Python數(shù)據(jù)可視化（微課版） 課件 第6章 Python比例數(shù)據(jù)可視化

主講人：AiPPT時(shí)間：20XX.XXPOWERPOINTDESIGN202XPowerPointDesign------------------Python比例數(shù)據(jù)可視化Catalogue目錄1.比例數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用PartOne部分與整體PartTwo2.時(shí)空比例數(shù)據(jù)可視化PartThree習(xí)題PartFour3.4.實(shí)訓(xùn)：使用Pyecharts構(gòu)建數(shù)據(jù)大屏PartFive5.--------------PowerPointDesign比例數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用01PARTPOWERPOINTDESIGN比例數(shù)據(jù)可視化中，通過(guò)數(shù)據(jù)排序可輕易找到最大值與最小值。例如，市場(chǎng)份額占比中，最小值和最大值分別代表市場(chǎng)份額最少和最多的公司。在一頓早餐中食物卡路里含量占比圖中，最小、最大值對(duì)應(yīng)卡路里含量最少和最多的食物。尋找最大值與最小值研究者更關(guān)注整體的分布構(gòu)成以及各部分之間的相對(duì)關(guān)系。如早餐中雞蛋、面包、牛奶的卡路里含量是否均衡，是否存在某一種成分的卡路里含量占絕大多數(shù)。本章涉及的圖表類(lèi)型將幫助讀者解答類(lèi)似問(wèn)題，理解各部分在整體中的占比和相互關(guān)系。研究整體分布與相對(duì)關(guān)系比例數(shù)據(jù)可視化目的--------------PowerPointDesign部分與整體02PARTPOWERPOINTDESIGN餅圖基本框架與特點(diǎn)餅圖是常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)模型，用來(lái)直觀形象地表示比例關(guān)系。雖然可以在對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)上精確數(shù)據(jù)，但有時(shí)楔形角度過(guò)小，數(shù)據(jù)標(biāo)注會(huì)存在一定困難，無(wú)法兼顧美觀。餅圖不太適合表示精確的數(shù)據(jù)，但可以直觀呈現(xiàn)各部分占比差別，以及部分與整體之間的比例關(guān)系。如圖6-2所示的入學(xué)時(shí)間餅圖，清晰地展示了不同入學(xué)時(shí)間學(xué)生所占的比例。餅圖繪制代碼示例使用Matplotlib繪制餅圖的代碼示例：pythonimportmatplotlib.pyplotaspltplt.rcParams['font.sans-serif']='SimHei'#設(shè)置中文顯示plt.figure(figsize=(6,6))#將畫(huà)布設(shè)定為正方形，則繪制的餅圖是正圓label=['正常入學(xué)','錯(cuò)后入學(xué)','提前入學(xué)']#定義餅圖的標(biāo)簽explode=[0.01,0.01,0.01]#設(shè)定各項(xiàng)距離圓心n個(gè)半徑values=[719,84,196]plt.pie(values,explode=explode,labels=label,autopct='%1.1f%%')plt.title('入學(xué)時(shí)間餅圖')#繪制標(biāo)題plt.savefig('./入學(xué)時(shí)間餅圖')#保存圖片plt.show()該代碼生成的圖形如圖6-4所示，通過(guò)設(shè)置標(biāo)簽、顏色和寬度屬性，繪制出了具有視覺(jué)效果的環(huán)形圖，用于展示不同入學(xué)時(shí)間的學(xué)生比例。餅圖堆疊柱形圖的基本框架如圖6-5所示。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)值軸一般表示比例，堆疊柱狀圖在進(jìn)行不同比例之間的變化的比較時(shí)以及時(shí)間序列比較時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。例如，對(duì)五個(gè)公司三年的營(yíng)業(yè)額進(jìn)行可視化時(shí)，使用餅圖很難確切看到發(fā)生了什么，而切換到堆積條形圖時(shí)，可以清楚地看到A公司的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)和E公司的市場(chǎng)份額萎縮的趨勢(shì)，如圖6-7所示。堆疊柱形圖基本框架與優(yōu)勢(shì)具體代碼可以參考第四章中4.3.3堆疊柱形圖部分，在此不再敘述。堆疊柱形圖代碼參考比例中的堆疊矩形樹(shù)圖繪制代碼示例使用Python的squarify庫(kù)生成矩形樹(shù)圖的代碼示例：生成的圖形如圖6-9所示，通過(guò)設(shè)置大小、標(biāo)簽和透明度，繪制出了矩形樹(shù)圖，用于展示不同類(lèi)別的比例關(guān)系。矩形樹(shù)圖基本框架與特點(diǎn)矩形樹(shù)圖是一種基于面積的可視化方式。外部矩形代表父類(lèi)別，內(nèi)部矩形代表子類(lèi)別。矩形樹(shù)圖可以呈現(xiàn)樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)比例關(guān)系。其基本框架如圖6-8所示。當(dāng)類(lèi)目數(shù)據(jù)較多且有多個(gè)層次的時(shí)候，餅圖的展示效果往往會(huì)打折扣，矩形樹(shù)圖能更清晰、層次化地展示數(shù)據(jù)的占比關(guān)系。如電子商務(wù)、產(chǎn)品銷(xiāo)售等涉及大量品類(lèi)的分析，都可以用矩形樹(shù)圖。矩形樹(shù)圖和弦圖基本框架與特點(diǎn)和弦圖繪制代碼示例和弦圖是一種用于展示多個(gè)項(xiàng)目之間關(guān)系的可視化方法。在和弦圖中，數(shù)據(jù)通常以一個(gè)圓環(huán)來(lái)表示，節(jié)點(diǎn)圍繞著圓周分布，點(diǎn)與點(diǎn)之間以弧線彼此連接以顯示當(dāng)中關(guān)系，通過(guò)每個(gè)圓弧的大小比例給每個(gè)連接分配數(shù)值。此外，還可以通過(guò)顏色將數(shù)據(jù)分類(lèi)，直觀地進(jìn)行比較和區(qū)分。這些數(shù)據(jù)段之間的關(guān)系通過(guò)圓環(huán)內(nèi)部的弦（線條）來(lái)表示，弦的大小通常表示關(guān)系的強(qiáng)度或數(shù)據(jù)的量。和弦圖常用于展示如社交網(wǎng)絡(luò)、交通流量、商品交換等多個(gè)項(xiàng)目之間的相互聯(lián)系和交互模式。其基本框架如圖6-9所示。使用基于matplotlib的第三方庫(kù)mpl_chord_diagram繪制和弦圖的代碼示例：生成的圖形如圖6-12所示，通過(guò)設(shè)置節(jié)點(diǎn)名稱(chēng)和流量矩陣，繪制出了和弦圖，用于展示不同城市之間的交通流量關(guān)系。0102和弦圖旭日?qǐng)D基本框架與特點(diǎn)旭日?qǐng)D是一種用于可視化層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖表，通過(guò)多層的圓環(huán)展示數(shù)據(jù)的層次關(guān)系和比例大小。旭日?qǐng)D的中心是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的根節(jié)點(diǎn)，每一層的圓環(huán)代表了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)層級(jí)，向外層擴(kuò)展顯示更深層次的數(shù)據(jù)。旭日?qǐng)D非常適合于展示樹(shù)形數(shù)據(jù)的分布情況，比如文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)、公司的組織架構(gòu)、網(wǎng)站的導(dǎo)航結(jié)構(gòu)等。其基本框架如圖6-13所示。0102使用pyecharts庫(kù)創(chuàng)建旭日?qǐng)D的代碼示例：生成的圖形如圖6-14所示，通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和配置項(xiàng)，創(chuàng)建了旭日?qǐng)D，用于展示層次數(shù)據(jù)的分布情況。旭日?qǐng)D繪制代碼示例旭日?qǐng)D--------------PowerPointDesign時(shí)空比例數(shù)據(jù)可視化03PARTPOWERPOINTDESIGN堆疊面積圖的基本框架如圖6-15所示?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)往往都帶有時(shí)間維度的信息，時(shí)間屬性的比例數(shù)據(jù)也是經(jīng)常出現(xiàn)的。例如，每年都會(huì)對(duì)各項(xiàng)消費(fèi)占居民總消費(fèi)的比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每一的調(diào)查結(jié)果都會(huì)積累下來(lái)。01各種消費(fèi)占比隨著時(shí)間的變化情況是國(guó)家很關(guān)心的信息，這可以反映國(guó)民的生活是越來(lái)越好了還是越來(lái)越差了。假設(shè)存在多個(gè)時(shí)間序列圖表，現(xiàn)在將它們從下往上堆疊，填滿(mǎn)空白的區(qū)域，最終得到一個(gè)堆疊面積圖，水平軸代表時(shí)間，垂直軸的數(shù)值范圍為0到100%。02堆疊面積圖基本框架與特點(diǎn)0201使用matplotlib生成堆疊面積圖的代碼示例：生成的圖形如圖6-16所示，通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)和標(biāo)簽，繪制出了堆疊面積圖，用于展示不同系列隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。堆疊面積圖繪制代碼示例--------------PowerPointDesign習(xí)題04PARTPOWERPOINTDESIGN01餅圖主要用于展示哪種類(lèi)型的數(shù)據(jù)？B.比例數(shù)據(jù)04矩形樹(shù)圖主要用來(lái)表示什么類(lèi)型的數(shù)據(jù)？B.層次數(shù)據(jù)02環(huán)形圖與餅圖不同之處在于什么？C.中間有一個(gè)“空洞”05和弦圖用于展示什么？C.項(xiàng)與項(xiàng)之間的流量或關(guān)系堆疊柱狀圖在數(shù)據(jù)可視化中主要用來(lái)展示什么？C.各部分之間的比例關(guān)系03選擇題1餅圖適合用于展示精確的數(shù)據(jù)比例。（×）2環(huán)形圖不能表示多個(gè)樣本之間的比例關(guān)系。（×）3堆疊柱狀圖不能用于展示時(shí)間序列數(shù)據(jù)的比例變化。（×）4矩形樹(shù)圖可以清晰地展示大量品類(lèi)的分析數(shù)據(jù)。（√）5旭日?qǐng)D適合用于展示復(fù)雜的層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（√）判斷題環(huán)形圖是餅圖的一種變體，特點(diǎn)是中間有空洞。矩形樹(shù)圖通過(guò)矩形的大小來(lái)表示數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)和比例大小。堆疊柱狀圖主要優(yōu)勢(shì)在于能夠展示各部分之間的比例關(guān)系的變化。和弦圖常用于展示項(xiàng)與項(xiàng)之間的相互關(guān)系和交互模式。在比例數(shù)據(jù)可視化中，用于表示整體中各部分比例的圖表是餅圖。填空題描述餅圖在數(shù)據(jù)可視化中的用途和限制。用途：餅圖用于直觀地展示各部分在整體中所占的比例關(guān)系，適用于展示簡(jiǎn)單的分類(lèi)數(shù)據(jù)占比情況。限制：餅圖不適合展示精確的數(shù)據(jù)比例，當(dāng)類(lèi)別較多或部分占比差異較小時(shí)，難以準(zhǔn)確區(qū)分各部分的具體數(shù)值，且不適合展示層次結(jié)構(gòu)或多個(gè)樣本之間的比例關(guān)系。環(huán)形圖與餅圖在視覺(jué)表現(xiàn)上有什么不同，環(huán)形圖的優(yōu)勢(shì)是什么？01020304不同：環(huán)形圖中間有一個(gè)“空洞”，而餅圖是一個(gè)完整的圓形。優(yōu)勢(shì)：環(huán)形圖可以同時(shí)展示多個(gè)樣本各部分所占的相應(yīng)比例，有利于構(gòu)成的比較研究，通過(guò)各個(gè)弧形的長(zhǎng)度衡量比例大小，更適合展示多個(gè)樣本之間的比例關(guān)系。如何解釋堆疊柱狀圖在比例數(shù)據(jù)可視化中的作用？堆疊柱狀圖在比例數(shù)據(jù)可視化中主要用于展示不同分類(lèi)之間的比例關(guān)系以及隨時(shí)間或其他變量的變化趨勢(shì)。它能夠清晰地展示各部分在整體中的占比，并且可以直觀地比較不同分類(lèi)之間的差異和變化，適用于展示時(shí)間序列數(shù)據(jù)的比例變化或不同組之間的比較。05060708問(wèn)答題01設(shè)計(jì)一個(gè)場(chǎng)景，說(shuō)明如何使用餅圖和環(huán)形圖來(lái)分析市場(chǎng)份額數(shù)據(jù)。0302假設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)集包含多個(gè)年份的公司收入數(shù)據(jù)，如何使用堆疊柱狀圖和旭日?qǐng)D來(lái)展示每年收入中不同產(chǎn)品的收入比例變化？場(chǎng)景：假設(shè)有一家公司在分析其在不同地區(qū)的市場(chǎng)份額。首先，使用餅圖展示該公司在各個(gè)地區(qū)的市場(chǎng)份額占比，通過(guò)不同顏色的扇形區(qū)域直觀地表示各地區(qū)在公司總市場(chǎng)份額中的比例。然后，使用環(huán)形圖展示多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在同一地區(qū)的市場(chǎng)份額，通過(guò)環(huán)形圖的多個(gè)環(huán)來(lái)比較不同公司在同一地區(qū)的市場(chǎng)份額構(gòu)成，從而了解公司在各地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)地位和市場(chǎng)分布情況。首先，使用堆疊柱狀圖展示每年公司收入中不同產(chǎn)品的收入比例。將年份作為X軸，收入作為Y軸，不同產(chǎn)品的收入用不同顏色的柱子堆疊在一起，從而直觀地展示每年各產(chǎn)品收入在公司總收入中的占比以及隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。然后，使用旭日?qǐng)D展示層次化的收入數(shù)據(jù)，將年份作為最外層的圓環(huán)，產(chǎn)品類(lèi)別作為內(nèi)層的圓環(huán)，通過(guò)不同顏色和大小的扇形區(qū)域表示各產(chǎn)品在不同年份的收入比例，從而清晰地展示收入數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)和隨時(shí)間的變化情況，便于分析公司收入的動(dòng)態(tài)變化和產(chǎn)品收入的貢獻(xiàn)度。04應(yīng)用題--------------PowerPointDesign實(shí)訓(xùn)：使用Pyecharts構(gòu)建數(shù)據(jù)大屏05PARTPOWERPOINTDESIGN在Python環(huán)境中使用Pyecharts庫(kù)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)大屏，該數(shù)據(jù)大屏應(yīng)包含多種類(lèi)型的圖表，如柱狀圖、餅圖、地圖、散點(diǎn)圖等。目標(biāo)是熟悉Pyecharts的基本繪圖功能，并通過(guò)將這些圖表集成到一個(gè)大屏幕中來(lái)提高數(shù)據(jù)可視化的效果和表達(dá)力。需求說(shuō)明確保Python環(huán)境已正確安裝，并通過(guò)pip安裝Pyecharts庫(kù)。環(huán)境準(zhǔn)備01將創(chuàng)建的多種圖表按照邏輯和美觀的布局集成到一個(gè)數(shù)據(jù)大屏中?？梢允褂肞yecharts中的Grid、Tab或Page等布局類(lèi)來(lái)組織圖表，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)大屏的布局設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)大屏集成02學(xué)習(xí)如何使用Pyecharts創(chuàng)建基本的圖表類(lèi)型，掌握他們的配置方法。開(kāi)始可以使用random等庫(kù)來(lái)隨機(jī)創(chuàng)建模擬數(shù)據(jù)，