2022年4月颁布修订的义务教育地理课程标准，以全新的面貌展现在广大地理教师面前。“数据可视化图”作为新词语出现在课程标准的教学提示、教学建议、教材编写建议和教学资源开发与利用等内容，总共有5处。正确认识和理解“数据可视化图”的含义和类型，有助于广大地理教师更好地运用“数据可视化图”开展教学，更好地落实新课标要求。
一、“数据可视化”的含义、基本思想与起源
数据可视化（Data Visualization）是一种以某种概要形式抽提出来的信息，通过表达和建模等途径，对数据进行可视化解释，用图形和动画显示出来。它旨在借助于图形化手段，清晰有效地传达与沟通信息，按照表达形式可分为可视化图形和可视化动画。它主要用于研究、教学和开发领域，在地理教学中属于直观教学和信息化教学范畴，通过将数据转换为图形或者动图，便于师生发现数据中的特征和规律，从而帮助学生理解地理概念、原理和规律等内容。
数据可视化技术的基本思想，是将数据库中每一个数据项作为单个图元元素表示，大量的数据集构成数据图像，同时将数据的各个属性值以多维数据的形式表示出来，让使用者可以从不同的维度观察数据，从而对数据进行更深入的观察和分析。
数据可视化领域的起源，可以追溯到二十世纪50年代计算机图形学的早期。当时，人们利用计算机创建出了首批图形图表。1987年，由美国计算机科学家布鲁斯·麦考梅克、托马斯·德房蒂和玛克辛·布朗所编写的美国国家科学基金会报告《Visualization in Scientific Computing》（意为“科学计算之中的可视化”） ，对于这一领域产生了极大的促进作用。
二、“数据可视化图”的类型及特点
数据可视化图是用于直观展示各种数据特征的图形、动画等，使数据更加客观、更具说服力。除了传统的折线图、柱状图、饼状图等常见图形，还有散点图、玫瑰图、面积图、热力图、飞线图、瀑布图、适时数字图等，这些种类繁多的图形能满足不同的教学展示和过程分析需求。
（一）折线图
折线图是用直线将各数据点连接起来而组成的图形，以折线方式显示数据的变化趋势。折线图可以显示随时间（根据常用比例设置）而变化的连续数据，适用于显示在相等时间间隔下数据的趋势。在折线图中，类别数据沿水平轴均匀分布，所有值数据沿垂直轴均匀分布。如图1所示。
图1 折线图
（二）柱形图
柱形图，又称长条图、柱状统计图、条图、条状图、棒形图，是一种以长方形的长度为变量的统计图表。长条图用来比较两个或两个以上的数值（不同时间或者不同条件），只有一个变量，通常利用于较小的数据集分析。长条图亦可横向排列，或用多维方式表达。如图2所示。
图2 柱形图
（三）饼状图
饼状图显示一个数据系列中各项的大小与各项总和的比例。数据系列是在图表中绘制的相关数据点，这些数据源自数据表的行或列。图表中的每个数据系列具有唯一的颜色或图案并且在图表的图例中表示。饼状图通常只有一个数据系列。如图3所示。
图3 饼状图
（四）散点图
散点图表示因变量随自变量而变化的大致趋势，据此可以选择合适的函数对数据点进行拟合。散点图将序列显示为一组点，点在图表中的位置表示对应的值。散点图主要用于数据的回归分析，通过考察坐标点的分布，判断两变量之间是否存在某种关联或总结坐标点的分布模式，通常用于比较跨类别的聚合数据。如图4所示。
图4 散点图
（五）玫瑰图
玫瑰图是一种2维极坐标统计图，以动径和动径角表示制图对象按方位、时间或多项指标的统计数据，有很好的直观效果。常用于表示气象、气候现象如测站的风向频率等。玫瑰图又名鸡冠花图、极坐标区域图，是极坐标化的柱图，可以将其理解为披着饼图外皮的柱状图。其制作原理是将极坐标平面分为若干等角区域，再依据数据大小不同，把相应的等角区域进行填充。玫瑰图不强调各部分数据的占比，而更强调数据大小的对比。如图5所示。
图5 玫瑰图
（六）面积图
面积图又称区域图，强调数量随时间而变化的程度，也可用于引起人们对总值趋势的注意。堆积面积图和百分比堆积面积图还可以显示部分与整体的关系。面积图比折线图看起来更加美观，不仅可以表示数量的多少，而且可以反映同一事物在不同时间里的发展变化的情况，能够突出每个系别所占据的面积，把握整体趋势。如图6所示。
图6 面积图
（七）热力图
热力图（也叫气泡图），是一种通过对色块着色来显示数据的统计图表，大致等同于我们常说的密度图。热力图的原理即是以特殊高亮的形式显示访客热衷的页面区域和访客所在的地理区域的图示，热力图可以显示不可点击区域发生的事情。热力图同时还能告诉你，页面的哪些部分吸引了大多数访客的注意。绘图时，需指定颜色映射的规则。例如，较大的值由较深的颜色表示，较小的值由较浅的颜色表示；较大的值由偏暖的颜色表示，较小的值由较冷的颜色表示，等等。如图7所示。
图7 气泡图
（八）飞线图
飞线图以一个地图轮廓为背景，用动态的飞线反映两地域或多地域间的数据关系，多用于空间分布的数据展示，适合带有地理位置信息的数据集展现，展现的通常是以某个地区为单位的汇总的连续信息等。例如人群迁徙、人口流动、OD出行、职住分析、客流来源等众多场景都需要用到飞线效果呈现。如图8所示。
图8 飞线图
（九）瀑布图
瀑布图采用绝对值与相对值结合的方式，表达多个特定数值之间的数量变化关系。通过显示减量和增量对总量的贡献来显示结果累积的过程，具体表现在各个点处在设定轴的下方或上方，有助于理解总体累积效应的正值或负值。瀑布图通过巧妙的设置，使图表中数据的排列形状（称为浮动列）看似瀑布悬空，从而反映数据在不同时期或受不同因素影响的程度及结果，可以直观反映出数据的增减变化。如图9所示。
图9 瀑布图
（十）实时数字图
实时数字图（又称号码表）显示数据随时间的变化速度和趋势，能够提供对数据的立即概览。实时数字图有助于解决数据分析的速度跟不上数据更新速度、数据分析得出的结论无法真正反应生产一线实际情况的问题，有助于根据产量发展趋势及时发现生产问题。它可以用各种图形的实时变化来进行动态展示。如图10所示。
图10 适时数字图
以上十类数据可视化图中，与原有的地图（图形）教学相比，比较新颖的是后四种。热力图可用于呈现非均质地理事物的分布，如某时段全国景区游客分布图，包括景区客流规模和变化速度等。飞线图可用于呈现具有方向的动态地理事物分布，如某时段全国交通运输量的分布和变化，包括运输的方向和规模等。瀑布图可用于呈现与基准值相比较的地理事物的增减变化，如全国能源结构的变化、人口出生率（死亡率、自然增长率、迁入率、迁出率等）的变化等。实时数字图可用于呈现地理事物数量的变化速度，如人口、经济等增长速度的变化。
同样与原有的地图（图形）教学相比，“数据可视化图”的最大优势是动图的呈现，即把原来的静态、单独的图片用动态形式呈现出来，让学生能够直观认识两幅相关图形的变化过程，从地理过程的角度认识地理事物的变化和发展规律。例如，不同时期区域聚落分布的变化，原有的地图教学只能呈现先后两个时期的聚落分布，属于单独的两幅图片。如果运用动图的形式，就可以让学生看出该区域在该时间段内的聚落分布变化过程，进而更好地开展分析影响聚落分布变化的原因及其影响等内容的教学。（未完待续）