这40个Python可视化图表案例，强烈建议收藏

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大家好，我是小F～

数据可视化是数据科学中关键的一步。

在以图形方式表现某些数据时，Python能够提供很大的帮助。

不过有些小伙伴也会遇到不少问题，比如选择何种图表，以及如何制作，代码如何编写，这些都是问题！

今天给大家介绍一个Python图表大全，40个种类，总计约400个示例图表。

分为7个大系列，分布、关系、排行、局部整体、时间序列、地理空间、流程。

文档地址

https://www.python-graph-gallery.com

GitHub地址

https://github.com/holtzy/The-Python-Graph-Gallery

给大家提供了示例及代码，几分钟内就能构建一个你所需要的图表。

下面就给大家介绍一下～

01. 小提琴图

小提琴图可以将一组或多组数据的数值变量分布可视化。

相比有时会隐藏数据特征的箱形图相比，小提琴图值得更多关注。

import seaborn as sns import matplotlib.pyplot as plt# 加载数据 df = sns.load_dataset('iris', data_home='seaborn-data', cache=True)# 绘图显示 sns.violinplot(x=df["species"], y=df["sepal_length"]) plt.show()

使用Seaborn的violinplot()进行绘制，结果如下。

02. 核密度估计图

核密度估计图其实是对直方图的一个自然拓展。

可以可视化一个或多个组的数值变量的分布，非常适合大型数据集。

import seaborn as sns import matplotlib.pyplot as plt# 加载数据 df = sns.load_dataset('iris', data_home='seaborn-data', cache=True)# 绘图显示 sns.kdeplot(df['sepal_width']) plt.show()

使用Seaborn的kdeplot()进行绘制，结果如下。

03. 直方图

直方图，可视化一组或多组数据的分布情况。

import seaborn as sns import matplotlib.pyplot as plt# 加载数据 df = sns.load_dataset('iris', data_home='seaborn-data', cache=True)# 绘图显示 sns.distplot(a=df["sepal_length"], hist=True, kde=False, rug=False) plt.show()

使用Seaborn的distplot()进行绘制，结果如下。

04. 箱形图

箱形图，可视化一组或多组数据的分布情况。

可以快速获得中位数、四分位数和异常值，但也隐藏数据集的各个数据点。

import seaborn as sns import matplotlib.pyplot as plt# 加载数据 df = sns.load_dataset('iris', data_home='seaborn-data', cache=True)# 绘图显示 sns.boxplot(x=df["species"], y=df["sepal_length"]) plt.show()

使用Seaborn的boxplot()进行绘制，结果如下。

05. 山脊线图

山脊线图，总结几组数据的分布情况。

每个组都表示为一个密度图，每个密度图相互重叠以更有效地利用空间。

import plotly.graph_objects as go import numpy as np import pandas as pd# 读取数据 temp = pd.read_csv('2016-weather-data-seattle.csv') # 数据处理, 时间格式转换 temp['year'] = pd.to_datetime(temp['Date']).dt.year# 选择几年的数据展示即可 year_list = [1950, 1960, 1970, 1980, 1990, 2000, 2010] temp = temp[temp['year'].isin(year_list)]# 绘制每年的直方图，以年和平均温度分组，并使用'count'函数进行汇总 temp = temp.groupby(['year', 'Mean_TemperatureC']).agg({'Mean_TemperatureC': 'count'}).rename(columns={'Mean_TemperatureC': 'count'}).reset_index()# 使用Plotly绘制脊线图，每个轨迹对应于特定年份的温度分布 # 将每年的数据(温度和它们各自的计数)存储在单独的数组，并将其存储在字典中以方便检索 array_dict = {} for year in year_list:     # 每年平均温度     array_dict[f'x_{year}'] = temp[temp['year'] == year]['Mean_TemperatureC']     # 每年温度计数     array_dict[f'y_{year}'] = temp[temp['year'] == year]['count']     array_dict[f'y_{year}'] = (array_dict[f'y_{year}'] - array_dict[f'y_{year}'].min()) \                               / (array_dict[f'y_{year}'].max() - array_dict[f'y_{year}'].min())# 创建一个图像对象 fig = go.Figure() for index, year in enumerate(year_list):     # 使用add_trace()绘制轨迹     fig.add_trace(go.Scatter(         x=[-20, 40], y=np.full(2, len(year_list) - index),         mode='lines',         line_color='white'))    fig.add_trace(go.Scatter(         x=array_dict[f'x_{year}'],         y=array_dict[f'y_{year}'] + (len(year_list) - index) + 0.4,         fill='tonexty',         name=f'{year}'))    # 添加文本     fig.add_annotation(         x=-20,         y=len(year_list) - index,         text=f'{year}',         showarrow=False,         yshift=10)# 添加标题、图例、xy轴参数 fig.update_layout(     title='1950年～2010年西雅图平均温度',     showlegend=False,     xaxis=dict(title='单位: 摄氏度'),     yaxis=dict(showticklabels=False) )# 跳转网页显示 fig.show()

Seaborn没有专门的函数来绘制山脊线图，可以多次调用kdeplot()来制作。

结果如下。

06. 散点图

散点图，显示2个数值变量之间的关系。

import seaborn as sns import matplotlib.pyplot as plt# 加载数据 df = sns.load_dataset('iris', data_home='seaborn-data', cache=True)# 绘图显示 sns.regplot(x=df["sepal_length"], y=df["sepal_width"]) plt.show()

使用Seaborn的regplot()进行绘制，结果如下。

07. 矩形热力图

矩形热力图，矩阵中的每个值都被表示为一个颜色数据。

import seaborn as sns import pandas as pd import numpy as np# Create a dataset df = pd.DataFrame(np.random.random((5,5)), columns=["a","b","c","d","e"])# Default heatmap p1 = sns.heatmap(df)

使用Seaborn的heatmap()进行绘制，结果如下。

08. 相关性图

相关性图或相关矩阵图，分析每对数据变量之间的关系。

相关性可视化为散点图，对角线用直方图或密度图表示每个变量的分布。

import seaborn as sns import matplotlib.pyplot as plt# 加载数据 df = sns.load_dataset('iris', data_home='seaborn-data', cache=True)# 绘图显示 sns.pairplot(df) plt.show()

使用Seaborn的pairplot()进行绘制，结果如下。

09. 气泡图

气泡图其实就是一个散点图，其中圆圈大小被映射到第三数值变量的值。

import matplotlib.pyplot as plt import seaborn as sns from gapminder import gapminder# 导入数据 data = gapminder.loc[gapminder.year == 2007]# 使用scatterplot创建气泡图 sns.scatterplot(data=data, x="gdpPercap", y="lifeExp", size="pop", legend=False, sizes=(20, 2000))# 显示 plt.show()

使用Seaborn的scatterplot()进行绘制，结果如下。

10. 连接散点图

连接散点图就是一个线图，其中每个数据点由圆形或任何类型的标记展示。

import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np import pandas as pd# 创建数据 df = pd.DataFrame({'x_axis': range(1, 10), 'y_axis': np.random.randn(9) * 80 + range(1, 10)})# 绘制显示 plt.plot('x_axis', 'y_axis', data=df, linestyle='-', marker='o') plt.show()

使用Matplotlib的plot()进行绘制，结果如下。

11. 二维密度图

二维密度图或二维直方图，可视化两个定量变量的组合分布。

它们总是在X轴上表示一个变量，另一个在Y轴上，就像散点图。

然后计算二维空间特定区域内的次数，并用颜色渐变表示。

形状变化：六边形a hexbin chart，正方形a 2d histogram，核密度2d density plots或contour plots。

import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.stats import kde# 创建数据, 200个点 data = np.random.multivariate_normal([0, 0], [[1, 0.5], [0.5, 3]], 200) x, y = data.T# 创建画布, 6个子图 fig, axes = plt.subplots(ncols=6, nrows=1, figsize=(21, 5))# 第一个子图, 散点图 axes[0].set_title('Scatterplot') axes[0].plot(x, y, 'ko')# 第二个子图, 六边形 nbins = 20 axes[1].set_title('Hexbin') axes[1].hexbin(x, y, gridsize=nbins, cmap=plt.cm.BuGn_r)# 2D 直方图 axes[2].set_title('2D Histogram') axes[2].hist2d(x, y, bins=nbins, cmap=plt.cm.BuGn_r)# 高斯kde k = kde.gaussian_kde(data.T) xi, yi = np.mgrid[x.min():x.max():nbins * 1j, y.min():y.max():nbins * 1j] zi = k(np.vstack([xi.flatten(), yi.flatten()]))# 密度图 axes[3].set_title('Calculate Gaussian KDE') axes[3].pcolormesh(xi, yi, zi.reshape(xi.shape), shading='auto', cmap=plt.cm.BuGn_r)# 添加阴影 axes[4].set_title('2D Density with shading') axes[4].pcolormesh(xi, yi, zi.reshape(xi.shape), shading='gouraud', cmap=plt.cm.BuGn_r)# 添加轮廓 axes[5].set_title('Contour') axes[5].pcolormesh(xi, yi, zi.reshape(xi.shape), shading='gouraud', cmap=plt.cm.BuGn_r) axes[5].contour(xi, yi, zi.reshape(xi.shape))plt.show()

使用Matplotlib和scipy进行绘制，结果如下。

12. 条形图

条形图表示多个明确的变量的数值关系。每个变量都为一个条形。条形的大小代表其数值。

import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt# 生成随机数据 height = [3, 12, 5, 18, 45] bars = ('A', 'B', 'C', 'D', 'E') y_pos = np.arange(len(bars))# 创建条形图 plt.bar(y_pos, height)# x轴标签 plt.xticks(y_pos, bars)# 显示 plt.show()

使用Matplotlib的bar()进行绘制，结果如下。

13. 雷达图

雷达图，可以可视化多个定量变量的一个或多个系列的值。

每个变量都有自己的轴，所有轴都连接在图形的中心。

import matplotlib.pyplot as plt import pandas as pd from math import pi# 设置数据 df = pd.DataFrame({     'group': ['A', 'B', 'C', 'D'],     'var1': [38, 1.5, 30, 4],     'var2': [29, 10, 9, 34],     'var3': [8, 39, 23, 24],     'var4': [7, 31, 33, 14],     'var5': [28, 15, 32, 14] })# 目标数量 categories = list(df)[1:] N = len(categories)# 角度 angles = [n / float(N) * 2 * pi for n in range(N)] angles += angles[:1]# 初始化 ax = plt.subplot(111, polar=True)# 设置第一处 ax.set_theta_offset(pi / 2) ax.set_theta_direction(-1)# 添加背景信息 plt.xticks(angles[:-1], categories) ax.set_rlabel_position(0) plt.yticks([10, 20, 30], ["10", "20", "30"], color="grey", size=7) plt.ylim(0, 40)# 添加数据图# 第一个 values = df.loc[0].drop('group').values.flatten().tolist() values += values[:1] ax.plot(angles, values, linewidth=1, linestyle='solid', label="group A") ax.fill(angles, values, 'b', alpha=0.1)# 第二个 values = df.loc[1].drop('group').values.flatten().tolist() values += values[:1] ax.plot(angles, values, linewidth=1, linestyle='solid', label="group B") ax.fill(angles, values, 'r', alpha=0.1)# 添加图例 plt.legend(loc='upper right', bbox_to_anchor=(0.1, 0.1))# 显示 plt.show()

使用Matplotlib进行绘制，结果如下。

14. 词云图

词云图是文本数据的视觉表示。

单词通常是单个的，每个单词的重要性以字体大小或颜色表示。

from wordcloud import WordCloud import matplotlib.pyplot as plt# 添加词语 text=("Python Python Python Matplotlib Chart Wordcloud Boxplot")# 创建词云对象 wordcloud = WordCloud(width=480, height=480, margin=0).generate(text)# 显示词云图 plt.imshow(wordcloud, interpolation='bilinear') plt.axis("off") plt.margins(x=0, y=0) plt.show()

使用wordcloud进行绘制，结果如下。

15. 平行座标图

一个平行座标图，能够比较不同系列相同属性的数值情况。

Pandas可能是绘制平行坐标图的最佳方式。

import seaborn as sns import matplotlib.pyplot as plt from pandas.plotting import parallel_coordinates# 读取数据 data = sns.load_dataset('iris', data_home='seaborn-data', cache=True)# 创建图表 parallel_coordinates(data, 'species', colormap=plt.get_cmap("Set2"))# 显示 plt.show()

使用Pandas的parallel_coordinates()进行绘制，结果如下。

16. 棒棒糖图

棒棒糖图其实就是柱状图的变形，显示一个线段和一个圆。

import matplotlib.pyplot as plt import pandas as pd import numpy as np# 创建数据 df = pd.DataFrame({'group': list(map(chr, range(65, 85))), 'values': np.random.uniform(size=20) })# 排序取值 ordered_df = df.sort_values(by='values') my_range = range(1, len(df.index)+1)# 创建图表 plt.stem(ordered_df['values']) plt.xticks(my_range, ordered_df['group'])# 显示 plt.show()

使用Matplotlib的stem()进行绘制，结果如下。

17. 径向柱图

径向柱图同样也是条形图的变形，但是使用极坐标而不是直角坐标系。

绘制起来有点麻烦，而且比柱状图准确度低，但更引人注目。

import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np# 生成数据 df = pd.DataFrame(         {             'Name': ['item ' + str(i) for i in list(range(1, 51)) ],             'Value': np.random.randint(low=10, high=100, size=50)         })# 排序 df = df.sort_values(by=['Value'])# 初始化画布 plt.figure(figsize=(20, 10)) ax = plt.subplot(111, polar=True) plt.axis('off')# 设置图表参数 upperLimit = 100 lowerLimit = 30 labelPadding = 4# 计算最大值 max = df['Value'].max()# 数据下限10, 上限100 slope = (max - lowerLimit) / max heights = slope * df.Value + lowerLimit# 计算条形图的宽度 width = 2*np.pi / len(df.index)# 计算角度 indexes = list(range(1, len(df.index)+1)) angles = [element * width for element in indexes]# 绘制条形图 bars = ax.bar(     x=angles,     height=heights,     width=width,     bottom=lowerLimit,     linewidth=2,     edgecolor="white",     color="#61a4b2", )# 添加标签 for bar, angle, height, label in zip(bars,angles, heights, df["Name"]):    # 旋转     rotation = np.rad2deg(angle)    # 翻转     alignment = ""     if angle >= np.pi/2 and angle < 3*np.pi/2:         alignment = "right"         rotation = rotation + 180     else:         alignment = "left"    # 最后添加标签     ax.text(         x=angle,         y=lowerLimit + bar.get_height() + labelPadding,         s=label,         ha=alignment,         va='center',         rotation=rotation,         rotation_mode="anchor")plt.show()

使用Matplotlib进行绘制，结果如下。

18. 矩形树图

矩形树图是一种常见的表达『层级数据』『树状数据』的可视化形式。

它主要用面积的方式，便于突出展现出『树』的各层级中重要的节点。

import matplotlib.pyplot as plt import squarify import pandas as pd# 创建数据 df = pd.DataFrame({'nb_people': [8, 3, 4, 2], 'group': ["group A", "group B", "group C", "group D"]})# 绘图显示 squarify.plot(sizes=df['nb_people'], label=df['group'], alpha=.8 ) plt.axis('off') plt.show()

使用squarify库进行绘制，结果如下。

19. 维恩图

维恩图，显示不同组之间所有可能的关系。

import matplotlib.pyplot as plt from matplotlib_venn import venn2# 创建图表 venn2(subsets=(10, 5, 2), set_labels=('Group A', 'Group B'))# 显示 plt.show()

使用matplotlib_venn库进行绘制，结果如下。

20. 圆环图

圆环图，本质上就是一个饼图，中间切掉了一个区域。

import matplotlib.pyplot as plt# 创建数据 size_of_groups = [12, 11, 3, 30]# 生成饼图 plt.pie(size_of_groups)# 在中心添加一个圆, 生成环形图 my_circle = plt.Circle((0, 0), 0.7, color='white') p = plt.gcf() p.gca().add_artist(my_circle)plt.show()

使用Matplotlib进行绘制，结果如下。

21. 饼图

饼图，最常见的可视化图表之一。

将圆划分成一个个扇形区域，每个区域代表在整体中所占的比例。

import matplotlib.pyplot as plt# 创建数据 size_of_groups = [12, 11, 3, 30]# 生成饼图 plt.pie(size_of_groups) plt.show()

使用Matplotlib进行绘制，结果如下。

22. 树图

树图主要用来可视化树形数据结构，是一种特殊的层次类型，具有唯一的根节点，左子树，和右子树。

import pandas as pd from matplotlib import pyplot as plt from scipy.cluster.hierarchy import dendrogram, linkage# 读取数据 df = pd.read_csv('mtcars.csv') df = df.set_index('model')# 计算每个样本之间的距离 Z = linkage(df, 'ward')# 绘图 dendrogram(Z, leaf_rotation=90, leaf_font_size=8, labels=df.index)# 显示 plt.show()

使用Scipy进行绘制，结果如下。

23. 气泡图

气泡图，表示层次结构及数值大小。

import circlify import matplotlib.pyplot as plt# 创建画布, 包含一个子图 fig, ax = plt.subplots(figsize=(14, 14))# 标题 ax.set_title('Repartition of the world population')# 移除坐标轴 ax.axis('off')# 人口数据 data = [{'id': 'World', 'datum': , 'children': [               {'id': "North America", 'datum': ,                   'children': [                      {'id': "United States", 'datum': },                      {'id': "Mexico", 'datum': },                      {'id': "Canada", 'datum': }                    ]},               {'id': "South America", 'datum': ,                   'children': [                      {'id': "Brazil", 'datum': },                      {'id': "Colombia", 'datum': },                      {'id': "Argentina", 'datum': }                    ]},               {'id': "Europe", 'datum': ,                   'children': [                      {'id': "Germany", 'datum': },                      {'id': "France", 'datum': },                      {'id': "United Kingdom", 'datum': }                    ]},               {'id': "Africa", 'datum': ,                   'children': [                      {'id': "Nigeria", 'datum': },                      {'id': "Ethiopia", 'datum': },                      {'id': "Egypt", 'datum': }                    ]},               {'id': "Asia", 'datum': ,                   'children': [                      {'id': "China", 'datum': },                      {'id': "India", 'datum': },                      {'id': "Indonesia", 'datum': }                    ]}     ]}]# 使用circlify()计算, 获取圆的大小, 位置 circles = circlify.circlify(     data,     show_enclosure=False,     target_enclosure=circlify.Circle(x=0, y=0, r=1) )lim = max(     max(         abs(circle.x) + circle.r,         abs(circle.y) + circle.r,     )     for circle in circles ) plt.xlim(-lim, lim) plt.ylim(-lim, lim)for circle in circles:     if circle.level != 2:         continue     x, y, r = circle     ax.add_patch(plt.Circle((x, y), r, alpha=0.5, linewidth=2, color="lightblue"))for circle in circles:     if circle.level != 3:         continue     x, y, r = circle     label = circle.ex["id"]     ax.add_patch(plt.Circle((x, y), r, alpha=0.5, linewidth=2, color="#69b3a2"))     plt.annotate(label, (x, y), ha='center', color="white")for circle in circles:     if circle.level != 2:         continue     x, y, r = circle     label = circle.ex["id"]     plt.annotate(label, (x, y), va='center', ha='center', bbox=dict(facecolor='white', edgecolor='black', boxstyle='round', pad=.5))plt.show()

使用Circlify进行绘制，结果如下。

24. 折线图

折线图是最常见的图表类型之一。

将各个数据点标志连接起来的图表，用于展现数据的变化趋势。

import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np# 创建数据 values = np.cumsum(np.random.randn(1000, 1))# 绘制图表 plt.plot(values) plt.show()

使用Matplotlib进行绘制，结果如下。

25. 面积图

面积图和折线图非常相似，区别在于和x坐标轴间是否被颜色填充。

import matplotlib.pyplot as plt# 创建数据 x = range(1, 6) y = [1, 4, 6, 8, 4]# 生成图表 plt.fill_between(x, y) plt.show()

使用Matplotlib的fill_between()进行绘制，结果如下。

26. 堆叠面积图

堆叠面积图表示若干个数值变量的数值演变。

每个显示在彼此的顶部，易于读取总数，但较难准确读取每个的值。

import matplotlib.pyplot as plt# 创建数据 x = range(1, 6) y1 = [1, 4, 6, 8, 9] y2 = [2, 2, 7, 10, 12] y3 = [2, 8, 5, 10, 6]# 生成图表 plt.stackplot(x, y1, y2, y3, labels=['A', 'B', 'C']) plt.legend(loc='upper left') plt.show()

使用Matplotlib的stackplot()进行绘制，结果如下。

27. 河流图

河流图是一种特殊的流图, 它主要用来表示事件或主题等在一段时间内的变化。

围绕着中心轴显示，且边缘是圆形的，从而形成流动的形状。

import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np from scipy import stats# 添加数据 x = np.arange(1990, 2020) y = [np.random.randint(0, 5, size=30) for _ in range(5)]def gaussian_smooth(x, y, grid, sd):     """平滑曲线"""     weights = np.transpose([stats.norm.pdf(grid, m, sd) for m in x])     weights = weights / weights.sum(0)     return (weights * y).sum(1)# 自定义颜色 COLORS = ["#D0D1E6", "#A6BDDB", "#74A9CF", "#2B8CBE", "#045A8D"]# 创建画布 fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 7))# 生成图表 grid = np.linspace(1985, 2025, num=500) y_smoothed = [gaussian_smooth(x, y_, grid, 1) for y_ in y] ax.stackplot(grid, y_smoothed, colors=COLORS, baseline="sym")# 显示 plt.show()

先使用Matplotlib绘制堆积图，设置stackplot()的baseline参数，可将数据围绕x轴展示。

再通过scipy.interpolate平滑曲线，最终结果如下。

28. 时间序列图

时间序列图是指能够展示数值演变的所有图表。

比如折线图、柱状图、面积图等等。

import numpy as np import seaborn as sns import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt# 创建数据 my_count = ["France", "Australia", "Japan", "USA", "Germany", "Congo", "China", "England", "Spain", "Greece", "Marocco",             "South Africa", "Indonesia", "Peru", "Chili", "Brazil"] df = pd.DataFrame({     "country": np.repeat(my_count, 10),     "years": list(range(2000, 2010)) * 16,     "value": np.random.rand(160) })# 创建网格 g = sns.FacetGrid(df, col='country', hue='country', col_wrap=4, )# 添加曲线图 g = g.map(plt.plot, 'years', 'value')# 面积图 g = g.map(plt.fill_between, 'years', 'value', alpha=0.2).set_titles("{col_name} country")# 标题 g = g.set_titles("{col_name}")# 总标题 plt.subplots_adjust(top=0.92) g = g.fig.suptitle('Evolution of the value of stuff in 16 countries')# 显示 plt.show()

下面以一个时间序列面积图为例，显示多组数据，结果如下。

29. 地图

所有的地理空间数据分析应该都离不开地图吧！

import pandas as pd
import folium# 创建地图对象
m = folium.Map(location=[20, 0], tiles="OpenStreetMap", zoom_start=2)# 创建图标数据
data = pd.DataFrame({
   'lon': [-58, 2, 145, 30.32, -4.03, -73.57, 36.82, -38.5],
   'lat': [-34, 49, -38, 59.93, 5.33, 45.52, -1.29, -12.97],
   'name': ['Buenos Aires', 'Paris', 'melbourne', 'St Petersbourg', 'Abidjan', 'Montreal', 'Nairobi', 'Salvador'],
   'value': [10, 12, 40, 70, 23, 43, 100, 43]
}, dtype=str)# 添加信息
for i in range(0,len(data)):
    folium.Marker(
      location=[data.iloc[i]['lat'], data.iloc[i]['lon']],
      popup=data.iloc[i]['name'],
    ).add_to(m)# 保存
m.save('map.html')

使用Folium绘制谷歌地图风格的地图，结果如下。

30. 等值域地图

等值域地图，相同数值范围，着色相同。

import pandas as pd
import folium# 创建地图对象
m = folium.Map(location=[40, -95], zoom_start=4)# 读取数据
state_geo = f"us-states.json"
state_unemployment = f"US_Unemployment_Oct2012.csv"
state_data = pd.read_csv(state_unemployment)folium.Choropleth(
    geo_data=state_geo,
    name="choropleth",
    data=state_data,
    columns=["State", "Unemployment"],
    key_on="feature.id",
    fill_color="YlGn",
    fill_opacity=0.7,
    line_opacity=.1,
    legend_name="Unemployment Rate (%)",
).add_to(m)folium.LayerControl().add_to(m)
# 保存
m.save('choropleth-map.html')

使用Folium的choropleth()进行绘制，结果如下。

31. 网格地图

Hexbin地图，美国大选投票经常看见。

import pandas as pd import geopandas as gpd import matplotlib.pyplot as plt# 读取数据 file = "us_states_hexgrid.geojson.json" geoData = gpd.read_file(file) geoData['centroid'] = geoData['geometry'].apply(lambda x: x.centroid)mariageData = pd.read_csv("State_mariage_rate.csv") geoData['state'] = geoData['google_name'].str.replace(' \(United States\)','')geoData = geoData.set_index('state').join(mariageData.set_index('state'))# 初始化 fig, ax = plt.subplots(1, figsize=(6, 4))# 绘图 geoData.plot(     ax=ax,     column="y_2015",     cmap="BuPu",     norm=plt.Normalize(vmin=2, vmax=13),     edgecolor='black',     linewidth=.5 );# 不显示坐标轴 ax.axis('off')# 标题, 副标题,作者 ax.annotate('Mariage rate in the US', xy=(10, 340),  xycoords='axes pixels', horizontalalignment='left', verticalalignment='top', fontsize=14, color='black') ax.annotate('Yes, people love to get married in Vegas', xy=(10, 320),  xycoords='axes pixels', horizontalalignment='left', verticalalignment='top', fontsize=11, color='#') ax.annotate('xiao F', xy=(400, 0),  xycoords='axes pixels', horizontalalignment='left', verticalalignment='top', fontsize=8, color='#')# 每个网格 for idx, row in geoData.iterrows():     ax.annotate(         s=row['iso3166_2'],         xy=row['centroid'].coords[0],         horizontalalignment='center',         va='center',         color="white"     )# 添加颜色 sm = plt.cm.ScalarMappable(cmap='BuPu', norm=plt.Normalize(vmin=2, vmax=13)) fig.colorbar(sm, orientation="horizontal", aspect=50, fraction=0.005, pad=0 );# 显示 plt.show()

使用geopandas和matplotlib进行绘制，结果如下。

32. 变形地图

故名思义，就是形状发生改变的地图。

其中每个区域的形状，会根据数值发生扭曲变化。

这里没有相关的代码示例，直接上个图好了。

33. 连接映射地图

连接地图可以显示地图上几个位置之间的连接关系。

航空上经常用到的飞线图，应该是这个的升级版。

from mpl_toolkits.basemap import Basemap import matplotlib.pyplot as plt import pandas as pd# 数据 cities = {     'city': ["Paris", "Melbourne", "Saint.Petersburg", "Abidjan", "Montreal", "Nairobi", "Salvador"],     'lon': [2, 145, 30.32, -4.03, -73.57, 36.82, -38.5],     'lat': [49, -38, 59.93, 5.33, 45.52, -1.29, -12.97] } df = pd.DataFrame(cities, columns=['city', 'lon', 'lat'])# 创建地图 m = Basemap(llcrnrlon=-179, llcrnrlat=-60, urcrnrlon=179, urcrnrlat=70, projection='merc') m.drawmapboundary(fill_color='white', linewidth=0) m.fillcontinents(color='#f2f2f2', alpha=0.7) m.drawcoastlines(linewidth=0.1, color="white")# 循环建立连接 for startIndex, startRow in df.iterrows():     for endIndex in range(startIndex, len(df.index)):         endRow = df.iloc[endIndex]         m.drawgreatcircle(startRow.lon, startRow.lat, endRow.lon, endRow.lat, linewidth=1, color='#69b3a2');# 添加城市名称 for i, row in df.iterrows():     plt.annotate(row.city, xy=m(row.lon + 3, row.lat), verticalalignment='center')plt.show()

使用basemap绘制，结果如下。

34. 气泡地图

气泡地图，使用不同尺寸的圆来表示该地理坐标的数值。

import folium
import pandas as pd# 创建地图对象
m = folium.Map(location=[20,0], tiles="OpenStreetMap", zoom_start=2)# 坐标点数据
data = pd.DataFrame({
   'lon': [-58, 2, 145, 30.32, -4.03, -73.57, 36.82, -38.5],
   'lat': [-34, 49, -38, 59.93, 5.33, 45.52, -1.29, -12.97],
   'name': ['Buenos Aires', 'Paris', 'melbourne', 'St Petersbourg', 'Abidjan', 'Montreal', 'Nairobi', 'Salvador'],
   'value': [10, 12, 40, 70, 23, 43, 100, 43]
}, dtype=str)# 添加气泡
for i in range(0, len(data)):
    folium.Circle(
      location=[data.iloc[i]['lat'], data.iloc[i]['lon']],
      popup=data.iloc[i]['name'],
      radius=float(data.iloc[i]['value'])*20000,
      color='crimson',
      fill=True,
      fill_color='crimson'
    ).add_to(m)# 保存
m.save('bubble-map.html')

使用Folium的Circle()进行绘制，结果如下。

35. 和弦图

和弦图表示若干个实体(节点)之间的流或连接。

每个实体(节点)有圆形布局外部的一个片段表示。

然后在每个实体之间绘制弧线，弧线的大小与流的关系成正比。

from chord import Chordmatrix = [
    [0, 5, 6, 4, 7, 4],
    [5, 0, 5, 4, 6, 5],
    [6, 5, 0, 4, 5, 5],
    [4, 4, 4, 0, 5, 5],
    [7, 6, 5, 5, 0, 4],
    [4, 5, 5, 5, 4, 0],
]names = ["Action", "Adventure", "Comedy", "Drama", "Fantasy", "Thriller"]# 保存
Chord(matrix, names).to_html("chord-diagram.html")

使用Chord库进行绘制，结果如下。

36. 网状图

网状图显示的是一组实体之间的连接关系。

每个实体由一个节点表示，节点之间通过线段连接。

import pandas as pd import numpy as np import networkx as nx import matplotlib.pyplot as plt# 创建数据 ind1 = [5, 10, 3, 4, 8, 10, 12, 1, 9, 4] ind5 = [1, 1, 13, 4, 18, 5, 2, 11, 3, 8] df = pd.DataFrame(     {'A': ind1, 'B': ind1 + np.random.randint(10, size=(10)), 'C': ind1 + np.random.randint(10, size=(10)),      'D': ind1 + np.random.randint(5, size=(10)), 'E': ind1 + np.random.randint(5, size=(10)), 'F': ind5,      'G': ind5 + np.random.randint(5, size=(10)), 'H': ind5 + np.random.randint(5, size=(10)),      'I': ind5 + np.random.randint(5, size=(10)), 'J': ind5 + np.random.randint(5, size=(10))})# 计算相关性 corr = df.corr()# 转换 links = corr.stack().reset_index() links.columns = ['var1', 'var2', 'value']# 保持相关性超过一个阈值, 删除自相关性 links_filtered = links.loc[(links['value'] > 0.8) & (links['var1'] != links['var2'])]# 生成图 G = nx.from_pandas_edgelist(links_filtered, 'var1', 'var2')# 绘制网络 nx.draw(G, with_labels=True, node_color='orange', node_size=400, edge_color='black', linewidths=1, font_size=15)# 显示 plt.show()

使用NetworkX库进行绘制，结果如下。

37. 桑基图

桑基图是一种特殊的流图。

它主要用来表示原材料、能量等如何从初始形式经过中间过程的加工、转化到达最终形式。

Plotly可能是创建桑基图的最佳工具，通过Sankey()在几行代码中获得一个图表。

import plotly.graph_objects as go
import json# 读取数据
with open('sankey_energy.json') as f:
    data = json.load(f)# 透明度
opacity = 0.4
# 颜色
data['data'][0]['node']['color'] = ['rgba(255,0,255, 0.8)' if color == "magenta" else color for color in data['data'][0]['node']['color']]
data['data'][0]['link']['color'] = [data['data'][0]['node']['color'][src].replace("0.8", str(opacity))
                                    for src in data['data'][0]['link']['source']]fig = go.Figure(data=[go.Sankey(
    valueformat=".0f",
    valuesuffix="TWh",
    # 点
    node=dict(
      pad=15,
      thickness=15,
      line=dict(color = "black", width = 0.5),
      label=data['data'][0]['node']['label'],
      color=data['data'][0]['node']['color']
    ),
    # 线
    link=dict(
      source=data['data'][0]['link']['source'],
      target=data['data'][0]['link']['target'],
      value=data['data'][0]['link']['value'],
      label=data['data'][0]['link']['label'],
      color=data['data'][0]['link']['color']
))])fig.update_layout(title_text="Energy forecast for 2050<br>Source: Department of Energy & Climate Change, Tom Counsell via <a href='https://bost.ocks.org/mike/sankey/'>Mike Bostock</a>",
                  font_size=10)# 保持
fig.write_html("sankey-diagram.html")

使用Plotly库进行绘制，结果如下。

38. 弧线图

弧线图是一种特殊的网络图。

由代表实体的节点和显示实体之间关系的弧线组成的。

在弧线图中，节点沿单个轴显示，节点间通过圆弧线进行连接。

目前还不知道如何通过Python来构建弧线图，不过可以使用R或者D3.js。

下面就来看一个通过js生成的弧线图。

39. 环形布局关系图

可视化目标之间的关系，可以减少复杂网络下观察混乱。

和弧线图一样，也只能通R或者D3.js绘制。

D3.js绘制的示例如下。

40. 动态图表

动态图表本质上就是显示一系列静态图表。

可以描述目标从一种状态到另一种状态的变化。

import imageio import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt# 读取数据 data = pd.read_csv('gapminderData.csv') # 更改格式 data['continent'] = pd.Categorical(data['continent'])# 分辨率 dpi = 96filenames = [] # 每年的数据 for i in data.year.unique():     # 关闭交互式绘图     plt.ioff()    # 初始化     fig = plt.figure(figsize=(680 / dpi, 480 / dpi), dpi=dpi)    # 筛选数据     subsetData = data[data.year == i]    # 生成散点气泡图     plt.scatter(         x=subsetData['lifeExp'],         y=subsetData['gdpPercap'],         s=subsetData['pop'] / ,         c=subsetData['continent'].cat.codes,         cmap="Accent", alpha=0.6, edgecolors="white", linewidth=2)    # 添加相关信息     plt.yscale('log')     plt.xlabel("Life Expectancy")     plt.ylabel("GDP per Capita")     plt.title("Year: " + str(i))     plt.ylim(0, )     plt.xlim(30, 90)    # 保存     filename = './images/' + str(i) + '.png'     filenames.append(filename)     plt.savefig(fname=filename, dpi=96)     plt.gca()     plt.close(fig)# 生成GIF动态图表 with imageio.get_writer('result.gif', mode='I', fps=5) as writer:     for filename in filenames:         image = imageio.imread(filename)         writer.append_data(image)

以一个动态散点气泡图为例，

先用matplotlib绘制图表图片，再通过imageio生成GIF，结果如下。

好了，本期的分享就到此结束了。

其中使用到的可视化库，大部分通过pip install即可完成安装。

相关代码及文件已上传，评论区回复「可视化图表」即可获取。

有兴趣的小伙伴，可以自行去实践学习一下！