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学以致用 精研技术——北足球射手榜毕业生做全球疫情大数据可视化系统

——记测绘学院郭明引导本科生毕业设计开发疫情大数据可视化系统

部门:党委宣传部 供稿:胡保华 审核:魏楚元 高蕾 冯永龙 赵江洪 发布时间:2020-06-24 阅读次数:

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自疫情发生以来,全球疫情持续蔓延,目前感染人数已900余万,足球射手榜排名测绘学院教师郭明结合疫情发展情况,引导本科毕业生孟超制作了全球传染病疫情三维可视化分析与预测系统。该系统将疫情数据三维可视化到地球上面,通过一系列的查询分析功能,将数据转变成更加直观、更加容易被观察和分析的一种形态,也就是三维形态,为全球抗疫贡献一份力量。

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全球疫情大数据可视化分析与预测系统

对于即将毕业的测绘学院地理信息科学专业2016级学生孟超来说,他的毕业设计在春节后就开始准备了。引导老师郭明最初的设想是引导他完成一个物质学问遗产三维模型可视化手势识别系统,也就是说孟超同学最初的研究方向是关于”手势识别”的。对于这个选题孟超当时还是比较有把握的,因为早在毕业设计开始前的半年时间里,他就已经开始了相关方面的学习研究。无论是对三维模型构建系统还是手势识别技术都有初步的研究,有了一定的基础对于他来说是有一定把握的。可受疫情的影响,一时不能回学校接触手势识别硬件系统,郭明老师综合考虑当时形势,建议孟超结合当下实际,做一些利用专业优势服务社会更紧密的事情,也就是将毕业设计转为做一个疫情大数据发展的监测系统,同时也是为疫情防控贡献一份力量。

找准方向 积极准备

孟超欣然接受了引导老师的建议,将毕业设计题目定为三维疫情可视化分析与预测系统。突然更换题目,虽然会面临很多困难,如之前准备的材料用不上,毕设从头开始,但是还是充满着信心。

初次涉及这个领域,他用了至少一个月的时间来做数据准备和相关常识学习。运用相关技术去爬取各个地区的每日确诊、疑似、死亡以及治愈的疫情数据,将这些数据以可视化的方式直观地展现出来。他通过不断摸索,最终找准方向做一个基于网页端的三维疫情数据可视化系统。这个系统将数据可视化到三维场景中,即实现三维可视化的功能,同时开展分析与预测功能的研究,主要是针对于疫情发展的趋势,通过设计算法或调用其他已知的算法解决疫情分析的功能。

在大一到大三的学习中,掌握的常识是最基础的,而毕业设计不仅是检验这些基础常识打的扎不扎实,同时也是对学习成果的综合考验。当真正到了实际应用时,学生常常会发现不知道从哪里下手。这时,引导老师郭明提供了一些文献参考和三维地球可视化源代码资料,并建议他从读文献开始。这样孟超便有了一个切入点,然后再一步一步地明晰方向并沿着方向去做。从数据采集到构建框架,从购买服务器到配置服务器,从部署代码到系统上线,如何去实现这个系统他不断地去尝试。

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寻找解决方案

数据方面得益于网络资源丰富,一些开源的经验分享发布出来是一个很好的交流学习机会。不过各种各样的问题还是暴露出来,随着开发一步一步深入,提示错误的代码不断增加,出现的问题越来越多,系统一度接近崩溃边缘。当遇到解决不了的问题时,导师郭明建议他从不同的角度去研究,从传染病学的模型系统入手,不断查阅文献,修正方向,找准方向。就这样以问题为导向,结合地理信息分析原理,他不断摸索整合相关常识体系,疫情数据分析与预测系统的建设脉络慢慢清晰了起来。

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国内疫情数据图

结合国内 面向全球

随着国内疫情的逐渐控制,国外疫情的发展趋势逐步严重。郭明老师又提出了新的要求,建议孟超放眼全球,做一个全球疫情发展情况与预测分析系统。

很多事情,产生想法容易,做起来难。有些国家防控的好,有些国家不够重视,模型很难统一,同时在实际操作时也遇到了各种各样的问题,如数据格式报错、未接触过专业绘图协议等,孟超遇到了一系列的问题。在面对种种困难的时候,他通过同学的帮助,对数据、绘图协议等专业常识进行了针对性的强化训练,经过一段较长时间后,开始尝试去应用它。大数据时代,数据是第一位的,为了更好更快更准地获取实时数据,孟超不断尝试各种数据接口,在同学杜双杰的建议下,终于找到了“丁香园”稳定的数据接口,对于整体系统来说,就相当于水源有了保障。

精心的前期准备之后,孟超上线了一个测试的版本。测试版本初步实现了预计的功能,但受限于不同国家地区抗议采取措施和工作力度的不同,系统并不能满足所有人的需求,同时他也在查看一些关于传染病传播的文献,尝试尽可能多的去将系统的功能做的更加完善。这个系统的主要目的并不仅仅是针对于现在正在经历的新型冠状病毒,而是面向未来传染性疾病传播规律的探讨和研究,为将来使用的人提供一些便利。

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全球疫情大数据可视化分析与预测系统

融入式毕业设计教学

郭明老师表示,这次引导的毕业生毕业设计内容,由于突如其来的新冠肺炎疫情影响,在前期计划安排的毕业设计大框架下,对孟超同学的毕业设计进行了果断的调整,毕设的研究方向和名称最终确定为《全球传染病疫情三维可视化分析与预测系统》。该研究的主要内容是对新型冠状病毒传播的疫情数据进行处理,将其可视化至三维地球上,便于直观地查看疫情的分布、形势以及走势情况。当然,最终目的是结合相关的数据进行推算演算以达到对疫情的走向做出分析预测,便于更好地根据实际形势做出对策及方案。在这个实现的过程中,毕业设计是深入推进本科教育教学的最后一个环节,促进学生培养目标的高质量达成。

孟超同学谈到,做毕业设计的整个过程一点都不“温柔”,由于被困在家中,不能像在学校里特别方便,没有什么经验可寻,但是他感受到科研的力量和兴趣,带着问题出发,而且开发越来越让人感到兴奋,解决问题的过程和成果呈现的过程,同样让人兴奋。这个过程更加考验自己的自觉性、面对新常识的学习能力,以及对待新鲜事物的掌握吸取能力。而且在做毕业设计的这段时间里,感觉自己又掌握了好多奇妙的常识,专业体系一步一步的完善起来,带给他充实感、成就感、愉悦感。他希翼系统对数据的分析与预测的功能有更好的可靠性,提供给更多人去使用。孟超同学一个深刻的感受就是,毕业设计过程结合实际问题,除了学习到技术之外,更重要的是让技术能发挥作用,解决实际问题,这个收获是巨大的;学校也非常注重本科生实践能力的培养。


编辑:胡保华





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