資料科學：資料視覺化全攻略
課程綱要
課程簡介
資料視覺化是將複雜資料轉換成視覺圖形的過程，能夠幫助我們更有效地理解數據、發現趨勢與模式，並優化溝通效果。本課程將從基礎知識開始，逐步深入各種視覺化工具與技術，幫助學生掌握將資料轉化為有效視覺呈現的能力。
學習目標
- 掌握靜態與互動式資料視覺化的核心概念與原則
- 熟練運用多種視覺化工具與技術處理不同類型的資料
- 培養設計直觀且具吸引力視覺化的能力
- 結合程式設計與視覺化工具提升資料分析與溝通能力
- 實現從資料收集到視覺化呈現的完整工作流程
第一部分：視覺化基礎
單元2：Matplotlib 基礎
2.1 Matplotlib 入門
- 環境設置與基本架構
- Figure與Axes概念
- 基本圖表建立：折線圖、柱狀圖、散點圖
2.2 圖表樣式與格式設定
- 標題、軸標籤與圖例
- 顏色與樣式調整
- 網格與刻度設定
2.3 基礎實作
- 建立簡單線條圖與長條圖
- 實現多圖層疊加
- 解決常見問題與最佳實踐
單元3：Markdown & Mermaid 輕量級視覺化
3.1 Markdown基礎
- 基本語法與格式
- 在資料分析中的應用
3.2 Mermaid圖表入門
- 流程圖、時序圖基本語法
- 狀態圖與甘特圖設計
3.3 實作練習
- 使用Mermaid建立基本流程圖
- 結合Markdown與Mermaid製作分析報告
第二部分：進階視覺化技術
單元4：Matplotlib 進階技巧
4.1 複雜圖表設計
- 子圖與多面板圖表
- 數據分布視覺化：直方圖、箱型圖、小提琴圖
- 3D圖表與等高線圖
4.2 自訂與風格化
- 風格表與主題設定
- 自訂藝術風格
- 圖片輸出與儲存格式
4.3 進階實作
- 地圖資料視覺化
- 時間序列資料處理與視覺化
- 科學圖表與發布品質製作
單元5：Plotly 互動式視覺化
5.1 Plotly基礎
- 基本架構與運作原理
- 互動式圖表的優勢
- 基本圖表類型建立
5.2 互動功能實作
- 懸停資訊與工具提示
- 縮放與平移功能
- 選擇與過濾資料
5.3 資料整合技術
- JSON格式處理與視覺化
- API整合與資料獲取
- 動態資料視覺化
單元6：amCharts 多功能圖表設計
6.1 amCharts簡介
- 功能與架構概述
- 與其他工具的比較
- 開發環境設置
6.2 圖表類型與技術
- 基本圖表：圓餅圖、柱狀圖、折線圖
- 複合與進階圖表設計
- 動畫效果與轉場
6.3 客製化與進階應用
- 主題與外觀設計
- 反應式設計實現
- 即時資料更新實作
第三部分：整合應用與實戰
單元7：資料與視覺化整合設計
7.1 資料處理與視覺化準備
- 資料清理與轉換
- 資料與視覺化分離設計原則
- 大型資料集的高效處理
7.2 互動式儀表板設計
- 儀表板設計原則
- 多圖表協同設計
- 使用者體驗優化
7.3 視覺化自動化生成
- 使用Python自動化生成圖表
- 結合ChatGPT生成Mermaid圖表
- 批量圖表產生方法
單元8：綜合實戰專案
8.1 商業儀表板專案
- 需求分析與設計規劃
- 使用Plotly/amCharts建立互動式儀表板
- 案例研究與最佳實踐
8.2 金融資料視覺化專案
- 金融資料特性與挑戰
- 結合Matplotlib與amCharts視覺化股票資料
- 技術分析指標的視覺化
8.3 地理資訊視覺化專案
- GIS資料處理基礎
- 互動式地圖建立（以台灣露營區地圖為例）
- 位置資料的特殊視覺化技巧
單元9：專案管理與工作流程視覺化
9.1 專案規劃視覺化
- 甘特圖設計與實作
- 項目依賴關係圖
- 進度追蹤視覺化
9.2 系統與流程視覺化
- 系統架構圖設計
- 流程自動化視覺化
- 決策樹與邏輯圖表
9.3 綜合實例：專案全程視覺化
- 從需求到成果的視覺化記錄
- 問題分析與解決方案視覺化
- 成果呈現與溝通技巧
附錄：實用資源與工具
- 視覺化工具推薦與比較
- 開源資料集與範例
- 進階學習資源
- 專業視覺化社群與知識分享平台
實例詳解：台灣露營區地圖專案
背景與目標
- 建立全台露營資源互動式地圖
- 整合不同類型露營場地資訊
- 提供使用者友善的查詢與導航功能
資料收集與處理
- 露營區與野營地點資料收集方法
- 資料清理與標準化
- 位置資訊與屬性資料整合
視覺化實作
- 使用Google Maps API建立基礎地圖
- 資料分類與圖層設計
- 互動功能實現：過濾、搜尋、資訊顯示
成果與延伸
- 使用指南與功能說明
- 雲端分享與協作方式
- 未來可能的功能擴展與優化