考核（一）考核方式：考試（二）成績(jī)構(gòu)成平時(shí)成績(jī)占比：40%期末考試占比：60%（三）成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)課堂考勤及隨機(jī)測(cè)驗(yàn)：10%+實(shí)驗(yàn)報(bào)告30%+期末考試成績(jī)60%七、推薦教材和教學(xué)參考資源（一）推薦教材：1、龍瀛、毛其智