基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘" 要：為了提高校園整體容貌，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的校園容貌管理平臺(tái)。該平臺(tái)采用大數(shù)據(jù)處理和可視化技術(shù)，可以通過(guò)圖表展示全景式的校園形象，數(shù)據(jù)來(lái)源包括傳感器、人工采集、互聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)渠道，確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。支持在線協(xié)作，可以讓多個(gè)用戶共同編輯和分享校園資料，促進(jìn)了信息交流和知識(shí)共享。數(shù)據(jù)分析及實(shí)測(cè)結(jié)果顯示，平臺(tái)為校園環(huán)境建設(shè)和管理提供了更加高效、便捷和科技化的支持，是一種全新的管理方式和工具。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)可視化；校園容貌管理；數(shù)據(jù)收集與分析；可視化呈現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP311" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 文章編號(hào)：2096-4706（2024）10-0087-05

Design and Implementation of Campus Appearance Management Platform

Based on Big Data Visualization

CHEN Qianmin， YANG Zhengyuan， GONGYE Xiangyu， LI Chensheng

（1.School of Computer Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou" 213001， China;

2.School of Software， Quanzhou University of Information Engineering， Quanzhou" 362000， China）

Abstract： In order to improve the overall appearance of the campus， this paper designs and implements a campus appearance management platform based on Big Data visualization technology. The platform uses Big Data processing and visualization technology to display the panoramic image of the campus through charts. The data sources include sensors， manual collection， Internet and other channels， which ensures the accuracy and integrity of the data. The platform supports online collaboration， allowing multiple users to jointly edit and share campus materials， promoting information exchange and knowledge sharing. The data analysis and measurement results show that the platform provides more efficient， convenient and scientific support for the construction and management of the campus environment， which is a new management method and tool.

Keywords： Big Data visualization; campus appearance management; data collection and analysis; visual presentation

0" 引" 言

在當(dāng)前數(shù)字化時(shí)代，教育領(lǐng)域也逐漸認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)的重要性和潛力。為了更好地管理和優(yōu)化學(xué)校的校園環(huán)境，提升學(xué)校教育質(zhì)量和教育環(huán)境的整體水平，建設(shè)智慧校容大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)項(xiàng)目是不可或缺的[1]。

通過(guò)智慧校容大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，學(xué)?？梢詫?shí)時(shí)了解校園內(nèi)的人員流動(dòng)情況、設(shè)備使用情況、環(huán)境變化情況等，從而更好地調(diào)配資源、提升服務(wù)質(zhì)量。此外，該平臺(tái)還能夠提供精準(zhǔn)的教育數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)，幫助學(xué)校進(jìn)行師生評(píng)估和學(xué)校規(guī)劃，促進(jìn)教育質(zhì)量的全面提升。

此研究將有效提升學(xué)校內(nèi)部管理的智能化水平和信息化能力，進(jìn)一步推進(jìn)學(xué)校教育的現(xiàn)代化進(jìn)程。同時(shí)，該平臺(tái)的建設(shè)也將為教育行政部門提供科學(xué)決策的基礎(chǔ)，為教育體制改革和教育發(fā)展提供有力支持。通過(guò)數(shù)字化、智能化的手段，智慧校容大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)將為學(xué)校創(chuàng)造更加安全、智能、高效的學(xué)習(xí)和發(fā)展環(huán)境，為學(xué)生的全面培養(yǎng)和成長(zhǎng)提供有力保障。

1" SWOT分析

以下是用SWOT分析研究的特點(diǎn)。

1.1" 優(yōu)勢(shì)分析

1）數(shù)據(jù)收集和處理的效率更高。該平臺(tái)采用了大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，可以快速地收集和處理大量的數(shù)據(jù)，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為易于理解的可視化圖表或圖形，幫助用戶更加直觀地了解各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況。

2）用戶交互性和操作體驗(yàn)更好。在平臺(tái)界面設(shè)計(jì)方面，該平臺(tái)采用了Echarts這種流行的可視化工具，配合Web頁(yè)面的大屏展示，使得用戶可以通過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)點(diǎn)擊或手勢(shì)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)篩選和交互操作，整個(gè)過(guò)程十分便捷和自然。

3）平臺(tái)具備數(shù)據(jù)可視化的強(qiáng)大功能。該平臺(tái)具備豐富的數(shù)據(jù)可視化功能，如折線圖、柱狀圖、餅圖等多種圖表類型，同時(shí)還支持地圖、氣泡圖等其他豐富的可視化展示方式，可以滿足不同場(chǎng)景下的需求。

1.2" 劣勢(shì)分析

1）數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度問(wèn)題?；诖髷?shù)據(jù)的采集和處理需要保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，否則可能會(huì)影響到后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和決策。

2）數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題。由于涉及大量的敏感性信息，如學(xué)生個(gè)人信息、設(shè)施位置信息等，因此需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)和隱私管理，防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。

1.3" 挑戰(zhàn)分析

1）技術(shù)難度較高。大數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)相對(duì)較新，需要專業(yè)技術(shù)人才進(jìn)行設(shè)計(jì)和維護(hù)，目前相關(guān)技術(shù)人員短缺，這是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)的重要障礙。

2）用戶群體的差異和需求的多樣性。校園容貌管理平臺(tái)可能面對(duì)不同年齡、職業(yè)和認(rèn)知水平的用戶，需要根據(jù)不同的用戶需求，進(jìn)行個(gè)性化的管理和服務(wù)。

綜上所述，基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理平臺(tái)具有許多優(yōu)勢(shì)和機(jī)遇，同時(shí)也面臨一些挑戰(zhàn)和劣勢(shì)。但只要合理制定平臺(tái)設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)策略，并注重技術(shù)引進(jìn)，就可以進(jìn)一步提升校園容貌管理的效率和可視化程度。此外，也需要充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和可視化工具的優(yōu)勢(shì)，不斷提升平臺(tái)的功能和體驗(yàn)，滿足用戶需求，為校園容貌管理提供更加科學(xué)、精細(xì)、智能的支持，助力高校實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和卓越創(chuàng)新。

2" 可行性分析

2.1" 技術(shù)可行性

隨著數(shù)字化時(shí)代的來(lái)臨，教育領(lǐng)域中利用大數(shù)據(jù)分析手段來(lái)管理和分析各類數(shù)據(jù)已經(jīng)成為新興市場(chǎng)[2]。然而，當(dāng)前市場(chǎng)上存在的大多數(shù)學(xué)校管理軟件和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)仍停留在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和報(bào)告功能，缺乏深度的數(shù)據(jù)分析和智能決策支持功能。這導(dǎo)致學(xué)校在利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)進(jìn)行科學(xué)決策和優(yōu)化教育管理方面存在一定的局限性。

基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理是當(dāng)前教育領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。這一理念將大數(shù)據(jù)分析與可視化技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)圖表、圖形等形式直觀地展示學(xué)校的各類數(shù)據(jù)信息，使教育決策者能夠更清晰地了解學(xué)校的運(yùn)行狀況和問(wèn)題所在，從而有針對(duì)性地采取措施來(lái)改善校園容貌[3]。

大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于將龐大的數(shù)據(jù)集以直觀的方式呈現(xiàn)出來(lái)，包括教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生表現(xiàn)、校園安全等，使教育決策者更容易理解和利用這些數(shù)據(jù)。通過(guò)可視化展示，決策者可以更快速地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、抓住重點(diǎn)，并根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行精確的決策。例如，通過(guò)校園空間利用的可視化分析，學(xué)校管理者可以知道哪些區(qū)域使用率較低，從而有針對(duì)性地優(yōu)化教學(xué)資源的配置。又如，通過(guò)校園交通流量的可視化分析，學(xué)校管理者可以了解校園交通狀況，為校園交通管理提供科學(xué)依據(jù)。這些通過(guò)大數(shù)據(jù)可視化得出的結(jié)論和建議，將為學(xué)校提供極大的決策支持。

當(dāng)前市場(chǎng)上雖然存在大量學(xué)校管理軟件和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，但很少有產(chǎn)品能充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)可視化的優(yōu)勢(shì)。因此，基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理在市場(chǎng)上具有廣闊的發(fā)展前景。

2.2" 經(jīng)濟(jì)可行性

近年來(lái)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用發(fā)展迅速，尤其在校園容貌管理中功不可沒(méi)。來(lái)自業(yè)內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)——國(guó)際數(shù)據(jù)集團(tuán)（IDC）發(fā)布的《2021年中國(guó)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)研究報(bào)告》基于對(duì)中國(guó)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)的深入調(diào)研和分析，全面呈現(xiàn)了中國(guó)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)、市場(chǎng)規(guī)模、應(yīng)用領(lǐng)域等方面的情況。通過(guò)該報(bào)告，我們可以了解到，中國(guó)大數(shù)據(jù)市場(chǎng)在云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的推動(dòng)下，呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。這也反映了中國(guó)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面取得的成就，并預(yù)示著大數(shù)據(jù)行業(yè)將成為未來(lái)的重要發(fā)展方向。在2021年，中國(guó)的大數(shù)據(jù)市場(chǎng)規(guī)模首次突破1 100億，達(dá)到1 144億，較2020年增長(zhǎng)12.9%，同比增長(zhǎng)8.1%。隨著大數(shù)據(jù)市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)增長(zhǎng)，大數(shù)據(jù)應(yīng)用的深入也在不斷拓展。這為基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理提供了強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)支持，2019—2024年的大數(shù)據(jù)市場(chǎng)規(guī)模及其增長(zhǎng)率如圖1所示。

大數(shù)據(jù)的普及和使用，不僅提升了學(xué)校運(yùn)營(yíng)效率，還帶動(dòng)了校園容貌管理的改進(jìn)。據(jù)2019年發(fā)布的《全球大數(shù)據(jù)可視化市場(chǎng)2019—2023年預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，在未來(lái)幾年中，大數(shù)據(jù)可視化市場(chǎng)將以每年約14%的速度增長(zhǎng)，如圖2所示。其中，教育行業(yè)作為應(yīng)用領(lǐng)域之一，將迎來(lái)更加快速的發(fā)展。這也說(shuō)明了，基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理在未來(lái)幾年中有望獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。到2021年，基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理解決方案成功應(yīng)用于1 000多所學(xué)校，比上年增加20%，創(chuàng)歷史新高。這一方案的實(shí)施帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到3.5億元，比上年增長(zhǎng)8.1%，顯示了基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理的經(jīng)濟(jì)可行性。

2.3" 社會(huì)可行性

在“十三五”期間，我們看到了數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)諸多領(lǐng)域發(fā)展方式的全面而深遠(yuǎn)的影響，其中包括基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理。政府和學(xué)校積極地采取了一系列有效的措施，以應(yīng)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)校園管理的短期挑戰(zhàn)，著重強(qiáng)化了校園環(huán)境的維護(hù)和改善。

這一轉(zhuǎn)型為校園容貌管理帶來(lái)了地域性和階段性的變革。由于人力資源調(diào)配、經(jīng)費(fèi)投入、設(shè)施維護(hù)的繁重需求，部分地區(qū)的校園管理壓力巨大，環(huán)境維護(hù)不穩(wěn)定，投入成本增大，因此催生了“智能校園”的趨勢(shì)，為校園環(huán)境管理提供有效的解決方案，降低成本。同時(shí)，這種情況一直持續(xù)到現(xiàn)在，為教育行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了良好的預(yù)兆。

這一轉(zhuǎn)型對(duì)于大型教育機(jī)構(gòu)的運(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)了新的壓力以及機(jī)遇。一方面，由傳統(tǒng)管理方式過(guò)渡到數(shù)字化管理，這種轉(zhuǎn)變過(guò)程可能緩慢，影響了機(jī)構(gòu)的資源配置、服務(wù)結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)定位[4]；另一方面，機(jī)構(gòu)能夠通過(guò)大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高效的資源調(diào)度和環(huán)境優(yōu)化，從而促進(jìn)與教育服務(wù)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。當(dāng)前，穩(wěn)定的校園環(huán)境關(guān)系到整個(gè)教育生態(tài)的穩(wěn)定。近年來(lái)，政府和學(xué)校出臺(tái)了一系列對(duì)策，對(duì)穩(wěn)定校園環(huán)境、恢復(fù)教育秩序發(fā)揮了重要作用[5]。

3" 數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)

數(shù)據(jù)可視化是一種將復(fù)雜的數(shù)據(jù)集以圖形的方式表達(dá)出來(lái)的技術(shù)，使得信息更易于理解、分析和解釋。通過(guò)可視化工具和軟件[6]。大量的數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成圖像，如圖表、熱力圖、散點(diǎn)圖或更復(fù)雜的地理或地形圖，使得我們能夠直觀地觀察數(shù)據(jù)的模式、趨勢(shì)和關(guān)系，而非僅通過(guò)原始數(shù)據(jù)和數(shù)字進(jìn)行解讀。

數(shù)據(jù)可視化可以幫助我們更好地理解數(shù)據(jù)的意義，提供可行性建議，預(yù)測(cè)未來(lái)的趨勢(shì)，甚至揭示數(shù)據(jù)背后的隱藏模式。它在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，包括商業(yè)、科學(xué)研究、政府決策、醫(yī)療領(lǐng)域、社會(huì)服務(wù)等[7]。不僅如此，數(shù)據(jù)可視化還有助于提高工作效率，通過(guò)它，我們可以在短時(shí)間內(nèi)掌握大量數(shù)據(jù)并做出快速?zèng)Q策?？偟膩?lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)可視化是應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代，提升數(shù)據(jù)價(jià)值的重要方式，基于大數(shù)據(jù)可視化的校園管理平臺(tái)大數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)整體架構(gòu)如圖3所示。

3.1" ECharts簡(jiǎn)介

ECharts是一個(gè)開(kāi)源的JavaScript數(shù)據(jù)可視化庫(kù)，由百度開(kāi)源的可視化圖表庫(kù)，旨在幫助開(kāi)發(fā)者創(chuàng)建豐富、交互性強(qiáng)的數(shù)據(jù)可視化圖表。它基于HTML5Canvas技術(shù)實(shí)現(xiàn)，并集成了眾多豐富的圖表類型和組件，包括柱狀圖、折線圖、餅圖、散點(diǎn)圖、雷達(dá)圖等，可以輕松處理各種數(shù)據(jù)可視化需求[8]。

ECharts作為一個(gè)功能強(qiáng)大的工具，提供了豐富的配置項(xiàng)和交互特性，方便開(kāi)發(fā)者根據(jù)自身需求進(jìn)行定制化設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)更精確、個(gè)性化的圖表展示效果。它支持動(dòng)畫(huà)效果、拖拽、數(shù)據(jù)縮放、數(shù)據(jù)區(qū)域選擇等交互操作，讓用戶能夠更加直觀地理解和探索數(shù)據(jù)[9]。除了提供完善的圖表功能外，ECharts還支持圖表的擴(kuò)展和自定義，為開(kāi)發(fā)者提供了豐富的圖表類型和定制化選項(xiàng)，幫助他們打造出高品質(zhì)、交互性強(qiáng)的數(shù)據(jù)可視化圖表。開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)自身需求，編寫(xiě)自己的擴(kuò)展組件或主題，從而滿足更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)可視化需求[10]。

3.2" 平臺(tái)界面

雙擊桌面上的軟件圖標(biāo)，會(huì)顯示界面加載的彈出框提示，加載完成后進(jìn)入到軟件的登錄界面，平臺(tái)登錄界面如圖4所示。

在界面中必須輸入正確的密碼賬號(hào)，輸入完成后方能進(jìn)入到主界面中，輸入錯(cuò)誤時(shí)會(huì)彈出提示框提示，點(diǎn)擊其中“是的”按鈕重新輸入賬號(hào)密碼，密碼賬號(hào)錯(cuò)誤不能超過(guò)三次，錯(cuò)誤三次后，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)模式，在三小時(shí)之內(nèi)鎖定賬戶密碼。

用戶登錄成功后將自動(dòng)進(jìn)入平臺(tái)首頁(yè)，如圖5所示，平臺(tái)首頁(yè)是整個(gè)平臺(tái)的核心，承載了整個(gè)平臺(tái)的操作指令，進(jìn)入首頁(yè)后用戶可以看見(jiàn)整個(gè)平臺(tái)的詳細(xì)信息，選擇自己所需要進(jìn)入的主菜單或子菜單，即可進(jìn)入相應(yīng)的界面，進(jìn)行下一步操作，從而更快更高效地完成工作目標(biāo)。

用戶在使用過(guò)程中可以點(diǎn)擊調(diào)查問(wèn)卷操作指令，對(duì)調(diào)查問(wèn)卷功能進(jìn)行選項(xiàng)設(shè)置，調(diào)整日常運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，還可以對(duì)平臺(tái)進(jìn)行意見(jiàn)反饋，問(wèn)卷調(diào)查如圖6所示。

3.3" 可視化大屏

可視化大屏主要展示校園圖書(shū)館、食堂及一些公共場(chǎng)合的校園容貌數(shù)據(jù)等，其中第一屏耗材數(shù)據(jù)中展示了圖書(shū)館人流量、食堂人流量、垃圾處理管理、自動(dòng)販賣機(jī)使用狀況、自助打印機(jī)使用情況、車輛停放情況等，大數(shù)據(jù)展板如圖7所示。

第二屏耗材數(shù)據(jù)中展示了校園進(jìn)出人流量、運(yùn)動(dòng)流量、課堂流量和外賣流量，公共大數(shù)據(jù)展示如圖8所示。通過(guò)分析學(xué)生人流量數(shù)據(jù)，可以優(yōu)化校園布局和設(shè)施配置；通過(guò)跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，可以挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)需求和習(xí)慣，從而提供更為精準(zhǔn)的教學(xué)服務(wù)。另外，數(shù)據(jù)可視化極大便利了校園管理者對(duì)數(shù)據(jù)的理解和應(yīng)用，管理者無(wú)須專門進(jìn)行煩瑣的數(shù)據(jù)分析，只需通過(guò)看圖、看表就能迅速了解目前的校園狀況，從而做出更科學(xué)、合理的決策。

4" 結(jié)" 論

基于大數(shù)據(jù)可視化的校園容貌管理平臺(tái)運(yùn)用現(xiàn)代科技手段，收集學(xué)校日常運(yùn)營(yíng)中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，進(jìn)行深度挖掘和分析，不僅提高了校園管理效率，更優(yōu)化了教育環(huán)境。除了學(xué)校設(shè)施管理，在財(cái)務(wù)管理、學(xué)生行為分析等多個(gè)方面，該平臺(tái)都有著巨大的潛力，并已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮作用。未來(lái)，我們將研究如何進(jìn)行能源消耗的數(shù)據(jù)分析以達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，以及如何通過(guò)大數(shù)據(jù)分析來(lái)預(yù)測(cè)和避免設(shè)施故障。

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作者簡(jiǎn)介：陳謙民（1976.05—），男，漢族，福建泉州人，教授，博士，研究方向：大數(shù)據(jù)、信息管理系統(tǒng)；楊正元（2004.12—），男，漢族，江蘇揚(yáng)州人，本科在讀，研究方向：模型建立。公冶祥煜（2002.12—），男，漢族，江蘇南京人，本科在讀，研究方向：大數(shù)據(jù)分析；李辰生（2000.10—），男，漢族，江蘇泰州人，本科在讀，研究方向：大數(shù)據(jù)分析。