現代社會已進入大數據時代，大數據已經廣泛應用到社會生活的各個方面，隨著GIS軟件的成熟和學校計算機硬件水平的提高，利用軟件對大數據進行可視化表達以揭示現實世界的地理問題已成為一種教學趨勢。《普通高中地理課程標準(2017年版)》(以下簡稱“新課標”)在基本理念中指出：“充分利用地理信息技術，營造直觀、實時、生動的地理教學環境”。在高中地理教學中，以地理大數據為切入點，以ArcGIS為展示平臺，可以將地理學科核心素養的培育落到實處。新課標中強調通過探究自然和人文地理問題，讓學生了解地理信息技術的應用。數據是地理信息技術應用的基礎，沒有數據一切皆是空談。大數據時代為我們研究各種地理問題提供了海量數據，如何獲取數據、分析數據、應用數據成為新時代對專業教師提出的新要求。下文將詳細介紹蘭州市2020年二手房房價數據、地鐵站點、商業廣場、工廠等興趣點數據的獲取方法以及如何在ArcGIS軟件中進行可視化表達，最后探究這些數據在“城鎮空間結構”一課中的教學應用。

　　一、興趣點數據的獲取方法

　　1.房價數據的獲取

　　現在大型房產交易平臺的數據較多，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據，整理后得到如圖1所示的數據。

　　2.其他興趣點數據

　　登錄規劃云網站，在網頁的左側點擊“POL查詢工具”，在網頁中填寫搜索城市名稱和關鍵詞。以蘭州市地鐵站站點為例，在城市名稱中填寫“蘭州”，在搜索關鍵詞中填寫“地鐵站點”，點擊“開始搜索”，結果就出現在網頁右側的結果欄中，可以把結果復制粘貼到Excel中加工整理，結果如圖2所示。

　　二、數據的可視化表達

　　1.房價的可視化表達

　　要想進行數據的可視化表達，必須獲取小區的地理經緯度，但爬取的數據只有地址的描述信息，如何將地址轉換為地理經緯度是最關鍵的一步。登錄MapLocation(批量轉換地址為經緯度工具)，將地址復制粘貼到網頁的左上空白欄中，在網頁右側“選擇平臺”中點擊“Baidu”，然后點擊“轉換”按鈕，地址就轉換為地理經緯度坐標。由于獲取的地理經緯度為百度坐標，與國際通用的WGS84坐標系存在一定的偏差，因此還要對獲取的經緯度坐標進行糾偏處理(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”→“添加數據”→“添加xy數據”，在彈出的對話框中加載xls格式的房價信息表，“x字段”指定為經度，“y字段”指定為緯度，坐標系指定為“GCS_WGS_1984”，最后點擊“確定”，采集的房價數據就以點數據的形式呈現出來。右鍵單擊房價數據點，打開“圖層屬性”→“符號系統”→“分級符號”，在“值”中選擇房價，在“類”中指定分級數量，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.其他興趣點數據的可視化表達

　　利用規劃云在線工具采集的商業廣場、地鐵站點、工廠等興趣點數據都有經緯度坐標，因此可仿照上述方法對其進行可視化表達。

　　三、數據的教學應用

　　1.課標要求及教學目標

　　新課標的相關要求是“結合實例，解釋城鎮和鄉村內部的空間結構，說明合理利用城鄉空間的意義”。教學目標：聚焦研究區域，查詢資料獲取研究城區的人口、經濟等數據并結合所學知識對蘭州市進行功能區劃分(區域認知);通過分級符號和熱力圖的差異呈現，探究房價與空間位置的關系，通過添加河流、地鐵、商業廣場、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，驗證地租曲線規律(地理實踐力);結合生活體驗，發現蘭州城市規劃存在的問題，提出合理化建議(人地協調觀)。

　　2.教學重點

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

　　3.教學設計

　　(1)功能區劃分及空間分布特征課前讓學生通過查閱資料，了解蘭州市主城區區劃、各區人口和經濟概況;成立研究小組，教師提供技術指導和數據資料，讓學生制作蘭州主城區區劃圖，如圖5所示，并在地圖上標注城區名稱和人口數量;結合谷歌地球中的遙感圖像，對蘭州市主城區進行簡要的功能區劃分，并總結主要功能區的空間分布特征。在課堂教學中，教師先讓學生進行簡要的成果匯報，然后利用ArcGIS軟件展示住宅小區、工廠、商業廣場的空間分布狀況。通過師生互動和小組討論，完善先前的結論：住宅區是城市中廣泛分布的一種功能區，占地面積最廣;商場大多分布在城區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，且距離城區中心較遠，但也有些工廠分布在城區內部，例如食品加工廠等規模較小的輕工業;功能區沒有明確的界線。(2)城市內部空間結構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，讓學生總結房價與空間位置的關系。學生讀圖發現：蘭州市房價最高的區域集中分布在城關區和七里河區，安寧區次之，西固區最低;在每個城區內部，房價基本呈現出由城區中心向外圍遞減的態勢。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)區域主要集中在城關區的西部，從歷史發展來看，這里就是蘭州市的傳統城市中心。在這里教師要強調一下，城市中心并不一定是城區幾何中心，而往往是人口和經濟活動重心。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，驗證蘭州是否出現了類似的情況，學生讀圖分析發現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，仔細讀圖發現七里河區房價最高值并不在城區中心，而是集中出現在城區北面，城關區也有一些高值區域出現在城區的西北部。教師針對這個發現可以提出問題“是什么因素導致高值區域并不在城區中心?”，學生分組討論得出“這些高值區域分布在黃河沿岸”，教師在地圖中添加“黃河”，如圖7所示，驗證學生的回答是否正確。最后總結，黃河干流貫穿蘭如圖6所示，仔細讀圖發現七里河區房價最高值并不在城區中心，而是集中出現在城區北面，城關區也有一些高值區域出現在城區的西北部。教師針對這個發現可以提出問題“是什么因素導致高值區域并不在城區中心?”，學生分組討論得出“這些高值區域分布在黃河沿岸”，教師在地圖中添加“黃河”，如圖7所示，驗證學生的回答是否正確。最后總結，黃河干流貫穿蘭主城區，蘭州市圍繞黃河干流打造的黃河風情線，是蘭州市旅游景觀帶，風景優美，可見優美的環境是周邊區域房價較高的主要因素。②城市內部空間結構的形成，是多種因素共同作用的結果，經濟因素是主要因素。引導學生學習“各類土地利用付租能力隨距離遞減示意圖”，探究功能區空間分布與空間位置的關系。在軟件平臺中依次展示商場、住宅小區、工廠與房價的空間位置關系，如圖8所示。商場(五角星)多分布在房價較高的區域(紅色范圍)，工廠(藍色點)多分布在城市外圍地價較低的區域，基本符合圖示的規律。綜上所述，通過探究房價的空間分布規律以及與其他地理要素的關系，例證了地租曲線的正確性，但實際情況遠比理論情況復雜得多，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。黃河沿線風景優美，導致周邊區域房價也較高。

　　4.教學反思

　　通過地理信息技術將現實地理問題設計為具有教學價值、和教材緊密聯系、易在課堂開展的教學案例，可以激發學生的學習興趣;通過軟件的操作和問題的探究，可以使核心素養的培育落到實處;利用地理信息技術解決現實地理問題，符合新時代對高中地理教育提出的新要求。但數據的獲取較難，地理信息技術專業軟件學習門檻較高，傳統課堂的硬件設備不足都成為制約將地理信息技術運用到高中地理教學的障礙，因此建立簡單易學，硬件成本較低，可在傳統教室普遍應用的數據獲取方法、數據可視化展示、與教材內容深度融合的教學應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準(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

　　《興趣點數據可視化及其地理教學應用——以“城市內部空間結構”為例》來源：《地理教學》，作者：李平安 王贊普