学生画像生成系统的设计与实现
这是一篇关于学生画像,数据挖掘,机器学习,可视化技术的论文, 主要内容为近年来,教育信息化得到了快速发展。为了有效监测学生的学习成长并为学生推荐适合的学习内容,教育数据挖掘逐渐兴起。其中,学生画像作为教育数据挖掘的关键组成部分,在教育领域的应用中占据了重要的地位。本文对学生画像模型的构建和生成进行了深入研究,发现当前阶段的学生画像研究存在以下问题:计算机领域专家主要从认知层面对画像进行研究,比如做知识点推荐、成绩预测,缺少对学生画像的深层次研究;教育领域专家虽然提出了有深度的学生画像,但局限于理论,缺少技术实现。因此本文结合两个领域知识,提出了一个全面、多维度的学生画像模型,它不仅仅可以展示学生素养的多样性,还可以解释学生的学业表现。同时,本文通过机器学习算法生成画像各个维度的数据,并将画像数据可视化于系统中,使教师能够直观地查看学生画像,更好地了解学生的学习状况。本文主要工作如下:1.创新性地设计了数据集。本文针对教育数据杂乱的问题,使用了打标签的方式处理高中数学课程的知识点和题目数据;然后,将标签导入做题平台,采集学生各类信息来得到基本属性,并结合题目标签构建复杂属性;最后,将数据进行处理和清洗,为画像生成做铺垫。2.基于教育学理论构建学生画像。本文针对计算机科学中构建画像深度不够的问题,基于教育学构建了一个全面、深层次的画像。画像包括十个维度,用“成绩维度”来衡量学生的学业表现,用“数学建模及抽象、数学运算、逻辑推理、专注度、创造性、学习态度、抗压能力、情绪表达、自信程度”九个核心素养维度来表示学生学习和成长的关键特征,同时解释学生成绩。3.基于Boruta-PSO-XGBoost模型预测学生成绩维度。首先使用Boruta算法对特征进行选择,一方面是为了筛选出重要特征,另一方面可以验证复杂属性的合理性;然后使用PSO-XGBoost算法对成绩维度进行预测,与不同的模型做对比实验和消融实验。本文提出的模型在精准率、召回率和F1值上优于传统机器学习模型。4.基于混合神经网络模型预测学生核心素养维度。为了提高核心素养预测的准确率,本文使用FNN网络处理静态数据,使用CNN-LSTM网络处理动态数据,两者融合生成混合神经网络模型。本文提出的模型在精准率、召回率、F1值和准确率上优于基本深度学习模型。5.设计与实现学生画像生成系统。本文将系统分为信息录入模块、画像生成模块、前端展示模块。在系统开发过程中,采用Spring Boot框架构建并实现各项功能;为确保系统各项性能满足需求,对系统进行了功能测试和非功能测试,从而提供一个高质量且稳定的用户体验。
“政务一网通”大数据平台研究与实现
这是一篇关于数据共享交换,政务大数据,可视化技术的论文, 主要内容为随着社会发展和生活水平提高,当前群众政务服务呈现诉求多样化、服务个性化、方式便利化的新形势。政府部门也因此成为最大的信息数据生产、收集、使用和发布单位。然而,大量的数据信息由于跨部门共享机制不健全、政策制度滞后等原因无法得到充分的利用,造成了“不愿共享”、“不敢共享”、“不会共享”等问题的发生,严重影响了数据资源共享应用的整体效能。尽管在政府服务平台的研究和开发这条道路上已经有很多先行者,但是系统还存在着网上网下的双规运行、数据孤岛严重、没有统一的一个技术标准以及网上审批流程不够透明等等诸多问题,结合以上问题,在本课题的设计和实践过程中,都始终围绕前台程序和后台数据进行,来整理分析整合各类政务服务事项以及办理业务等信息,经过仔细分析后,采用B/S架构和MVC设计模式,以及大数据、CSS、AJAX和j Query等主要的开发技术,通过办事窗口、网络大厅,自助终端机、电脑移动客户端等多种形式,结合第三方的平台,来为自然人和法人提供一站式的政务服务。同时,为强力打造政务一网通功能,本文的研究以实现政府为群众和企业办理行政审批事项和公共服务事项时的“0跑腿”为目标。本文研究的平台已基本达到把各项工作变得更加简洁,让执法监督工作可以一次性解决,对于公众的咨询投诉一个号码即可办理所有业务,加强公共工作效率,减少重复资源浪费,继续改善营商环境,使群众和企业的获得感得到增强。因此,本“政务一网通”大数据平台具有一定的现实意义和应用价值。
北斗高精度数据可视化平台的组件化设计与实现
这是一篇关于北斗高精度数据,可视化技术,组件化技术,组件拖拽的论文, 主要内容为随着全球卫星导航精密定位技术、数据存储技术及物联网等技术的高速发展,形变监测、地质勘查救援等多个领域的北斗高精度定位数据规模也呈现指数型增长,这导致数据分析,信息提取变得更加困难,而数据可视化技术的应用对于以上问题具有重要意义。数据可视化技术在当今数据时代有着重要应用,该技术旨在用科学的可视化界面对数据进行多种形式的展现,目前国内外的可视化组件设计平台如data V、Tableau等都存在一定的开发门槛,同时这些平台均针对通用型场景下的数据可视化,在一些特定场景下的应用具有局限性,不仅如此,使用这些商业级可视化平台通常伴随着较为昂贵的费用。针对上述问题,本文重点研究了当前数据可视化、组件化技术的发展状况,对常见的几种可视化工具和可视化分析方法进行了分析,设计开发出一款北斗高精度数据可视化组件平台,以便于契合北斗高精度数据产生快、数据量大、时效性强等特点。平台主要从“空间维P”、“时间维T”、“动态性N”等多个方面展示不同场景下的北斗高精度数据,力求挖掘数据背后的价值,帮助用户做出正确的决策。平台主要特点如下:(1)平台的整体架构分为四层,层与层之间通过定义好的数据协议通信。表现层实现交互功能和可视化图表展示;应用服务层实现图表的探索式选择;数据转换层实现数据源的处理和转换;数据层实现本地文件、后台接口的导入。这种设计可以提高系统的灵活性以及可调试性,实现了高内聚低耦合,避免了数据流操作与用户操作混合造成的多种问题。(2)平台支持多种数据源导入,同时包含数据预处理、组件选择、可视化属性配置、交互方式选择、线上开发,线上预览等多种功能。通过本平台可以快速找到适合的图表用以展示北斗高精度数据,显著缩短用户交付产品的周期。同时页面区域划分明显,降低用户的认知难度和操作成本,在交互及用户体验上有所提升。(3)平台具有简便灵活的拖拽式界面使用方式。用户接入自定义的数据源后通过拖拽形式绘制图表组件,平台通过调用保存接口将画布信息和组件配置信存储到数据库表中,并返回相应的配置数据id。用户可以在业务界面通过地址参数携带数据库表id来查看可视化页面。目前,本平台已经成功应用到两个项目中,经实际应用和测试,平台的功能和性能基本满足开发需要。
“政务一网通”大数据平台研究与实现
这是一篇关于数据共享交换,政务大数据,可视化技术的论文, 主要内容为随着社会发展和生活水平提高,当前群众政务服务呈现诉求多样化、服务个性化、方式便利化的新形势。政府部门也因此成为最大的信息数据生产、收集、使用和发布单位。然而,大量的数据信息由于跨部门共享机制不健全、政策制度滞后等原因无法得到充分的利用,造成了“不愿共享”、“不敢共享”、“不会共享”等问题的发生,严重影响了数据资源共享应用的整体效能。尽管在政府服务平台的研究和开发这条道路上已经有很多先行者,但是系统还存在着网上网下的双规运行、数据孤岛严重、没有统一的一个技术标准以及网上审批流程不够透明等等诸多问题,结合以上问题,在本课题的设计和实践过程中,都始终围绕前台程序和后台数据进行,来整理分析整合各类政务服务事项以及办理业务等信息,经过仔细分析后,采用B/S架构和MVC设计模式,以及大数据、CSS、AJAX和j Query等主要的开发技术,通过办事窗口、网络大厅,自助终端机、电脑移动客户端等多种形式,结合第三方的平台,来为自然人和法人提供一站式的政务服务。同时,为强力打造政务一网通功能,本文的研究以实现政府为群众和企业办理行政审批事项和公共服务事项时的“0跑腿”为目标。本文研究的平台已基本达到把各项工作变得更加简洁,让执法监督工作可以一次性解决,对于公众的咨询投诉一个号码即可办理所有业务,加强公共工作效率,减少重复资源浪费,继续改善营商环境,使群众和企业的获得感得到增强。因此,本“政务一网通”大数据平台具有一定的现实意义和应用价值。
面向影视动画制作流程的三维数据视频生成方法研究
这是一篇关于可视化技术,三维数据视频,影视动画制作流程,Maya的论文, 主要内容为随着大数据、流媒体时代的到来,数据视频作为一种叙事可视化在新闻、新媒体、教育、经济、刑侦、影视等领域被广泛使用。常见的数据视频制作方式有使用影视工具、特定工具、编程代码制作等方式,但始终缺乏高效有力的制作工具,目前制作一部精良的数据视频仍需要花费大量时间和财力物力。影视作品在画面表现力上比常规视频更高,本文把影视动画制作流程作为方法论引入到数据视频的创作中。对创作者来说,一定程度上降低了数据视频的创作门槛,提高数据视频的艺术水准;对观众来说,可以增强其对数据视频的视觉感知、认知效率,有利于更加深入挖掘数据信息。本研究以数据可视化设计理论为导向、以三维影视动画制作流程为切入点、以数据视频生成方法为研究对象、以数据视频工具的开发及实例制作为检验方法,系统研究了面向影视动画制作流程的三维数据视频生成方法。研究将理论研究、实践操作与实例验证相结合,本研究的成果可以为数据视频创作提供新的方法指导。本文主要研究内容及创新点如下:(1)阐述数据视频的定义、应用领域、创作方式以及创作过程中出现的问题;针对这些问题,从传统的数据可视化设计原则分析数据视频创作需要遵循的要点,并从理论层面上对Tableau数据可视化平台的可视化设计方法及设计流程进行分析,为后续数据视频创新理论的提出和工具开发奠定理论基础;(2)从传统的数据可视化设计原理引申出三维动态数据可视化创作过程中需要注意的问题,并以三维影视动画制作流程为切入点,分析将三维数据视频制作与影视动画制作相结合的优势,最终设计出一套面向影视动画制作流程的三维数据视频生成的系统设计方案;(3)根据该系统设计方案,在影视动画软件Autodesk Maya中结合传统数据可视化制作方法以及影视制作相关理论,围绕“数据预处理——图表生成(建模)——图表风格化处理(渲染)——动画制作——导出”的操作逻辑开发一款数据视频工具;(4)通过制作静态图表案例、数据新闻案例、艺术化图表等多种类型案例由简入深最终证明理论和工具的创新性与可行性,以及面向影视动画制作流程的三维数据视频自动生成方法的优势,最后根据案例分析与专家反馈对整一套流程做出总结。将影视动画制作流程引入到三维数据视频的制作中具有一定的创新性,结合了数据可视化自动生成的便捷性与影视动画制作的精致性等优点,为解决数据视频创作过程繁琐、画面简单等问题提供了有效的解决思路。在文章的实践部分通过在影视动画制作软件Maya中开发数据视频自动生成工具GDVIS为理论提供实践支撑,文章后面的案例制作部分也证实了面向影视制作流程的三维数据视频生成方法在实际制作过程中的高效的操作流程与精美的生成效果。当然,本课题中数据视频工具GDVIS在功能全面性与程序稳健性上还有待提高,后面上线后会根据用户反馈不断对工具进行更新,在优化工具的过程中不断补充丰富面向影视动画制作流程的三维数据视频生成方法论。也希望该理论的提出可以拓宽数据视频领域的研究思路,工具的开发能真正意义上为数据视频的创作提供便利。
“政务一网通”大数据平台研究与实现
这是一篇关于数据共享交换,政务大数据,可视化技术的论文, 主要内容为随着社会发展和生活水平提高,当前群众政务服务呈现诉求多样化、服务个性化、方式便利化的新形势。政府部门也因此成为最大的信息数据生产、收集、使用和发布单位。然而,大量的数据信息由于跨部门共享机制不健全、政策制度滞后等原因无法得到充分的利用,造成了“不愿共享”、“不敢共享”、“不会共享”等问题的发生,严重影响了数据资源共享应用的整体效能。尽管在政府服务平台的研究和开发这条道路上已经有很多先行者,但是系统还存在着网上网下的双规运行、数据孤岛严重、没有统一的一个技术标准以及网上审批流程不够透明等等诸多问题,结合以上问题,在本课题的设计和实践过程中,都始终围绕前台程序和后台数据进行,来整理分析整合各类政务服务事项以及办理业务等信息,经过仔细分析后,采用B/S架构和MVC设计模式,以及大数据、CSS、AJAX和j Query等主要的开发技术,通过办事窗口、网络大厅,自助终端机、电脑移动客户端等多种形式,结合第三方的平台,来为自然人和法人提供一站式的政务服务。同时,为强力打造政务一网通功能,本文的研究以实现政府为群众和企业办理行政审批事项和公共服务事项时的“0跑腿”为目标。本文研究的平台已基本达到把各项工作变得更加简洁,让执法监督工作可以一次性解决,对于公众的咨询投诉一个号码即可办理所有业务,加强公共工作效率,减少重复资源浪费,继续改善营商环境,使群众和企业的获得感得到增强。因此,本“政务一网通”大数据平台具有一定的现实意义和应用价值。
“政务一网通”大数据平台研究与实现
这是一篇关于数据共享交换,政务大数据,可视化技术的论文, 主要内容为随着社会发展和生活水平提高,当前群众政务服务呈现诉求多样化、服务个性化、方式便利化的新形势。政府部门也因此成为最大的信息数据生产、收集、使用和发布单位。然而,大量的数据信息由于跨部门共享机制不健全、政策制度滞后等原因无法得到充分的利用,造成了“不愿共享”、“不敢共享”、“不会共享”等问题的发生,严重影响了数据资源共享应用的整体效能。尽管在政府服务平台的研究和开发这条道路上已经有很多先行者,但是系统还存在着网上网下的双规运行、数据孤岛严重、没有统一的一个技术标准以及网上审批流程不够透明等等诸多问题,结合以上问题,在本课题的设计和实践过程中,都始终围绕前台程序和后台数据进行,来整理分析整合各类政务服务事项以及办理业务等信息,经过仔细分析后,采用B/S架构和MVC设计模式,以及大数据、CSS、AJAX和j Query等主要的开发技术,通过办事窗口、网络大厅,自助终端机、电脑移动客户端等多种形式,结合第三方的平台,来为自然人和法人提供一站式的政务服务。同时,为强力打造政务一网通功能,本文的研究以实现政府为群众和企业办理行政审批事项和公共服务事项时的“0跑腿”为目标。本文研究的平台已基本达到把各项工作变得更加简洁,让执法监督工作可以一次性解决,对于公众的咨询投诉一个号码即可办理所有业务,加强公共工作效率,减少重复资源浪费,继续改善营商环境,使群众和企业的获得感得到增强。因此,本“政务一网通”大数据平台具有一定的现实意义和应用价值。
基于数据结构的知识图谱构建及其可视化应用的研究
这是一篇关于知识图谱,知识迷航,数据结构,可视化技术的论文, 主要内容为随着网络教育的迅速发展,网络学习资源需求量越来越大,其数量也呈爆发式增长。然而形式多样的学习资源在学习中存在着碎片化、知识不连贯的问题,导致了学习者的“知识迷航”。因此面对冗杂的网络学习资源,如何在短时间内明确学习方向,将知识点间的关联性展示出来,使学习者提高学习效率以及更全面地掌握专业知识是当下网络教育面临的急需解决的问题。随着近年来人们对知识图谱及其可视化研究的不断深入,将知识图谱应用于网络学习之中,通过关联知识之间的语义关系,能够有效地对知识资源进行梳理和总结,将知识结构以可视化的形式呈现给学习者,帮助学习者进行知识的组织。专业学科领域知识往往难度大、知识结构复杂,学习者在知识获取和学习的过程中会遇到许多困难。本文针对《数据结构》课程,利用知识图谱构建技术以及可视化技术将《数据结构》课程的知识结构简明、清晰地呈现给学习者。本文的主要研究内容包括使用网络爬虫技术实现对课程相关知识数据的收集以及清洗,使用知识图谱构建技术将收集到的数据生成“实体-关系-实体”三元组,并利用图数据库存储三元组,通过Django交互技术实现前后端的融合,并设计了层级递进模式的前端界面,将多级结构、高度交叉的数据结构知识内容合理简洁的呈现给学习者,降低了学习者的视觉负担,缓解知识迷航。改善了现有可视化技术在多层级,多知识点交叉的知识呈现方面存在的空间利用率低,视觉效果不清晰的不足之处。
慕课平台上基于知识图谱的学习路径规划
这是一篇关于edX慕课平台,知识图谱,学习路径,Neo4j,可视化技术的论文, 主要内容为“慕课”作为一种新的教育模式,不断地冲击着传统教育理念,并在现代教育中发挥着重要的作用。随着慕课平台的不断推进,慕课平台上海量的学习资源为学习者在线学习提供了资源保障,但是仍存在学习资源缺乏管理、资源的知识结构难以实现更符合实际情况的网状知识结构、对学习者的学习缺乏指引、学习情况缺乏反馈等问题。并且,各个学习者的学习起点与目标不尽相同,因此,需要为学习者在线学习提供与其知识掌握程度相匹配、以最终实现其学习目标为目的的路径规划,所以,慕课平台上基于知识图谱的学习路径规划成为本文的研究课题。慕课平台上基于知识图谱的学习路径规划分为课程间的学习路径规划与课程内的学习路径规划。课程间的学习路径规划重点关注知识图谱中“课程”实体间的“先修课程”关系,以此为基础来规划课程的修习顺序,与此同时,引入RippleNet算法,为学习者提供专业且个性化的学习路径规划;课程内的学习路径规划分三步:首先根据相关的课程教材中知识点间的依赖关系和专家经验为课程构建知识点知识图谱,然后将构建的知识点知识图谱与慕课平台上已有的课程视频、习题等学习资源做链接,为学习者规划课程内的学习路径,最后结合与知识点实体相对应的习题的答题情况,判断学习者对知识点的掌握程度,并提出学习路径更新意见。本文研究探讨了 edX平台体系框架与扩展方式,分析了 edX平台重要组件以及如何配置PyCharm对edX平台进行开发,最终选择通过添加XBlocks块的方式对edX平台进行拓展;研究知识图谱技术,通过专家法与参照法相结合的混合法设计知识图谱模型,并选择Neo4j图数据库作为知识图谱的知识存储介质;研究可视化技术,通过探讨了 Neo4j图形可视化工具,选择Echarts作为Neo4j的可视化工具,最终在慕课平台上可视化的实现知识点查找、展示,并针对学习者的学习情况给出学习反馈与更新后的学习路径;在通过设计好的知识图谱进行学习路径规划时,引入RippleNet算法丰富课程间的学习路径规划中课程的多样性。为学习者提供专业的学习路径规划,提升在线学习的学习效率。
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