現(xiàn)代社會已進入大數(shù)據(jù)時代，大數(shù)據(jù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會生活的各個方面，隨著GIS軟件的成熟和學(xué)校計算機硬件水平的提高，利用軟件對大數(shù)據(jù)進行可視化表達以揭示現(xiàn)實世界的地理問題已成為一種教學(xué)趨勢。《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡稱“新課標(biāo)”)在基本理念中指出：“充分利用地理信息技術(shù)，營造直觀、實時、生動的地理教學(xué)環(huán)境”。在高中地理教學(xué)中，以地理大數(shù)據(jù)為切入點，以ArcGIS為展示平臺，可以將地理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育落到實處。新課標(biāo)中強調(diào)通過探究自然和人文地理問題，讓學(xué)生了解地理信息技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)據(jù)是地理信息技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)一切皆是空談。大數(shù)據(jù)時代為我們研究各種地理問題提供了海量數(shù)據(jù)，如何獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)成為新時代對專業(yè)教師提出的新要求。下文將詳細介紹蘭州市2020年二手房房價數(shù)據(jù)、地鐵站點、商業(yè)廣場、工廠等興趣點數(shù)據(jù)的獲取方法以及如何在ArcGIS軟件中進行可視化表達，最后探究這些數(shù)據(jù)在“城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)”一課中的教學(xué)應(yīng)用。

　　一、興趣點數(shù)據(jù)的獲取方法

　　1.房價數(shù)據(jù)的獲取

　　現(xiàn)在大型房產(chǎn)交易平臺的數(shù)據(jù)較多，例如安居客、58同城、鏈家等，本文利用Python編寫程序爬取2020年蘭州市二手房房價數(shù)據(jù)，整理后得到如圖1所示的數(shù)據(jù)。

　　2.其他興趣點數(shù)據(jù)

　　登錄規(guī)劃云網(wǎng)站，在網(wǎng)頁的左側(cè)點擊“POL查詢工具”，在網(wǎng)頁中填寫搜索城市名稱和關(guān)鍵詞。以蘭州市地鐵站站點為例，在城市名稱中填寫“蘭州”，在搜索關(guān)鍵詞中填寫“地鐵站點”，點擊“開始搜索”，結(jié)果就出現(xiàn)在網(wǎng)頁右側(cè)的結(jié)果欄中，可以把結(jié)果復(fù)制粘貼到Excel中加工整理，結(jié)果如圖2所示。

　　二、數(shù)據(jù)的可視化表達

　　1.房價的可視化表達

　　要想進行數(shù)據(jù)的可視化表達，必須獲取小區(qū)的地理經(jīng)緯度，但爬取的數(shù)據(jù)只有地址的描述信息，如何將地址轉(zhuǎn)換為地理經(jīng)緯度是最關(guān)鍵的一步。登錄MapLocation(批量轉(zhuǎn)換地址為經(jīng)緯度工具)，將地址復(fù)制粘貼到網(wǎng)頁的左上空白欄中，在網(wǎng)頁右側(cè)“選擇平臺”中點擊“Baidu”，然后點擊“轉(zhuǎn)換”按鈕，地址就轉(zhuǎn)換為地理經(jīng)緯度坐標(biāo)。由于獲取的地理經(jīng)緯度為百度坐標(biāo)，與國際通用的WGS84坐標(biāo)系存在一定的偏差，因此還要對獲取的經(jīng)緯度坐標(biāo)進行糾偏處理(本文采用太樂地圖的糾偏工具)。將糾偏處理后的房價信息另存為xls格式，打開ArcGIS軟件，點擊“文件”→“添加數(shù)據(jù)”→“添加xy數(shù)據(jù)”，在彈出的對話框中加載xls格式的房價信息表，“x字段”指定為經(jīng)度，“y字段”指定為緯度，坐標(biāo)系指定為“GCS_WGS_1984”，最后點擊“確定”，采集的房價數(shù)據(jù)就以點數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來。右鍵單擊房價數(shù)據(jù)點，打開“圖層屬性”→“符號系統(tǒng)”→“分級符號”，在“值”中選擇房價，在“類”中指定分級數(shù)量，指定符號大小，最后點擊“確定”，房價就按照分級符號表示出來，符號越大表示房價越高，如圖3所示。為了使房價差異表現(xiàn)得更明顯，可以利用ArcGIS中的核密度工具制作房價的熱力圖，如圖4所示。

　　2.其他興趣點數(shù)據(jù)的可視化表達

　　利用規(guī)劃云在線工具采集的商業(yè)廣場、地鐵站點、工廠等興趣點數(shù)據(jù)都有經(jīng)緯度坐標(biāo)，因此可仿照上述方法對其進行可視化表達。

　　三、數(shù)據(jù)的教學(xué)應(yīng)用

　　1.課標(biāo)要求及教學(xué)目標(biāo)

　　新課標(biāo)的相關(guān)要求是“結(jié)合實例，解釋城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)，說明合理利用城鄉(xiāng)空間的意義”。教學(xué)目標(biāo)：聚焦研究區(qū)域，查詢資料獲取研究城區(qū)的人口、經(jīng)濟等數(shù)據(jù)并結(jié)合所學(xué)知識對蘭州市進行功能區(qū)劃分(區(qū)域認知);通過分級符號和熱力圖的差異呈現(xiàn)，探究房價與空間位置的關(guān)系，通過添加河流、地鐵、商業(yè)廣場、工廠等地理要素，探究影響房價的因素(綜合思維);通過軟件操作和讀圖分析，驗證地租曲線規(guī)律(地理實踐力);結(jié)合生活體驗，發(fā)現(xiàn)蘭州城市規(guī)劃存在的問題，提出合理化建議(人地協(xié)調(diào)觀)。

　　2.教學(xué)重點

　　總結(jié)商業(yè)、工業(yè)、住宅等功能區(qū)空間分布特征;分析出影響房價的因素;理解和例證地租曲線理論。

　　3.教學(xué)設(shè)計

　　(1)功能區(qū)劃分及空間分布特征課前讓學(xué)生通過查閱資料，了解蘭州市主城區(qū)區(qū)劃、各區(qū)人口和經(jīng)濟概況;成立研究小組，教師提供技術(shù)指導(dǎo)和數(shù)據(jù)資料，讓學(xué)生制作蘭州主城區(qū)區(qū)劃圖，如圖5所示，并在地圖上標(biāo)注城區(qū)名稱和人口數(shù)量;結(jié)合谷歌地球中的遙感圖像，對蘭州市主城區(qū)進行簡要的功能區(qū)劃分，并總結(jié)主要功能區(qū)的空間分布特征。在課堂教學(xué)中，教師先讓學(xué)生進行簡要的成果匯報，然后利用ArcGIS軟件展示住宅小區(qū)、工廠、商業(yè)廣場的空間分布狀況。通過師生互動和小組討論，完善先前的結(jié)論：住宅區(qū)是城市中廣泛分布的一種功能區(qū)，占地面積最廣;商場大多分布在城區(qū)中心或交通干線附近，呈點狀和線狀分布，如國芳百盛、萬達等大型商業(yè)廣場或張掖步行街;工廠多分布在靠近鐵路、河流、公路等交通便捷的地帶，且距離城區(qū)中心較遠，但也有些工廠分布在城區(qū)內(nèi)部，例如食品加工廠等規(guī)模較小的輕工業(yè);功能區(qū)沒有明確的界線。(2)城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的形成與變化教師提供蘭州房價信息，并示范房價信息的可視化方法(分級符號或核密度)，展示蘭州市房價的空間分布狀況，讓學(xué)生總結(jié)房價與空間位置的關(guān)系。學(xué)生讀圖發(fā)現(xiàn)：蘭州市房價最高的區(qū)域集中分布在城關(guān)區(qū)和七里河區(qū)，安寧區(qū)次之，西固區(qū)最低;在每個城區(qū)內(nèi)部，房價基本呈現(xiàn)出由城區(qū)中心向外圍遞減的態(tài)勢。①影響地租高低的因素主要有距離市中心遠近和交通便捷程度。從房價熱力圖中可以看出高值(紅色)區(qū)域主要集中在城關(guān)區(qū)的西部，從歷史發(fā)展來看，這里就是蘭州市的傳統(tǒng)城市中心。在這里教師要強調(diào)一下，城市中心并不一定是城區(qū)幾何中心，而往往是人口和經(jīng)濟活動重心。蘭州市的地鐵一號線在2019年6月23日開通運營，有效緩解了蘭州市東西向道路干線的運輸壓力。參考北京、上海等大城市，地鐵站點成為影響房價的一個主要因素，距離站點越近，房價越高。教師在地圖中添加地鐵和地鐵站點，驗證蘭州是否出現(xiàn)了類似的情況，學(xué)生讀圖分析發(fā)現(xiàn)蘭州市地鐵站點周圍房價也較高，可見交通通達度越高，土地租金也越高。如圖6所示，仔細讀圖發(fā)現(xiàn)七里河區(qū)房價最高值并不在城區(qū)中心，而是集中出現(xiàn)在城區(qū)北面，城關(guān)區(qū)也有一些高值區(qū)域出現(xiàn)在城區(qū)的西北部。教師針對這個發(fā)現(xiàn)可以提出問題“是什么因素導(dǎo)致高值區(qū)域并不在城區(qū)中心?”，學(xué)生分組討論得出“這些高值區(qū)域分布在黃河沿岸”，教師在地圖中添加“黃河”，如圖7所示，驗證學(xué)生的回答是否正確。最后總結(jié)，黃河干流貫穿蘭如圖6所示，仔細讀圖發(fā)現(xiàn)七里河區(qū)房價最高值并不在城區(qū)中心，而是集中出現(xiàn)在城區(qū)北面，城關(guān)區(qū)也有一些高值區(qū)域出現(xiàn)在城區(qū)的西北部。教師針對這個發(fā)現(xiàn)可以提出問題“是什么因素導(dǎo)致高值區(qū)域并不在城區(qū)中心?”，學(xué)生分組討論得出“這些高值區(qū)域分布在黃河沿岸”，教師在地圖中添加“黃河”，如圖7所示，驗證學(xué)生的回答是否正確。最后總結(jié)，黃河干流貫穿蘭主城區(qū)，蘭州市圍繞黃河干流打造的黃河風(fēng)情線，是蘭州市旅游景觀帶，風(fēng)景優(yōu)美，可見優(yōu)美的環(huán)境是周邊區(qū)域房價較高的主要因素。②城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的形成，是多種因素共同作用的結(jié)果，經(jīng)濟因素是主要因素。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)“各類土地利用付租能力隨距離遞減示意圖”，探究功能區(qū)空間分布與空間位置的關(guān)系。在軟件平臺中依次展示商場、住宅小區(qū)、工廠與房價的空間位置關(guān)系，如圖8所示。商場(五角星)多分布在房價較高的區(qū)域(紅色范圍)，工廠(藍色點)多分布在城市外圍地價較低的區(qū)域，基本符合圖示的規(guī)律。綜上所述，通過探究房價的空間分布規(guī)律以及與其他地理要素的關(guān)系，例證了地租曲線的正確性，但實際情況遠比理論情況復(fù)雜得多，有些地段由于靠近地鐵站點、公交站點、交通干線，其交通通達度更高，從而其地租就更高，房價就越貴。黃河沿線風(fēng)景優(yōu)美，導(dǎo)致周邊區(qū)域房價也較高。

　　4.教學(xué)反思

　　通過地理信息技術(shù)將現(xiàn)實地理問題設(shè)計為具有教學(xué)價值、和教材緊密聯(lián)系、易在課堂開展的教學(xué)案例，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;通過軟件的操作和問題的探究，可以使核心素養(yǎng)的培育落到實處;利用地理信息技術(shù)解決現(xiàn)實地理問題，符合新時代對高中地理教育提出的新要求。但數(shù)據(jù)的獲取較難，地理信息技術(shù)專業(yè)軟件學(xué)習(xí)門檻較高，傳統(tǒng)課堂的硬件設(shè)備不足都成為制約將地理信息技術(shù)運用到高中地理教學(xué)的障礙，因此建立簡單易學(xué)，硬件成本較低，可在傳統(tǒng)教室普遍應(yīng)用的數(shù)據(jù)獲取方法、數(shù)據(jù)可視化展示、與教材內(nèi)容深度融合的教學(xué)應(yīng)用體系將成為今后努力的方向。

　　參考文獻：

　　[1]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

　　《興趣點數(shù)據(jù)可視化及其地理教學(xué)應(yīng)用——以“城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)”為例》來源：《地理教學(xué)》，作者：李平安 王贊普