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          可視化導論培訓

01
打開可視化的大門
每天，分(fen)散在人類各個活動領域(yu)的(de)(de)(de)海(hai)量數據蜂擁而來，并(bing)對(dui)人們的(de)(de)(de)生(sheng)活產生(sheng)著重要的(de)(de)(de)影(ying)響。數據可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)(shi)化(hua)(hua)做到了將(jiang)它(ta)們躍然紙上，鉤深索(suo)隱。本章我(wo)們將(jiang)一同探索(suo)可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)(shi)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)奧秘(mi)，學(xue)習可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)(shi)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)釋(shi)義，了解從16世紀發展至今(jin)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)(shi)化(hua)(hua)歷史淵源，給出粗(cu)略的(de)(de)(de)可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)(shi)化(hua)(hua)分(fen)類標(biao)準，并(bing)介紹實用的(de)(de)(de)數據可(ke)(ke)視(shi)(shi)(shi)(shi)化(hua)(hua)工具(ju)。

1.1 可視化初識
1.2 可視化的前世今生
1.3 可視化深入理解及掌握
02
感知與認知
在(zai)可(ke)(ke)視化與(yu)(yu)可(ke)(ke)視分析(xi)過程(cheng)(cheng)中，用戶是(shi)所有行為的(de)(de)主體：通過視覺感知(zhi)(zhi)器官獲取(qu)可(ke)(ke)視信(xin)息(xi)、編(bian)碼并(bing)形成認(ren)知(zhi)(zhi)，在(zai)交互分析(xi)過程(cheng)(cheng)中獲取(qu)解(jie)決(jue)問題的(de)(de)方法。在(zai)這個過程(cheng)(cheng)中，感知(zhi)(zhi)和認(ren)知(zhi)(zhi)能(neng)力直接(jie)影響著信(xin)息(xi)的(de)(de)獲取(qu)和處理進程(cheng)(cheng)，并(bing)進而影響對外在(zai)世(shi)界環境所做(zuo)出的(de)(de)反(fan)應。本(ben)章課程(cheng)(cheng)將介紹(shao)視覺感知(zhi)(zhi)與(yu)(yu)認(ren)知(zhi)(zhi)的(de)(de)基本(ben)概(gai)念，并(bing)介紹(shao)格式(shi)塔理論與(yu)(yu)視覺通道的(de)(de)基本(ben)知(zhi)(zhi)識。

2.1 視覺感知與認知
2.2 格式塔理論
2.3 視覺通道
03
數據
隨著大數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)概(gai)念的(de)(de)(de)興起，數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)早已(yi)融入到我們(men)的(de)(de)(de)生活之中(zhong)(zhong)，無論是拍到的(de)(de)(de)照(zhao)片，還是在(zai)微博(bo)的(de)(de)(de)留言，都形成了大量的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)。通過分析(xi)與(yu)挖掘這些(xie)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)，我們(men)能(neng)夠(gou)從(cong)中(zhong)(zhong)發現許多有(you)價值的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)。本(ben)次(ci)課程將(jiang)從(cong)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)角度(du)描(miao)述數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)科學的(de)(de)(de)基(ji)本(ben)概(gai)念與(yu)分析(xi)方法(fa)，從(cong)介紹數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)基(ji)本(ben)類型(xing)開始，由淺入深(shen)地探(tan)討數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)統(tong)計描(miao)述、數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)質(zhi)量與(yu)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)清洗、可(ke)視化數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)探(tan)索，后以數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)挖掘的(de)(de)(de)角度(du)描(miao)述與(yu)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)可(ke)視化有(you)關的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)處理(li)思路(lu)。

3.1 數據基礎
3.2 數據分析與探索
3.3 可視化+
04
數據可視化基礎（上）
可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)是(shi)一個將數(shu)(shu)據以一定的(de)變換(huan)(huan)和可(ke)(ke)(ke)視(shi)編碼(ma)的(de)原(yuan)則(ze)映射為可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)視(shi)圖的(de)過程(cheng)。盡管不同(tong)(tong)的(de)領域的(de)數(shu)(shu)據可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)將面(mian)對不同(tong)(tong)的(de)數(shu)(shu)據、面(mian)臨(lin)不同(tong)(tong)的(de)挑戰，但可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)的(de)基本步驟(zou)、流程(cheng)和體系是(shi)共(gong)同(tong)(tong)的(de)。本章概要地介(jie)(jie)紹(shao)數(shu)(shu)據可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)的(de)基本流程(cheng)和可(ke)(ke)(ke)視(shi)設計模型(xing)，并介(jie)(jie)紹(shao)流程(cheng)中(zhong)數(shu)(shu)據處(chu)理與變換(huan)(huan)的(de)這一步驟(zou)中(zhong)的(de)常用(yong)方法。

4.1 可視化基本流程初探
4.2 數據可視化的框架
4.3 數據處理與變換1
4.4 數據處理與變換2
05
數據可視化基礎（下）
日常生(sheng)活中，我們(men)經常能(neng)看(kan)到一些糟糕的(de)可視(shi)化(hua)(hua)(hua)設計(ji)，這些設計(ji)或多或少都(dou)違背了可視(shi)化(hua)(hua)(hua)設計(ji)的(de)原則，以至于無法有效且高效地表達數據。因此(ci)，了解并掌握可視(shi)化(hua)(hua)(hua)設計(ji)的(de)基本(ben)原則非常重要，他能(neng)讓(rang)我們(men)知(zhi)道(dao)如何(he)從原始數據到后(hou)的(de)可視(shi)化(hua)(hua)(hua)，如何(he)使用正確(que)的(de)方式來編碼特定類型的(de)數據以及(ji)如何(he)大程度提升可視(shi)化(hua)(hua)(hua)作品(pin)的(de)表現力和有效性。

5.1 可視化編碼
5.2 可視化圖表
5.3 可視化設計三部曲
5.4 可視化設計進階
06
空間數據可視化
空間場數(shu)據(ju)(ju)是對連續(xu)的(de)空間進行度量，并(bing)按照坐(zuo)標(biao)或者拓撲結構存儲的(de)數(shu)據(ju)(ju)。空間場數(shu)據(ju)(ju)有多種來源(yuan)，包括實(shi)際測量的(de)值(zhi)和軟(ruan)件模擬的(de)結果。理解(jie)空間場數(shu)據(ju)(ju)對認知自我和外(wai)部世(shi)界非常(chang)重要。本次課程將討論(lun)范圍限定在一維(wei)(wei)、二維(wei)(wei)、或三維(wei)(wei)真實(shi)物理空間的(de)數(shu)據(ju)(ju)，因此大多屬于科學數(shu)據(ju)(ju)。

6.1 空間場數據可視化概述
6.2 標量場數據可視化（上）
6.3 標量場數據可視化（下）
6.4 矢量場和張量場數據可視化
07
地理信息可視化
從自然界的(de)(de)(de)(de)氣(qi)象(xiang)，地(di)(di)形(xing)到城市(shi)中的(de)(de)(de)(de)人群，車輛，定位(wei)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)與繁榮產生了(le)海量的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)理(li)(li)(li)信息(xi)數(shu)據(ju)。地(di)(di)理(li)(li)(li)信息(xi)空(kong)(kong)(kong)間數(shu)據(ju)描(miao)述了(le)真實的(de)(de)(de)(de)人類生活(huo)空(kong)(kong)(kong)間，歷來是可視化(hua)研究和應用的(de)(de)(de)(de)重要(yao)對象(xiang)。地(di)(di)理(li)(li)(li)信息(xi)可視化(hua)側重于研究數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)表現形(xing)式及方法(fa)，它能夠讓我們(men)理(li)(li)(li)解數(shu)據(ju)，掌握數(shu)據(ju)，并幫(bang)助我們(men)更好的(de)(de)(de)(de)安排日(ri)常生活(huo)，促進城市(shi)的(de)(de)(de)(de)有效運轉。本(ben)章我們(men)將主要(yao)介紹地(di)(di)理(li)(li)(li)信息(xi)空(kong)(kong)(kong)間的(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)(li)(li)，地(di)(di)圖繪制(zhi)的(de)(de)(de)(de)基(ji)本(ben)概念和地(di)(di)理(li)(li)(li)信息(xi)數(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)可視化(hua)方法(fa)。

7.1 靈活多變的地圖
7.2 地圖上的點與線
7.3 區域數據可視化
7.4 地理可視化應用
08
時變數據可視化
時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間在可視化(hua)(hua)中是(shi)一個非(fei)常重要的(de)(de)維度和屬性。隨(sui)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間變(bian)(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)、帶有時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間屬性的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)稱為(wei)(wei)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)。時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)型(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)大致可以(yi)分為(wei)(wei)兩類，第一種(zhong)是(shi)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間序列數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)，這類數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)以(yi)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間軸(zhou)排列，第二(er)種(zhong)類型(xing)是(shi)順序型(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)：它不以(yi)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間為(wei)(wei)變(bian)(bian)(bian)量(liang)，但具有內在的(de)(de)排列順序。本章(zhang)從時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)型(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)可視化(hua)(hua)設計的(de)(de)三個維度、多變(bian)(bian)(bian)量(liang)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)型(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)可視化(hua)(hua)、流數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)可視化(hua)(hua)來(lai)講(jiang)解(jie)如何選擇適合時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)變(bian)(bian)(bian)型(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)可視化(hua)(hua)方法。

8.1 時間屬性的可視化
8.2 多變量時變型數據可視化
8.3 流數據可視化
09
樹結構
層(ceng)(ceng)次(ci)數據(ju)是一種(zhong)常見(jian)的(de)數據(ju)類型，著重表(biao)示的(de)是個體(ti)之間的(de)層(ceng)(ceng)次(ci)關系(xi)。這(zhe)種(zhong)關系(xi)在現(xian)實(shi)世界(jie)中無處(chu)不在。它可以表(biao)現(xian)為(wei)(wei)包含和從屬關系(xi)。例如，地球(qiu)有七大(da)洲，每個大(da)洲包含若干國家，而每個國家又劃分為(wei)(wei)若干個省市。在社會組織或(huo)者機構(gou)里，同樣存在著分層(ceng)(ceng)的(de)從屬關系(xi)。本章將著重介紹樹結構(gou)的(de)可視化方法。

9.1 樹結構簡介
9.2 樹結構可視化I
9.3 樹結構可視化II
10
圖結構
圖表示的(de)是自(zi)由復(fu)雜的(de)關(guan)系網，在生活，工業，科研中(zhong)無(wu)處不在。比如班級里同學之間的(de)關(guan)系，物流運(yun)輸的(de)道路(lu)交通網，不同研究機構(gou)與人員的(de)合作(zuo)關(guan)系等。我們(men)把這(zhe)些關(guan)系抽取出來，變(bian)成圖結(jie)構(gou)，用(yong)多姿(zi)多彩的(de)可視(shi)化方(fang)法(fa)去呈現(xian)其中(zhong)的(de)奧秘，可以(yi)讓我們(men)發(fa)現(xian)其中(zhong)有趣的(de)現(xian)象，理解背后潛在的(de)規(gui)律(lv)。

10.1 圖簡介
10.2 圖可視化
10.3 圖的視覺優化
10.4 動態圖簡介
10.5 圖可視化工具與應用
11
文本數據
文(wen)(wen)本信(xin)息(xi)(xi)無處不在(zai)，譬如，郵件(jian)、新聞、工作(zuo)報告等等都是日常處理(li)的(de)(de)信(xin)息(xi)(xi)。面對(dui)文(wen)(wen)本信(xin)息(xi)(xi)的(de)(de)爆炸式(shi)增長和日益加快的(de)(de)工作(zuo)節(jie)奏(zou)，通(tong)過人工閱讀大(da)量文(wen)(wen)字來獲取信(xin)息(xi)(xi)暗藏著信(xin)息(xi)(xi)理(li)解速度滯(zhi)后的(de)(de)問題(ti)。利用可視化增強人類(lei)對(dui)文(wen)(wen)本和文(wen)(wen)檔的(de)(de)理(li)解在(zai)這樣的(de)(de)背景(jing)下應運而生(sheng)。

11.1 文本數據可視化簡介
11.2 文本內容可視化
11.2.1 基于關鍵詞的內容可視化
11.2.2 基于特征的內容可視化
11.2.3 時序文檔的內容可視化
11.3 文本關系可視化
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高維數據
在我們的生產生活(huo)中，無(wu)論是(shi)城市交通、醫療(liao)健康(kang)還是(shi)體(ti)育分析，都(dou)在不(bu)斷地產生著(zhu)海量的高(gao)(gao)維(wei)(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)。但人類對于(yu)數(shu)(shu)(shu)字，尤(you)其(qi)是(shi)海量高(gao)(gao)維(wei)(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的感(gan)知(zhi)能力不(bu)強，這就提(ti)出(chu)了高(gao)(gao)維(wei)(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)可(ke)(ke)視化的需(xu)求。那(nei)么(me)(me)究竟什(shen)么(me)(me)是(shi)高(gao)(gao)維(wei)(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)？如何降低數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的維(wei)(wei)(wei)度？如何使(shi)用可(ke)(ke)視化表(biao)現出(chu)高(gao)(gao)維(wei)(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的特征？本章將著(zhu)重介紹高(gao)(gao)維(wei)(wei)(wei)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)可(ke)(ke)視化的相(xiang)關知(zhi)識和技術。

12.1 數據及其維度
12.2 高維數據變換
12.3 高維數據的可視化呈現
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交互
正是因為有(you)了交互，可視化才(cai)得以和(he)用(yong)戶(hu)展(zhan)(zhan)開(kai)溝通，響應(ying)用(yong)戶(hu)的(de)(de)不(bu)同需求，并(bing)輔助他們快速地探索數據(ju)的(de)(de)內(nei)在，完成多樣的(de)(de)分析任務。隨著科技的(de)(de)發展(zhan)(zhan)，交互的(de)(de)方式(shi)和(he)設備種(zhong)類(lei)，都(dou)變得越來越豐富(fu)。與此同時，交互也滲透到我(wo)們生(sheng)活的(de)(de)各個方面，給我(wo)們帶來更加(jia)便捷(jie)的(de)(de)生(sheng)活。可視化評估(gu)是衡量可視化價(jia)值的(de)(de)方法。有(you)了評估(gu)結果(guo)之后，我(wo)們才(cai)能了解當(dang)前可視化系統的(de)(de)不(bu)足，進而做出相應(ying)的(de)(de)改進。

13.1 可視化交互簡述
13.2 可視化交互空間與模型
13.3 可視化交互設備
13.4 可視化的價值和評估
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可視化工具
目前，可(ke)(ke)(ke)視化(hua)的研究、開發和應用領(ling)域(yu)已經相(xiang)當廣泛，其使(shi)用的軟件(jian)系統和工具也多種多樣，這些工具在目標(biao)領(ling)域(yu)、用戶技能(neng)、可(ke)(ke)(ke)視化(hua)效果等方(fang)面都有(you)差異(yi)。采用合適的可(ke)(ke)(ke)視化(hua)工具，才能(neng)使(shi)得(de)可(ke)(ke)(ke)視化(hua)的開發更加快(kuai)速有(you)效。本(ben)次課(ke)程，我們將詳細的介(jie)紹可(ke)(ke)(ke)視化(hua)領(ling)域(yu)的相(xiang)關工具，以(yi)便更好的了解如何動(dong)手進行可(ke)(ke)(ke)視化(hua)實踐。

14.1 可視化工具簡介
14.2 配置式可視化工具
14.3 編程式可視化工具
14.4 可視化工具社區
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可視化應用實例
通(tong)過前面章節的(de)(de)(de)學習，從基本(ben)概(gai)念到各(ge)種不同類別數據的(de)(de)(de)可視(shi)化方法(fa)都做了(le)基本(ben)的(de)(de)(de)介紹。本(ben)章將通(tong)過案例，從實際(ji)應用的(de)(de)(de)角度(du)講解(jie)可視(shi)化。

15.1 可視化與形象思維
15.2 大數據可視化的作用
15.3 大數據可視化的應用案例
15.3.1 大數據可視化的應用案例（上）
15.3.2 大數據可視化的應用案例（中）
15.3.3 大數據可視(shi)化(hua)的(de)應用案(an)例（下）