數(shù)據(jù)可視化技術(shù)實例報告

一 問題描述：

目前數(shù)據(jù)可視化在為商務(wù)應(yīng)用比較火，其實教育行業(yè)也有很多有價值的應(yīng)用。 “未來的在數(shù)據(jù)可視化會更加強(qiáng)大，在于其能收集、分析、使用大量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是對信息的記錄，數(shù)據(jù)的激增意味著人類的記錄范圍、測量范圍和分析范圍在不斷擴(kuò)大，也意味著知識的邊界在不斷延伸。教育領(lǐng)域正在發(fā)生的這場革命，其深厚的技術(shù)背景就是由于信息技術(shù)的進(jìn)步，人類收集、存貯、分析、使用數(shù)據(jù)的能力實現(xiàn)了巨大跨越”。

在教育行業(yè)中，通常要對某個學(xué)校或者對一個城市的教育水平進(jìn)行評估，也可能對多個學(xué)校多個城市的教育水平進(jìn)行比較。我們將要通過不同城市的不同學(xué)院，學(xué)生考試分?jǐn)?shù)及學(xué)生餐飲情況等多個維度來制作儀表盤，通過分析，我們可以知道各城市在不同時期的教育水平狀況。

二 數(shù)據(jù)

網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷呢（下載），此次調(diào)查問卷共有全國10000份的10級大學(xué)生的數(shù)據(jù)，覆蓋從哈爾濱理工大學(xué)到吉林大學(xué)近1000所大學(xué)，數(shù)據(jù)信息包括學(xué)校名稱，學(xué)生的餐飲計劃，學(xué)生編號，學(xué)生類型，教師編號，考試分?jǐn)?shù)以及科目，學(xué)生所在的經(jīng)度及緯度。將利用收集到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析。

學(xué)生所在城市包括北京、哈爾濱、長春、太原在內(nèi)的數(shù)十個省會城市。調(diào)研時間橫跨近半年，從2011年11月1日至2012年5月20日。餐飲計劃設(shè)計早午餐。學(xué)生類型包括本科生與旁聽生。主要調(diào)研科目是數(shù)學(xué)與閱讀，學(xué)生分?jǐn)?shù)波動較大。

三 視化技術(shù)

由于Tableau這款軟件操作簡單易學(xué)，而且功能強(qiáng)大，計算迅速，而且還兼具文字云，回歸分析，時間序列等功能，而且有免費(fèi)版本，我們小組決定使用Tableau來完成我們的設(shè)計。作為一款幫助使用者提升業(yè)務(wù)分析能力和業(yè)務(wù)洞察力的工具，能夠根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求，選用不同的視圖來更好的展現(xiàn)并分析數(shù)據(jù)，因此在制作每一份分析報表時，布局的設(shè)計，視覺編碼，都顯得極為重要。

1.制作“均分”列表視圖

將我們的數(shù)據(jù)源導(dǎo)入到Tableau中，可以在Tableau的左側(cè)維度看到相應(yīng)指標(biāo)。將“日期”，“分?jǐn)?shù)”分別拖到Tableau中對應(yīng)的行與列中，將日期格式設(shè)置為年/月，以觀察各年各月的數(shù)據(jù)，“分?jǐn)?shù)”方式改為計算平均值。顏色編碼：將考試科目拖到菜單欄下的顏色中，用不同的顏色來區(qū)分不同的科目。布局：在智能顯示中選擇”線圖“連續(xù)。為了讓數(shù)據(jù)分布在圖形的中間區(qū)域，在圖中的y軸區(qū)域，編輯軸，設(shè)置y軸起點(diǎn)與終點(diǎn)。

隱藏：如果視圖中出現(xiàn)1個null值，想去掉這個顯示，右鍵點(diǎn)擊，使用隱藏指示器，這樣隱藏就掉了。如圖1-1所示

圖1-1 線圖展示

分析：我們可以從圖中看到三個科目的均分都在0.8附近浮動，數(shù)學(xué)從2011年11月份到哦2012年五月份都很均勻，根本不沒有浮動，科學(xué)這個科目在2011年12月份有較大的浮動，而閱讀分?jǐn)?shù)普遍高于數(shù)學(xué)與科學(xué)，通過這個圖，發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍喜歡閱讀多與科學(xué)與數(shù)學(xué)。

2.考試成績視圖

設(shè)計這個視圖主要目的時幫助查看不同老師教的學(xué)生各科成績?nèi)绾?，并且用顏色加以明顯區(qū)分。

（a） 新建一個新的工作表

（b） 將“教師編號“，”學(xué)生編號“拖至行，這種排列方式讓我們看到不同編號老師所帶學(xué)生的成績。

（c） 將分?jǐn)?shù)拖至標(biāo)記菜單欄中的文本中，計算平均值。選擇突顯表

（d） 考試科目拖至列

（e） 顏色編碼：點(diǎn)擊編輯顏色按鈕后，單擊色版，于下拉菜單中選擇要用的顏色，并且設(shè)置顏色的區(qū)分間隔，我們選擇六個顏色區(qū)分度，從左往右，不同顏色代表分值越大。如圖1-2所示

圖1-2 “考試分?jǐn)?shù)”的編輯顏色

（f） 使用“篩選器”：我們選擇城市作為篩選的維度，來看不同城市的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)展現(xiàn)，將“城市”拖到篩選器欄中，也將“學(xué)校名稱”，“教師編號”作為過濾器來使用。

（g） 在“篩選器”中選擇不同的城市，則將會在凸顯表中，出現(xiàn)不同城市的數(shù)據(jù)。

3.制作“各維度比較”視圖

使用“學(xué)校教育水平評估”的數(shù)據(jù)，通過制作“各緯度比較”視圖來查看不同年級，參加不同學(xué)校餐飲計劃的學(xué)生，在不同時期的課程分?jǐn)?shù)。

（a） 將日期及分?jǐn)?shù)分別拖到對應(yīng)的行與列中，將列中日期格式設(shè)置為年/月，以觀察各年各月的數(shù)據(jù)，分?jǐn)?shù)方式改為平均值。如圖1-4所示：

圖1-3 初圖

（b） 多層篩選的實現(xiàn)：

在維度或度量的空白處，點(diǎn)擊右鍵，在彈出的選項中選擇創(chuàng)建參數(shù)，將參數(shù)命名為“比較選擇”，將“年級”賦值為1，“考試狀態(tài)”賦值為2，考試科目賦值為3.然后在維度和度量下面會新增名為參數(shù)的選項集。

（c） 新建一個字段，

在維度的空白處，右鍵點(diǎn)擊在彈出的選項中選擇“創(chuàng)建計算字段“，并命名為比較，在公式中輸入如下代碼：

if［比較選擇］=1THEN STR（［年級］）

elseif［比較選擇］=2THEN ［餐飲狀態(tài)］

else ［考試科目］ end

目的時，當(dāng)參數(shù)“比較選擇“的值為1時，“比較”這個字段顯示的是“年級”；當(dāng)參數(shù)“參數(shù)比較”的值為2時，“比較”這個字段顯示的時餐飲狀態(tài)；否則顯示的時考試科目。

（d） 視覺編碼：

將新建的“比較”拖至標(biāo)記菜單欄中的顏色，用顏色區(qū)分不同的維度。同時把比較作為篩選器來使用，并且顯示出來。那么，在參數(shù)“比較選擇”當(dāng)中，任選擇一個難度，會顯示相應(yīng)維度的選項。例如選擇“考試科目”，那么篩選器顯示的時數(shù)字，科學(xué)及閱讀。有選擇的時年級的，顯示的時10，11，12.

（e） 各維度比較視圖如圖1-4所示：

圖1-4 “維度比較”視圖

如圖中所示，我們通過多層篩選，能夠更加快捷，更加方便地查看在時間維度上不同年級，不同餐飲狀態(tài)以及選擇不同科目的學(xué)生的考試分?jǐn)?shù)，進(jìn)而來分析影響教育水平的因素哪些影響程度大，哪些影響程度小。

（1） 制作“城市地圖”視圖

a） 新建一個工作表名為“城市地圖”的工作表。

b） 布局：

將latitude和Longitude分別放到對應(yīng)的行與列上，工作區(qū)會自動生成一張這些經(jīng)緯度所在位置的地圖，這里地圖初始情況只顯示一個點(diǎn)，因為默認(rèn)顯示的時所有精度的平均值和緯度的平均值。將分?jǐn)?shù)拖到標(biāo)記欄下的“大小”中，以平均值展現(xiàn)，設(shè)置顏色以有更好的區(qū)分度；將學(xué)生拖到標(biāo)記欄下的“大小”中，目的時通過學(xué)生個數(shù)多少，來衡量地圖上圖標(biāo)大小。

c） 創(chuàng)建層級：

在維度當(dāng)中連續(xù)選擇“城市”，“學(xué)院名稱”，“教師編號”，“學(xué)生編號”，創(chuàng)建分層結(jié)構(gòu)如圖1-5所示

圖1-5經(jīng)緯度拖到列和行的提示