美国疫情大数据可视化系统Echarts+python+Flask框架+mysql+Navicat

美国疫情大数据可视化系统

第一章 引言

1.1编写目的

随着全球新冠病毒感染人数不断增加，国内防疫压力不断增大，并且随着秋冬季节的来临，国内也不断有地区出现或零星或聚集性病例。目前查找密接人员的工作主要还是靠大数据筛查和各单位登记筛查是否有密接人员。
此系统能充分发挥群众的自主能动性，为了每个人都可以使用该自查系统，本系统不设置登陆用户界面,使用系统的人可输入地点等信息，通过结果确认地点是否有疫情信息，起到一个防范的作用。

1.2项目背景

从2020年1月开始爆发的新冠疫情使得全球纷纷投入抗击疫情的艰苦斗争中，其中美国的感染人数、死亡人数等数据可通过可视化方法帮助人们更好地认识抗疫工作的效果，帮助政府机构监管疫情；也可以用更合适的方法预测疫情拐点。

1.3假定和约束

本软件建议的运行寿命为10年。
进行系统方案选择比较时间：1周。
经费、投资方面的来源和限制：赞助商、广告商赞助。
法律和政策方面的限制：严禁违反国家相关法律法规。
硬件、软件、运行环境和开发环境方面的条件和限制：系统基本运行环境为Windows环境，一台配置为内存8G及以上、硬盘500GB以上、CPUi5及以上的PC。
可利用的信息和资源：腾讯API接口,github数据文件,kaggle数据文件；

1.4参考资料

美国疫情大数据可视化系统需求分析报告
美国疫情大数据可视化系统软件概要设计

第二章 软件概述

2.1目标

数据显示每日的现有确诊人数、累计确诊人数、累计治愈人数和累计死亡人数，以及各州每日的累计确诊、累计死亡和累计治愈人数。
具体目标：
（1）能够查询各州的疫情确诊信息
（2）设计合理的算法，推测疫情拐点出现时间
（3）通过图表显示美国地图并且显示出各项指标
（4）系统大致完成，代码正常运行
（5）系统架构搭建完整，UI界面美观

2.2功能

本系统主要实现了以下功能：
（1）美国最新疫情人数数据：实时更新的现有确诊，累计确诊，累计治愈，累计死亡人数；
（2）美国疫情拐点预测：根据疫情以来的每日累计确诊,恢复,疑似感染,人口等数据,应用SEIR模型来分析预测疫情拐点；
（3）美国疫情地图：可交互的显示出美国各州和各县的疫情情况；
（4）美国各州县确诊人数排名：根据美国各州县的累计确诊人数得到的排名；
（5）美国各州县死亡人数排名：根据美国各州县的累计死亡人数得到的排名;
（6）美国全国病死率和治愈率：根据美国全国截止到最新时间的病死人数和治愈人数得到病死率和治愈率；
（7）全美国累计趋势图：实时更新全国累计确诊，累计治愈，累计死亡趋势；
（8）全美国新增确诊趋势图：实时更新全国新增确诊趋势；
（9）美国疫情地图：分为累计确诊和累计死亡两种模式，支持地图下钻，可显示到县的疫情可视化地图；
（10）美国确诊趋势图：可与美国疫情地图联动显示数据，可显示各州和各县的确诊趋势图；
（11）美国（治愈\死亡）趋势图:可与美国地图联动显示各州和各县的治愈与死亡人数趋势;
（12）传播过程模拟：传播方式可选择接触传播和空气传播两种模式，通过红色和绿色圆点来模拟病毒传播过程，让用户清晰的了解到病毒传播的特点；
（13）美国累计接种疫苗剂次前十地区：根据美国最新疫苗接种数据，分析得到累计接种剂次的州；
（14）美国累计接种趋势图：根据截止到最新美国疫苗接种数据，得到全国疫苗接种趋势；
（15）最新日期的美国疫苗接种数据平行坐标集：包括地点、总接种量、分配的总接种量、接种的人、每百人接种的人、每百人接种的人、每百人接种的总接种量、每百人接种的人、每百人接种的人、每百人分配的人、每日未经处理的接种量、每日接种的人、每天每百万人接种的人、使用的剂量，每个颜色代表一个州;
（16）美国疫苗数据数字板:根据截止到最新日期的美国疫苗接种数据,得到累计接种,较上日新增接种,每百人接种。

2.3性能

（1）代码正常运行，无任何bug
（2）系统架构搭建完整
（3）UI界面美观

第三章 运行环境

需要一台可联网的PC或其他可联网的移动端设备。
开发环境 windows
开发软件 SecureCRT、Centos8.0、阿里云、Python、ECharts、PyCharm 2021.1.2 x64、 MySQL5.7、Navicat Premium、flask框架

第四章 使用说明

4.1 美国疫情态势

美国疫情总体概览：

该美国地图可视化，视觉映射是根据各州累计确诊、死亡、治愈数据的堆叠得到的，从黄到红代表轻到重，鼠标悬停在不同的州上,可以显示出内容不同的悬浮框,悬浮框内有州名、累计确诊、累计死亡、累计治愈数据，该地图支持缩小、放大、拖动。

数字板：

实时更新的全国的现有确诊、累计确诊、累计治愈、累计死亡人数。

病死率、治愈率环形图：

实时更新的全国治愈率、病死率。

美国疫情累计趋势折线图：

鼠标悬停在折线图内任意位置，可以得到相应的悬浮框，框内数据包括日期、全国累计确诊、治愈、死亡人数。在折线图下方可以设置折线图横坐标显示范围的大小和位置。该图数据为从疫情爆发2020.01.28到最新日期的全国确诊、治愈、死亡人数。

美国新增确诊趋势折线图：

鼠标悬停在折线图内任意位置，可以得到相应的悬浮框，框内数据包括日期、全国新增确诊人数。在折线图下方可以设置折线图横坐标显示范围的大小和位置。该图数据为从疫情爆发2020.01.28到最新日期的每日全国新增确诊人数。

4.2 各州疫情查询

该页面全部可视化图像与美国地图联动显示对应选定的州或县的疫情数据

数字板与仪表盘:

显示由美国地图选定州的数据,包括截止最新日期的累计确诊、死亡人数数据和较昨日新增确诊、死亡，同时还有显示病死率的仪表盘。

美国疫情数据概览：
该图左侧可选择两种可视化模式分别是累计确诊模式和累计死亡模式。
两种模式都支持地图下钻，点击地图后可以显示选中州的县数据，同时本页 面其他图像也会相应变化，同时鼠标悬停在任意州，会显示悬浮框，包含对 应的疫情数据。




美国确诊趋势图：


该图默认显示全国确诊趋势，时间为疫情开始时间2020.01.28到最新日期，点击美国地图的任意州后会显示对应州的疫情信息，鼠标悬停在图上会显示对应日期的累计确诊和新增确诊数据，图像底部可以拖动设置显示指定时间区间的疫情数据。

美国（治愈\死亡）趋势：


该图默认显示全国治愈、死亡趋势，时间为疫情开始时间2020.01.28到最新日期，鼠标悬停在图上会显示对应日期的累计治愈和累计死亡数据，点击美国地图的任意州后会显示对应州的疫情信息，鼠标悬停在图上会显示对应日期的新增死亡和累计死亡数据，图像底部可以拖动设置显示指定时间区间的疫情数据。

各（州/县）疫情数据排名:


该图默认显示全国确诊人数和死亡人数的州排名,排名按照降序排列,每个图的左侧都可以分别设置指定显示区间,在点击美国地图任意州后会显示对应州下个县的确诊人数排名和死亡人数排名。

4.3 传播模式及预测

传播过程模拟：

该模拟器可以模拟病毒传播过程，在左侧可以选择两种传播方式分别是接触传播和空气传播，通过该模拟器可以让用户充分直观地了解到病毒传播特点，从而有效保护自己。

SEIR模型：
该曲线图为SEIR模型预测，包括从2020.02到2022.02的历史数据和预测数据，横坐标为每个月第一天的数据。

这两幅图分别是美国确诊人数和恢复人数图，数据从2020.01.22开始到之后的第600天，展示实际数据和预测数据，对疫情进行分析，从而让用户更好的保护自己。

4.4 疫苗接种分析

累计接种剂次前十地区排名：
该柱状图根据美国疫苗接种最新数据分析得到新冠疫苗累计接种剂次前十的州，可以让用户了解到目前有哪些州相对安全。

美国累计接种趋势图：
该折线图根据疫苗开始投入使用2020.12.20后到最新日期为止分析得到美国全国新冠疫苗累计接种趋势，可以让用户了解到美国疫苗接种工作开展情况。

数字板：
显示截止到最新日期为止的全国累计接种，较上日新增，每百人接种剂次数目。

美国疫苗接种情况平行坐标集：

该平行坐标集展示截止到最新日期的美国疫苗接种情况，左侧不同的颜色代表不同的州，右侧平行坐标包括地点、总接种量、分配的总接种量、接种的人、每百人接种的人、每百人接种的人、每百人接种的总接种量、每百人接种的人、每百人接种的人、每百人分配的人、每日未经处理的接种量、每日接种的人、每天每百万人接种的人、使用的剂量，每个颜色代表一个州。