《Python商業(yè)數(shù)據(jù)分析》基礎(chǔ)：數(shù)據(jù)可視化

Python商業(yè)數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)可視化

學(xué)習(xí)目標(biāo)使用matplotlib和seaborn模塊繪制折線圖、直方圖、柱狀圖、餅圖、散點(diǎn)圖等圖表掌握如何設(shè)置并修改圖表信息使用PyEcharts模塊實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)可視化8.1MatplotlibMatplotlib是Python中最常用的可視化工具之一。Matplotlib可以方便地創(chuàng)建海量類型的二維圖表和基本的三維圖表，并且還集成了方便快捷的繪圖模塊。8.1.1圖表的創(chuàng)建創(chuàng)建二維圖表的基本方式是使用pyplot模塊的plot()函數(shù)。該函數(shù)需要傳入兩個(gè)長度一致的橫縱坐標(biāo)數(shù)組，橫縱坐標(biāo)數(shù)組對(duì)應(yīng)位置上的值構(gòu)成一個(gè)點(diǎn)，plot()會(huì)將這些點(diǎn)放在圖像中。在未指定其他參數(shù)的情況下默認(rèn)會(huì)將所有點(diǎn)連線。在使用plot()構(gòu)造圖像后，還需要調(diào)用show()函數(shù)將圖像展示出來。8.1.1圖表的創(chuàng)建plot()函數(shù)含有幾個(gè)常用參數(shù)：color：可以設(shè)置線條顏色。支持常用顏色的英文名稱，如'blue'；也支持顏色十六進(jìn)制值，如'#DC143C’。linestyle：設(shè)置線型。支持的線型有'-'、'--'、'-.'、':'、'None'、'solid'、'dashed'、'dashdot'、'dotted’等。linewidth：設(shè)置線條寬度，默認(rèn)值為1.5。8.1.2繪制多函數(shù)圖像將多條曲線繪制在同一個(gè)坐標(biāo)軸中可以通過多次調(diào)用plot()函數(shù)實(shí)現(xiàn)：8.1.2繪制多函數(shù)圖像同時(shí)繪制多個(gè)圖像并列顯示，即子圖，可以通過pyplot.subplot()函數(shù)實(shí)現(xiàn)：首先，利用pyplot.figure()函數(shù)創(chuàng)建一張新圖，表示之后的操作是基于該圖像的操作；其次，利用pyplot.subplot()函數(shù)創(chuàng)建一張子圖，其參數(shù)為三位正整數(shù)，分別表示行數(shù)、列數(shù)、和索引值；然后，利用pyplot.plot()函數(shù)畫出所需要畫的圖形。8.1.2繪制多函數(shù)圖像pyplot.subplot()函數(shù)還有很多其他功能，如在子圖狀態(tài)下定義極坐標(biāo)系，畫出極坐標(biāo)系下的圖形：8.1.3添加圖表信息pyplot模塊提供豐富的方法設(shè)置和修改圖表信息：函數(shù)說明pyplot.axis()設(shè)置圖表顯示的坐標(biāo)軸范圍pyplot.xlim()設(shè)置圖表橫坐標(biāo)范圍pyplot.ylim()設(shè)置圖表縱坐標(biāo)范圍pyplot.xlabel()設(shè)置圖表橫坐標(biāo)的標(biāo)簽pyplot.ylabel()設(shè)置圖表縱坐標(biāo)的標(biāo)簽pyplot.title()設(shè)置圖表的標(biāo)題pyplot.legend()設(shè)置圖表的圖例信息pyplot.grid()設(shè)置圖表網(wǎng)格線pyplot.axhline()添加水平直線pyplot.axvline()添加垂直直線pyplot.text()添加文本pyplot.annotate()添加注釋8.1.3添加圖表信息添加橫縱坐標(biāo)的標(biāo)簽、圖表的標(biāo)題、圖例、文本和網(wǎng)格線等：8.1.3添加圖表信息將兩張子圖并列顯示：8.1.4不同類型的圖表除了之前介紹的曲線圖，pyplot模塊還支持其他類型的基本圖形：直方圖：pyplot.hist()直方圖能夠直觀地顯示各組頻數(shù)/頻率的分布情況和各組之間的差別?？梢允褂胮yplot.hist()來繪制直方圖，該函數(shù)有幾個(gè)重要參數(shù)：x：用于繪制直方圖的數(shù)據(jù)，支持列表和NumPy數(shù)組；bins：直方圖中箱子的數(shù)量；range：圖形的上下限，以列表形式傳入；normed：0為頻數(shù)分布直方圖，1為頻率分布直方圖，默認(rèn)為0。

8.1.4不同類型的圖表柱狀圖：pyplot.bar()柱狀圖也稱條形圖，能夠清晰地揭示各組數(shù)據(jù)的大小，便于比較各組間數(shù)據(jù)的差別。可以通過pyplot.bar()呈現(xiàn)，它的兩個(gè)主要參數(shù)x和height，分別表示橫坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)柱子的高度。8.1.4不同類型的圖表餅圖：pyplot.pie()餅圖可以直觀地展示總體中各組成部分所占的比重，通過pyplot.pie()可以繪制餅圖。該函數(shù)的重要參數(shù)有：x：類型為列表或NumPy數(shù)組等的數(shù)據(jù)；labels：數(shù)據(jù)標(biāo)簽；explode：離中心的距離；autopct：控制餅圖內(nèi)百分比設(shè)置；radius：控制餅圖半徑，默認(rèn)值為1。

8.1.4不同類型的圖表散點(diǎn)圖：pyplot.scatter()散點(diǎn)圖既可以清晰地展示數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布情況，也可以發(fā)現(xiàn)變量之間的關(guān)系。可以通過pyplot.scatter()函數(shù)進(jìn)行繪制，其兩個(gè)參數(shù)x和y，分別表示橫縱坐標(biāo)。8.2SeabornSeaborn是基于Matplotlib的圖形可視化庫。它提供了一種高度交互式界面，用戶能夠做出各種有吸引力的統(tǒng)計(jì)圖表。Seaborn能高度兼容Numpy、Series和DataFrame等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及scipy與statsmodels等統(tǒng)計(jì)模式的可視化。8.2.1直方圖使用Seaborn庫繪制直方圖的函數(shù)是seaborn.distplot()，該函數(shù)的主要參數(shù)有：a：數(shù)據(jù)列，支持多種數(shù)據(jù)類型；bins：直方圖中箱子的數(shù)量；kde：False表示不顯示核密度估計(jì)，顯示頻數(shù)分布直方圖，True表示顯示核密度估計(jì)，顯示頻率分布直方圖，默認(rèn)為True。

8.2.2柱狀圖seaborn.barplot()可以用來繪制柱狀圖，該函數(shù)的主要參數(shù)有：x和y分別是橫縱坐標(biāo)數(shù)據(jù)，hue為分類變量，這3個(gè)參數(shù)可以是NumPy數(shù)組，也可以是Series，若data參數(shù)傳入了DataFrame，該參數(shù)可只傳入DataFrame的列索引；data是數(shù)據(jù)集，若沒有傳入數(shù)據(jù)集，則前3個(gè)參數(shù)x、y和hue不能只傳入列索引。

8.2.3箱線圖繪制箱線圖的函數(shù)是seaborn.boxplot()，該函數(shù)的主要參數(shù)與seaborn.barplot()相似。每個(gè)箱線都有5條線，從上往下依次為該類別的上邊緣、75分位數(shù)、中位數(shù)、25分位數(shù)和下邊緣。

8.2.4散點(diǎn)圖散點(diǎn)圖的函數(shù)是seaborn.jointplot()，參數(shù)與seaborn.barplot()相似，但是沒有hue參數(shù)。

8.2.5結(jié)構(gòu)化多圖網(wǎng)格seaborn.PairGrid()可以繪制結(jié)構(gòu)化多圖網(wǎng)格，以快速提取有關(guān)復(fù)雜數(shù)據(jù)的大量信息。

8.2.6回歸圖使用回歸圖seaborn.lmplot()可以擬合兩者的曲線，該函數(shù)參數(shù)與seaborn.barplot()相似。

8.3PyEchartsPyEcharts

是用于生成Echarts圖表的類庫，Echarts是百度開發(fā)的數(shù)據(jù)可視化工具，涵蓋了30余種常見的圖表，圖表設(shè)計(jì)精美、可視化效果好。PyEcharts庫中有三個(gè)模塊可以繪制地圖，分別是地理坐標(biāo)系模塊Geo、地圖模塊Map和百度地圖模塊BMap。在進(jìn)行地理數(shù)據(jù)可視化前，需要安裝所需的地圖資源，可以通過以下語句安裝各類地圖資源：全球國家地圖：pipinstallecharts-countries-pypkg中國省級(jí)地圖：pipinstallecharts-china-provinces-pypkg中國市級(jí)地圖：pipinstallecharts-china-cities-pypkg中國縣級(jí)地圖：pipinstallecharts-china-counties-pypkg8.3.1繪制地圖使用Geo模塊進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的可視化的基本步驟為：創(chuàng)建一個(gè)Geo()實(shí)例；通過add_schema()方法指定需要繪制的地圖類型、確定中心點(diǎn)等；使用add()方法添加系列名稱、傳入數(shù)據(jù)集、選擇Geo圖類型（'heatmap'為熱力圖）等；通過set_series_opts()方法來設(shè)置系列配置項(xiàng)，如圖元、文字、標(biāo)簽等樣式；通過set_global_opts()方法來制定全局配置項(xiàng)，如標(biāo)題、坐標(biāo)軸、圖例等；最后使用render()方法保存為html文件bins：直方圖中箱子的數(shù)量；

8.3.1繪制地圖使用Geo模塊進(jìn)行空間數(shù)據(jù)可視化的代碼如下：

8.3.1繪制地圖使用Geo模塊進(jìn)行空間數(shù)據(jù)可視化的結(jié)果如下：

8.3.1繪制地圖也可以通過Map模塊對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，基本步驟與Geo大同小異：

8.3.1繪制地圖使用Map模塊進(jìn)行空間數(shù)據(jù)可視化的結(jié)果如下：

8.3.2空間流動(dòng)圖空間流動(dòng)圖通過