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新技术新趋势!从时空立方体、时空体素模型、交互式可视化到动态规划与评价丨城市数据派

日期: 来源:城市数据派收集编辑:城市数据派



1 时空大数据分析挑战

挑战一:空间数据体量大、多源异构


挑战二:空间分析场景多样


挑战三:理论基础存在瓶颈


挑战四:技术体系结构不完整


无论有多少问题,

无论问题有多复杂,

对于大多数人而言,

最终还是落到GIS软件的应用上!



2 ArcGIS Pro中的传统功能
2.1 空间统计分析扩展
二维空间统计分析扩展为三维和时空统计分析
ArcGIS Pro中扩展了传统的仅用于空间分析的各类功能,将其扩展至时空统计分析和三维统计分析。


2.2 区位网络分析性能提升
基于交通网络的设施区位规划综合建模
交通设施规划、商业服务设施规划或其它公共服务设施的规划分析与评价,可通过位置分配模型完成,其中包括了数十个适用于协同关系、分配关系、竞争关系等分析的模型。而这些模型在Pro中性能得到极大提升。



3 ArcGIS Pro中的新兴技术

3.1 数据模型扩展

  • 时空立方体模型

时空立方体模型是随着时空大数据的兴起背景下,为了应对时空一体化的统计分析、可视化和时序问题而构建的时空数据挖掘与可视化工具集。


  • 多维栅格模型

多维栅格是相对于传统的二维栅格而言,在数据结构上与二维栅格类似,但由多层构成。每一层的属性可以是代表不同高度的高程,也可以是代表不同时间的时序,也可以是其它具有序列关系的类型变量或数值变量。


  • 时空体素模型

本质上,多维栅格只是在数据结构上属于多维,但在可视化方面并不是多维。但体素模型则同时在数据结构和可视化呈现上均属于多维,且分析和可视化性能非常高。更为重要的是:立方体结构、体素结构和多维栅格结构之间可以互相转换。


  • 时空立方体与时空体素对比

时空立方体模型和时空体素模型是为了量化分析和可视化时空大数据的两种GIS数据模型,两种模型的普及和软件化,标志着时空统计分析、时空建模和时空可视化的大众化应用进入一个新的阶段。如手机信令、车流数据都可以开展一些列的时空建模、分析与可视化。


  • 时空立方体的应用

基于数十年各类垃圾监测数据的时空演变模式分析及其可视化结果。


3.2 数据交互可视化

  • 常用的三维交互式可视化

三维交互可视化提供了面向城市建筑三维模型、时空立方体模型、时空体素模型、多维体素模型和其它三维场景的一整套交互式可视化工具。


3.3 交互式动态规划与评价模型

  • 区域与设施动态分析与规划模型

动态选址规划建模将在适宜性建模过程的每个阶段提供分析反馈,并允许在模型开发的每个阶段之间来回无缝移动。在流程某个阶段的改变可能会影响在另一阶段所做的决策,是空间规划的量化建模新模式。


3.4 动态规划与评价

  • 基于遗传算法的区域动态规划分析模型

如果要同时考虑资源配置的空间公平性、配置效率及其它多元属性约束和复合空间约束,基于遗传算法的区域增长模型可以有效地进行区域规划分析。


3.5 基于深度学习的对象和像素分类

  • 监督分类与非监督分类模型

新一代ArcGIS桌面平台中,不仅集成了tensorflow、Pytorch等近十种深度学习框架,以支持使用和扩展时空分析模型,而且还提供了丰富的深度学习模型,可以零代码训练模型、使用和共享模型。


3.6 复杂网络分析

  • 空间协同复杂网络

空间协同复杂网络实现了空间关系网络与逻辑关系网络的动态关联,对于网络本身或分析结果可以协同交互可视化,还提供了包括路径分析、邻域分析、聚类和中心性等数十个分析功能。


3.7 更加完善的可视化建模语言

  • 地理处理框架

基于地理处理框架的可视化建模语言,是ArcGIS的核心功能之一,也是领先其它GIS基础桌面平台的主要特色之一。在Pro中,进一步得以增强。


3.8 移动模式分析方法

  • 时空轨迹处理与分析方法

基于地理处理框架的可视化建模语言,是ArcGIS的核心功能之一,也是领先其它GIS基础桌面平台的主要特色之一。在Pro中,进一步得以增强。


  • 时空分析方法

基于地理处理框架的可视化建模语言,是ArcGIS的核心功能之一,也是领先其它GIS基础桌面平台的主要特色之一。在Pro中,进一步得以增强。



4 从传统GIS分析走向空间数据科学

新兴的空间数据科学平台

打通了传统数据科学家与空间数据科学家之间的通道

Pro无缝集成了用于python功能包管理的Conda、用于编写和运行脚本的Jupyter notebook、提供了桌面端与云端衔接的ArcGIS Python。与ArcGIS强大的地理处理框架相结合,将赋予Pro强大的空间数据科学平台能力。


基于Pro平台开发数据分析与可视化工具。


结合Arcpy Python, ArcGIS Python强大的空间数据处理与分析能力,充分利用Python的各种现有功能库,可以在Pro平台上构建各种满足科研和应用需要的分析工具和模型。


通过ArcGIS Pro强大的空间数据模型和空间分析功能本底库,以及与Python的集成,扩展开发各种数据分析功能。如下为时空同位流模式识别的功能开发案例。


为了帮助大家全面系统的学习以上内容及掌握新一代GIS桌面平台,城市数据派特别推出两大实战营,将是助你通向新一代大数据分析技术和GIS技术新世界大门的桥梁!欢迎报名参加学习!



课程分为基础班+高阶班

两大课程内容为进阶关系

从基础到高阶,
掌握新一代时空大数据分析技术!

 基础班课程介绍



 基础班适合你学习吗?

一方面,适合于零基础、想了解和使用新一代GIS平台新架构、新方法和新技术的时空大数据相关从业人员;另一方面,适合GIS基础较为薄弱但想参加高阶班的学员

尤其是需要用GIS技术解决科研问题、规划分析问题的从业者,可以通过此课程快速掌握前沿GIS理念、方法和技术,包括:
  • 新数据建模与数据处理技术

  • 新的可视化表达与制图技术

  • 新空间分析与地理建模技术

  • 任务链驱动的新工作流技术

  • 新一代空间数据科学大平台


基础班授课内容

课程总时长约14小时

授课内容中约60%以上为实操!



 基础班精华内容预览




























基础班2月13日报名截止!



 如何报名?

基础班2月13日报名截止!高阶班3月1日报名截止!如需了解课程费用及报名,请加小贝老师微信号咨询。为保证授课质量,采用小班教学模式,先到先得,招满即止。团购及在校学生报名还有优惠!加我微信咨询报名吧:




高阶班课程介绍

大数据、物联网和人工智能等技术既革新了城市的运行模式,又颠覆了城市研究的理论与方法。新时代的计算城市科学远不止传统的计量方法和GIS基本分析与制图方法。

如果说哪项分析技术能在未来发挥主导作用,GIS技术必有重要的一席之地,甚至是最重要的城市研究工具。然而,参与城市规划、旅游与交通大数据分析、商业规划乃至城市社会地理学等与空间数据科学工作相关的从业者,总是因为站在GIS的各种技术迷雾中迷失自我,可谓“不识庐山真面目,只缘身在此山中”。

究其原因,无非是没有从GIS技术体系的整体性出发,构建起自己的技术流和知识树,本质上是技术的断层高阶班将聚焦于GIS技术体系,重视技术的层次性,重点突出前沿高级分析技术的课程,能为你解决以上困惑。帮助你将时间和主要精力花费在核心的业务工作层面,而不至于总在技术层面的各种问题上来回打转。


 高阶班适合你学习吗?

课程主要从计算城市科学的GIS技术整体性出发,较为系统地介绍了相关的理论、方法、技术和应用,并重点介绍了近年来高级空间数据模型、空间分析方法和空间可视化技术,以及涉及这些方法的新应用。城市规划、商业规划、社会计算、城市研究、旅游大数据研究、交通大数据研究和应用的相关的从业者可学习此课程。



 两大课程有什么特色?


 特色1:
【基础班】聚焦于新理念、新平台、新框架、新方法和新技术,兼顾传统功能的迁移与增强,既是基础性的功能又具备前沿性的技术。全程全部功能用新一代GIS平台讲解。

 特色2:
【高阶班】提供了系统性的面向城市研究与应用分析的GIS技术体系。这包括:1) 认识论层面的基本理论与空间思维;2) 方法论和技术流层面的城市大数据获取、处理、分析建模与可视化方法体系;3) 实践层面的应用分析案例。

 特色3:
【高阶班】包含了面向计算城市科学的GIS新方法、新技术和新应用。例如空间复杂网络分析模型、空间语义网络分析模型、动态区域规划模型、交互式空间选址模型等新GIS分析模型及其所扩展而衍生的各种新城市应用场景。

 特色4:
【基础班】和【高阶班】整体课程实现了横向突出重点、纵向由浅入深的技术体系的构建,能够达到构建个人在计算城市科学的GIS技术层面由点到线、再到面的技能树,并构建起具有系统性和整体性的个人知识树。

 特色5:
【基础班】和【高阶班】提供了进阶式的课程组织。【基础班】作为基础课程,主要是新一代GIS分析平台操作模式、新功能和新技术的介绍;【高阶班】作为核心课程,是整个技术体系及高级新技术、新方法和新应用的系统性介绍。


 两大课程的授课老师是谁?

张海平 博士

城市数据派兼职高级数据分析师。博士毕业于南京师范大学地图学与地理信息系统专业,主要从事地理信息科学理论与方法研究,重点关注地理信息机理,地理时空过程建模和模拟,地理分区与区域综合,时空大数据分析与可视化。


他在Geographical analysis, GIS&RS, Transactions in GIS, Applied geography、地理学报、地理研究、地理与地理信息科学等国内外期刊发表SSCI、SCI、CSSCI和CSCD论文30余篇。主持国家青年基金项目、江苏省博后基金等项目,参与国家重点研发、自然科学基金重点/面上5项。主持完成或在研GIS系统研发、模型构建等横向项目10余项,参与各类实践项目十几项。获得“全国十大城市数据师个人贡献奖”、“高校GIS新秀奖”、“ESRI开发大赛优秀指导老师奖”等多个全国性奖项,参与并以作者身份编写GIS原理和GIS技术类教材2部。


精通互联网数据获取、GIS二次开发、地理信息分析与建模、地理可视化等相关核心技术。主要承担或协助开发完成多个应用系统,具有丰富的数据处理、空间数据建模与分析、时空数据可视化和软件开发经验。


目前,领衔开发了一整套面向空间区域、网络、时序、时空域和空间序列的地理分区与区域综合模型体系与工具集;主持构建了面向宏观、中观、微观和多粒度的社会地理过程动态模拟模型集。他在GIS的理论与方法研究,人文地理与城乡规划的应用创新与实践中持续耕耘,为地理空间思维科普与地理信息技术推广做出了贡献。




 高阶班授课内容

课程总时长约36小时

授课内容中约60%以上为实操!



 高阶班精华内容预览











































高阶班3月1日报名截止!



 学习模式及其他说明


1 课程视频是直播还是录播?

答:课程视频是录播的,课程视频有效期为5年,在有效期内可以无限次反复观看。开营讲座是腾讯会议直播模式,并提供回看视频。答疑是腾讯会议直播模式,答疑直播没有回看。


2 课程录播视频如何观看?

答:我们将提供课程录播视频包给学员,仅限电脑端64位Windows 10或11 系统播放且需要我们提供的学员个人专属授权码,不支持手机或平板观看,不支持分屛观看,课程视频最多支持绑定2台电脑。如果您是Mac苹果系统,则需要电脑上安装虚拟Windows 10或11 系统。


3 如何和老师交流沟通?答疑服务期有多久?

答:课程设置了多次直播交流答疑,并且建有学员微信群,可以和张海平老师沟通,答疑服务期为开课后的1年内有效。


4 课程有哪些配套材料?

答:除了课程视频外,课程配套资料还有课件包、软件安装包、练习数据代码包等体系化的配套材料。


5 是否提供学习证书?

答:课程结束后,将会提供盖章的电子版结业证书给每位学员。


6 能否开具发票?开票有效期是多久?

答:待课程正式开课后,将提供正规增值税电子普票,客服会在开课后联系学员确认,开票有效期仅限开课后的3个月内。

答:


 如何报名?

基础班2月13日报名截止!高阶班3月1日报名截止!如需了解课程费用及报名,请加小贝老师微信号咨询。为保证授课质量,采用小班教学模式,先到先得,招满即止。团购及在校学生报名还有优惠!加我微信咨询报名吧:




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