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用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

对数据科学家来说,讲故事是一个至关重要的技能。为了表达我们的思想并且说服别人,我们需要有效的沟通。而漂漂亮亮的可视化是完成这一任务的绝佳工具。本文将介绍5种非传统的可视化技术,可让你的数据故事更漂亮和更有效。这里将使用Python的Plotly图形库,让你可以毫不费力地生成动画图表和交互式图表。安装模块如果你还没安装Plotly,只需在你的终端运行以下命令即可完成安装:pipinstallplotly可视化动态图在研究这个或那个指标的演变时,我们常涉及到时间数据。Plotly动画工具仅需一行代码

本文目录

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    对数据科学家来说,讲故事是一个至关重要的技能。为了表达我们的思想并且说服别人,我们需要有效的沟通。而漂漂亮亮的可视化是完成这一任务的绝佳工具。

    本文将介绍5种非传统的可视化技术,可让你的数据故事更漂亮和更有效。这里将使用Python的Plotly图形库,让你可以毫不费力地生成动画图表和交互式图表。

    安装模块

    如果你还没安装 Plotly,只需在你的终端运行以下命令即可完成安装:

    pip install plotly
    

    可视化动态图

    在研究这个或那个指标的演变时,我们常涉及到时间数据。Plotly动画工具仅需一行代码就能让人观看数据随时间的变化情况,如下图所示:

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    代码如下:

    import plotly.express as px
    from vega_datasets import data
    df = data.disasters()
    df = df[df.Year > 1990]
    fig = px.bar(df,
     y="Entity",
     x="Deaths",
     animation_frame="Year",
     orientation='h',
     range_x=[0, df.Deaths.max()],
     color="Entity")
    # improve aesthetics (size, grids etc.)
    fig.update_layout(width=1000,
    height=800,
    xaxis_showgrid=False,
    yaxis_showgrid=False,
    paper_bgcolor='rgba(0,0,0,0)',
    plot_bgcolor='rgba(0,0,0,0)',
    title_text='Evolution of Natural Disasters',
    showlegend=False)
    fig.update_xaxes(title_text='Number of Deaths')
    fig.update_yaxes(title_text='')
    fig.show()
    

    只要你有一个时间变量来过滤,那么几乎任何图表都可以做成动画。下面是一个制作散点图动画的例子:

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    import plotly.express as px
    df = px.data.gapminder()
    fig = px.scatter(
    df,
    x="gdpPercap",
    y="lifeExp",
    animation_frame="year",
    size="pop",
    color="continent",
    hover_name="country",
    log_x=True,
    size_max=55,
    range_x=[100, 100000],
    range_y=[25, 90],
    # color_continuous_scale=px.colors.sequential.Emrld
    )
    fig.update_layout(width=1000,
    height=800,
    xaxis_showgrid=False,
    yaxis_showgrid=False,
    paper_bgcolor='rgba(0,0,0,0)',
    plot_bgcolor='rgba(0,0,0,0)')
    

    太阳图

    太阳图(sunburst chart)是一种可视化group by语句的好方法。如果你想通过一个或多个类别变量来分解一个给定的量,那就用太阳图吧。

    假设我们想根据性别和每天的时间分解平均小费数据,那么相较于表格,这种双重group by语句可以通过可视化来更有效地展示。

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    这个图表是交互式的,让你可以自己点击并探索各个类别。你只需要定义你的所有类别,并声明它们之间的层次结构(见以下代码中的parents参数)并分配对应的值即可,这在我们案例中即为group by语句的输出。

    import plotly.graph_objects as go
    import plotly.express as px
    import numpy as np
    import pandas as pd
    df = px.data.tips()
    fig = go.Figure(go.Sunburst(
    labels=["Female", "Male", "Dinner", "Lunch", 'Dinner ', 'Lunch '],
    parents=["", "", "Female", "Female", 'Male', 'Male'],
    values=np.append(
    df.groupby('sex').tip.mean().values,
    df.groupby(['sex', 'time']).tip.mean().values),
    marker=dict(colors=px.colors.sequential.Emrld)),
    layout=go.Layout(paper_bgcolor='rgba(0,0,0,0)',
     plot_bgcolor='rgba(0,0,0,0)'))
    fig.update_layout(margin=dict(t=0, l=0, r=0, b=0),
    title_text='Tipping Habbits Per Gender, Time and Day')
    fig.show()
    

    现在我们向这个层次结构再添加一层:

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    为此,我们再添加另一个涉及三个类别变量的group by语句的值。

    import plotly.graph_objects as go
    import plotly.express as px
    import pandas as pd
    import numpy as np
    df = px.data.tips()
    fig = go.Figure(go.Sunburst(labels=[
    "Female", "Male", "Dinner", "Lunch", 'Dinner ', 'Lunch ', 'Fri', 'Sat',
    'Sun', 'Thu', 'Fri ', 'Thu ', 'Fri', 'Sat', 'Sun', 'Fri ', 'Thu '
    ],
    parents=[
    "", "", "Female", "Female", 'Male', 'Male',
    'Dinner', 'Dinner', 'Dinner', 'Dinner',
    'Lunch', 'Lunch', 'Dinner ', 'Dinner ',
    'Dinner ', 'Lunch ', 'Lunch '
    ],
    values=np.append(
    np.append(
    df.groupby('sex').tip.mean().values,
    df.groupby(['sex',
    'time']).tip.mean().values,
    ),
    df.groupby(['sex', 'time',
    'day']).tip.mean().values),
    marker=dict(colors=px.colors.sequential.Emrld)),
    layout=go.Layout(paper_bgcolor='rgba(0,0,0,0)',
     plot_bgcolor='rgba(0,0,0,0)'))
    fig.update_layout(margin=dict(t=0, l=0, r=0, b=0),
    title_text='Tipping Habbits Per Gender, Time and Day')
    
    fig.show()
    

    指针图

    指针图仅仅是为了好看。在报告 KPI 等成功指标并展示其与你的目标的距离时,可以使用这种图表。

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    import plotly.graph_objects as go
    fig = go.Figure(go.Indicator(
    domain = {'x': [0, 1], 'y': [0, 1]},
    value = 4.3,
    mode = "gauge+number+delta",
    title = {'text': "Success Metric"},
    delta = {'reference': 3.9},
    gauge = {'bar': {'color': "lightgreen"},
    'axis': {'range': [None, 5]},
     'steps' : [
     {'range': [0, 2.5], 'color': "lightgray"},
     {'range': [2.5, 4], 'color': "gray"}],
    }))
    fig.show()
    

    桑基图

    另一种探索类别变量之间关系的方法是以下这种平行坐标图。你可以随时拖放、高亮和浏览值,非常适合演示时使用。

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    代码如下:

    import plotly.express as px
    from vega_datasets import data
    import pandas as pd
    df = data.movies()
    df = df.dropna()
    df['Genre_id'] = df.Major_Genre.factorize()[0]
    fig = px.parallel_categories(
    df,
    dimensions=['MPAA_Rating', 'Creative_Type', 'Major_Genre'],
    color="Genre_id",
    color_continuous_scale=px.colors.sequential.Emrld,
    )
    fig.show()
    

    平行坐标图

    平行坐标图是上面的图表的衍生版本。这里,每一根弦都代表单个观察。这是一种可用于识别离群值(远离其它数据的单条线)、聚类、趋势和冗余变量(比如如果两个变量在每个观察上的值都相近,那么它们将位于同一水平线上,表示存在冗余)的好用工具。

    用 Python 绘制动态可视化图表,太酷了!

    代码如下:

    import plotly.express as px
    from vega_datasets import data
    import pandas as pd
    df = data.movies()
    df = df.dropna()
    df['Genre_id'] = df.Major_Genre.factorize()[0]
    fig = px.parallel_coordinates(
    df,
    dimensions=[
    'IMDB_Rating', 'IMDB_Votes', 'Production_Budget', 'Running_Time_min',
    'US_Gross', 'Worldwide_Gross', 'US_DVD_Sales'
    ],
    color='IMDB_Rating',
    color_continuous_scale=px.colors.sequential.Emrld)
    fig.show()
    
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