[发明专利]一种学生评测数据画像的地图可视化方法及系统

权利要求书

1.一种学生评测数据画像的地图可视化方法，其特征在于，包括如下步骤：

定义学生评测数据画像的主题统计空间组织模型，通过区块化、层次化以及评价主题采集学生评测画像各类校园活动数据，进行归一化处理，形成标准数据集；所述的学生评测数据画像的主题统计空间组织模型，将画像空间模型定义为V_indic＝{X_i|i∈N},X_i＝f(P_i，S_i),其中V_indic表示画像空间，N为自然数，该画像空间包含多个指标域X_i，按需可增减，每个指标域又包含多个子指标域，各类指标域又包含该指标占比大小P_i和该指标评分S_i变量，其中各类指标占比大小之和为1，表示为

定义评测数据画像的地图空间模型及其表达方法，根据评测主题，利用地图空间中特有的点、线、面、图层组织与图元可视化元素，构建画像的地图空间表达；所述的构建评测数据画像的地图空间模型，将地图空间模型定义为V_map＝{L_i|i∈N}，L_i＝f(S_i,W_i,P_i),其中V_map表示地图空间，N为自然数，L_i为图层，按需可增减，S_i为点，W_i为线，P_i为面，如上述公式，地图空间由多个图层构成，图层又包含点、线、面这些可视元素，利用这些可视元素个性化展示学生画像；

建立评测数据画像的主题统计空间组织模型与地图空间模型的映射规则，根据指标类型、指标占比这些关键因素为画像空间定制地图空间，将采集到的画像空间数据转化为具有多维、时空、层次特点的地图空间数据，用地图空间可视元素展现画像评价指标，指标类型包括思想政治、专业学习和日常生活；

个性化评测数据画像的地图可视化与析表达，通过图层操作分析提取学生个体、群体特征信息，生成各类别的学生画像，可视化学生日常行为，分析学生日常行为特点，辅助家长和/或教师监督其学习过程，

个性化画像表达，利用图层分析提取学生个体、群体特征信息，不同图层代表不同学生个体或群体，利用图层颜色这些可视化要素,结合图层的合、并、差操作实现对画像信息的显出展示，为观测者提供学生个体及群体直观且精确的描述，从而进行有针对性的干预和指导，具体为：

构建图层颜色与指标评分的对应关系，图层颜色采用RGB色彩模式,实现对分值的显出展示，两取值区间的对应关系表示为：

其中x为某学生在某子指标下的评分，max(x)为分值取值区间的最大值，min(x)为分值取值区间最小值；X’为该子指标区域所取的RGB色彩值，取值形式可为单色(X’,0，0)，双色(X’,X’,0)或三色(X’,X’,X’)；

利用图层颜色,实现对分值的显出展示，借助地图图层的合、并、差这些方法操作图层颜色，筛选关键信息数据，个性化展示学生画像，图像的特点是每个像素在计算机看来都是一个数字取值，对颜色值进行一定的数学运算，将得到不同的叠加效果；借助QGIS的混合模式按需生成不同的叠加效果，继而生成个体画像、群体画像和个体差异画像，研究学习者的个体行为与群体特征；

生成个体画像的方法，地图空间包含两类图层:基础图层和叠加图层，其中基础图层用于初始化当前地图各种基础参数，包括基础颜色和边界信息，叠加图层代表学生画像，简称画像图层，根据采集到的数据对基础图层各个子分区进行点亮或变暗操作构建画像图层；点亮操作定义为：C＝MAX(A,B),(BA)，变暗操作定义为:C＝MIN(A,B),(BA)，其中A定义为基础图层的颜色值,B定义为点亮操作的颜色值，C定义为画像图层的颜色值，具体操作为：利用采集到的数据对该学生的各项指标进行评分，采用上述操作定义公式根据分值比重对最小单位指标子区域进行点亮或变暗操作，按照颜色与分值对应公式求出颜色值B，根据B和A的取值求出该区域颜色值C,对该画像图层区域进行点亮和变暗操作操作，按照此种方法对该生的每个指标区域进行着色操作，生成个体画像图层；

利用图层融合生成群体画像，具体操作为借助QGIS混合模式下的“添加”实现，将叠加的两个图层颜色值简单相加，该模式特别适合于高亮显示要素，操作公式定义为C1＝A1+B1,其中A1定义为下面图层的颜色值，B1定义为上面图层的颜色值，C1定义为上下融合图层的颜色值，根据学生1的某区域指标分值，求出对应颜色值为A1，根据学生2同区域指标分值，求出对应区域颜色值为B1，上述按照操作公式C1＝A1+B1求出融合图层下该区域的颜色值C1，按照此方法得到学生1和学生2在该区域下的融合图层后，将融合图层的颜色值与学生3按照相同方法进行融合操作，以此类推，得到整个学生群体在该指标区域下的融合图层，进一步地，得到各个指标区域的群体融合图层，区域颜色深浅代表群体在某指标区域的表现高低，对区域图层进行并操作得到群体画像图层；

图层差操作能反应不同学生个体行为表现差异，具体操作为借助QGIS混合模式下的“差值”实现，对两个不同画像图层的各个指标区域进行差值操作，差值操作定义为：C2＝|A2-B2|,其中A2定义为下面图层的颜色值，B2定义为上面图层的颜色值，C2定义为上下差值图层的颜色值，根据学生1的某指标分值，求出对应区域颜色值为A2，根据学生2的某指标分值，求出对应区域颜色值为B2，对两图层进行差值操作，得到区域颜色C2，对每个区域都进行差值操作，得到学生1与学生2的差值画像图层，该差值图层所呈现的区域颜色深浅反应两学生在各指标下的分值差异高低，进而反应个体行为表现差异程度。