數據可視化技術實例報告

一 問題描述：

目前數據可視化在為商務應用比較火，其實教育行業也有很多有價值的應用。 “未來的在數據可視化會更加強大，在于其能收集、分析、使用大量的數據。數據是對信息的記錄，數據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大，也意味著知識的邊界在不斷延伸。教育領域正在發生的這場革命，其深厚的技術背景就是由于信息技術的進步，人類收集、存貯、分析、使用數據的能力實現了巨大跨越”。

在教育行業中，通常要對某個學校或者對一個城市的教育水平進行評估，也可能對多個學校多個城市的教育水平進行比較。我們將要通過不同城市的不同學院，學生考試分數及學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 數據

網絡調查問卷呢（下載），此次調查問卷共有全國10000份的10級大學生的數據，覆蓋從哈爾濱理工大學到吉林大學近1000所大學，數據信息包括學校名稱，學生的餐飲計劃，學生編號，學生類型，教師編號，考試分數以及科目，學生所在的經度及緯度。將利用收集到的數據來進行分析。

學生所在城市包括北京、哈爾濱、長春、太原在內的數十個省會城市。調研時間橫跨近半年，從2011年11月1日至2012年5月20日。餐飲計劃設計早午餐。學生類型包括本科生與旁聽生。主要調研科目是數學與閱讀，學生分數波動較大。

三 視化技術

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

1.制作“均分”列表視圖

將我們的數據源導入到Tableau中，可以在Tableau的左側維度看到相應指標。將“日期”，“分數”分別拖到Tableau中對應的行與列中，將日期格式設置為年/月，以觀察各年各月的數據，“分數”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，用不同的顏色來區分不同的科目。布局：在智能顯示中選擇”線圖“連續。為了讓數據分布在圖形的中間區域，在圖中的y軸區域，編輯軸，設置y軸起點與終點。

隱藏：如果視圖中出現1個null值，想去掉這個顯示，右鍵點擊，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，數學從2011年11月份到哦2012年五月份都很均勻，根本不沒有浮動，科學這個科目在2011年12月份有較大的浮動，而閱讀分數普遍高于數學與科學，通過這個圖，發現學生普遍喜歡閱讀多與科學與數學。

2.考試成績視圖

設計這個視圖主要目的時幫助查看不同老師教的學生各科成績如何，并且用顏色加以明顯區分。

（a） 新建一個新的工作表

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

（c） 將分數拖至標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，并且設置顏色的區分間隔，我們選擇六個顏色區分度，從左往右，不同顏色代表分值越大。如圖1-2所示

圖1-2 “考試分數”的編輯顏色

（f） 使用“篩選器”：我們選擇城市作為篩選的維度，來看不同城市的細節數據展現，將“城市”拖到篩選器欄中，也將“學校名稱”，“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，出現不同城市的數據。

3.制作“各維度比較”視圖

使用“學校教育水平評估”的數據，通過制作“各緯度比較”視圖來查看不同年級，參加不同學校餐飲計劃的學生，在不同時期的課程分數。

（a） 將日期及分數分別拖到對應的行與列中，將列中日期格式設置為年/月，以觀察各年各月的數據，分數方式改為平均值。如圖1-4所示：

圖1-3 初圖

（b） 多層篩選的實現：

在維度或度量的空白處，點擊右鍵，在彈出的選項中選擇創建參數，將參數命名為“比較選擇”，將“年級”賦值為1，“考試狀態”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的選項集。

（c） 新建一個字段，

在維度的空白處，右鍵點擊在彈出的選項中選擇“創建計算字段“，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］

else ［考試科目］ end

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

（d） 視覺編碼：

將新建的“比較”拖至標記菜單欄中的顏色，用顏色區分不同的維度。同時把比較作為篩選器來使用，并且顯示出來。那么，在參數“比較選擇”當中，任選擇一個難度，會顯示相應維度的選項。例如選擇“考試科目”，那么篩選器顯示的時數字，科學及閱讀。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，不同餐飲狀態以及選擇不同科目的學生的考試分數，進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分別放到對應的行與列上，工作區會自動生成一張這些經緯度所在位置的地圖，這里地圖初始情況只顯示一個點，因為默認顯示的時所有精度的平均值和緯度的平均值。將分數拖到標記欄下的“大小”中，以平均值展現，設置顏色以有更好的區分度；將學生拖到標記欄下的“大小”中，目的時通過學生個數多少，來衡量地圖上圖標大小。

c） 創建層級：

在維度當中連續選擇“城市”，“學院名稱”，“教師編號”，“學生編號”，創建分層結構如圖1-5所示

圖1-5經緯度拖到列和行的提示