数据可视化应用技术教程

3.0 2024-10-18 0 0 116.33KB 16 页 8库币海报

数据可视化应用技术教程
第 1 章 数据可视化基础............................................................................................................... 3
1 数据可视化概述............................................................................................................. 3
2 可视化设计原则............................................................................................................. 3
2.1 准确性........................................................................................................................ 4
2.2 清晰性........................................................................................................................ 4
2.3 一致性........................................................................................................................ 4
2.4 美观性........................................................................................................................ 4
2.5 交互性........................................................................................................................ 4
3 常用数据可视化工具介绍............................................................................................. 4
3.1 Tableau...................................................................................................................... 4
3.2 Power BI.................................................................................................................... 4
3.3 QlikView.................................................................................................................... 4
3.4 ECharts...................................................................................................................... 5
3.5 D（3）js.................................................................................................................... 5
第 2 章 数据预处理....................................................................................................................... 5
1 数据清洗........................................................................................................................ 5
2 数据整合........................................................................................................................ 5
3 数据变换........................................................................................................................ 5
第 3 章 matplotlib 库的使用...................................................................................................... 5
1 matplotlib 安装与配置................................................................................................ 5
2 基本绘图功能................................................................................................................ 6
3 高级绘图技巧................................................................................................................ 6
第 4 章 seaborn 库的使用............................................................................................................ 6
1 seaborn 安装与简介...................................................................................................... 6
1.1 安装 seaborn.............................................................................................................. 6
1.2 seaborn 简介.............................................................................................................. 7
2 seaborn 基本绘图函数.................................................................................................. 7
2.1 relplot().................................................................................................................. 7
2.2 catplot().................................................................................................................. 7
2.3 displot().................................................................................................................. 7
2.4 jointplot()............................................................................................................... 7
2.5 pairplot()................................................................................................................ 7
3 seaborn 高级绘图应用.................................................................................................. 7
3.1 高级回归图................................................................................................................ 7
3.2 多子图布局................................................................................................................ 7
3.3 面向主题的可视化..................................................................................................... 7
第 5 章 基本图表绘制................................................................................................................... 8
1 折线图与散点图............................................................................................................. 8
1.1 折线图的绘制............................................................................................................. 8
1.2 散点图的绘制............................................................................................................. 8

2 柱状图与饼图................................................................................................................ 8
2.1 柱状图的绘制............................................................................................................. 8
2.2 饼图的绘制................................................................................................................ 9
3 直方图与箱线图............................................................................................................. 9
3.1 直方图的绘制............................................................................................................. 9
3.2 箱线图的绘制............................................................................................................. 9
第 6 章 高级图表绘制................................................................................................................... 9
1 热力图与等高线图....................................................................................................... 10
1.1 热力图概述.............................................................................................................. 10
1.2 热力图绘制方法....................................................................................................... 10
1.3 等高线图概述........................................................................................................... 10
1.4 等高线图绘制方法................................................................................................... 10
2 3D 图表与地图可视化.................................................................................................. 10
2.1 3D 图表概述.............................................................................................................. 10
2.2 3D 图表绘制方法...................................................................................................... 10
2.3 地图可视化概述....................................................................................................... 10
2.4 地图可视化绘制方法............................................................................................... 10
3 图表组合与交互式可视化........................................................................................... 10
3.1 图表组合概述........................................................................................................... 10
3.2 图表组合方法........................................................................................................... 11
3.3 交互式可视化概述................................................................................................... 11
3.4 交互式可视化实现方法........................................................................................... 11
第 7 章 数据可视化进阶技巧..................................................................................................... 11
1 颜色与样式设置........................................................................................................... 11
1.1 颜色选择与搭配....................................................................................................... 11
1.2 样式设置.................................................................................................................. 11
2 图表布局与注释........................................................................................................... 11
2.1 图表布局.................................................................................................................. 11
2.2 注释与标签.............................................................................................................. 12
3 动态图表与交互式图表............................................................................................... 12
3.1 动态图表.................................................................................................................. 12
3.2 交互式图表.............................................................................................................. 12
第 8 章 数据可视化在商业分析中的应用.................................................................................. 12
1 市场趋势分析.............................................................................................................. 12
1.1 时间序列分析........................................................................................................... 12
1.2 行业对比分析........................................................................................................... 12
1.3 市场预测分析........................................................................................................... 12
2 客户细分与画像........................................................................................................... 13
2.1 客户细分.................................................................................................................. 13
2.2 客户画像.................................................................................................................. 13
2.3 客户价值分析........................................................................................................... 13
3 数据可视化报告制作................................................................................................... 13
3.1 报告结构设计........................................................................................................... 13
3.2 数据可视化图表选择............................................................................................... 13

3.3 设计与布局.............................................................................................................. 13
3.4 交互式报告.............................................................................................................. 13
第 9 章 数据可视化在科研领域的应用...................................................................................... 13
1 数据可视化在生物信息学中的应用........................................................................... 13
1.1 基因组数据可视化................................................................................................... 14
1.2 蛋白质结构可视化................................................................................................... 14
1.3 代谢组数据可视化................................................................................................... 14
2 数据可视化在地理信息系统中的应用........................................................................ 14
2.1 地图制作.................................................................................................................. 14
2.2 空间分析.................................................................................................................. 14
2.3 资源管理.................................................................................................................. 14
3 数据可视化在人工智能领域的应用........................................................................... 14
3.1 训练数据可视化....................................................................................................... 15
3.2 模型评估与优化....................................................................................................... 15
3.3 深度学习网络结构可视化....................................................................................... 15
第 10 章 数据可视化案例分析与实战........................................................................................ 15
1 数据可视化案例解析................................................................................................. 15
1.1 公开数据可视化案例............................................................................................. 15
1.2 金融行业数据可视化案例..................................................................................... 15
1.3 电商行业数据可视化案例..................................................................................... 15
1.4 健康医疗数据可视化案例..................................................................................... 15
2 数据可视化实战项目................................................................................................. 15
2.1 数据预处理............................................................................................................. 16
2.2 选择合适的可视化工具......................................................................................... 16
2.3 设计可视化图表..................................................................................................... 16
2.4 实战项目：城市交通拥堵分析............................................................................. 16
3 数据可视化优化与评估............................................................................................. 16
3.1 优化可视化设计..................................................................................................... 16
3.2 评估可视化效果..................................................................................................... 16
3.3 用户反馈与持续优化............................................................................................. 16
第 1 章 数据可视化基础
1 数据可视化概述
数据可视化作为一种将数据以视觉形式表现出来的技术手段，旨在帮助用
户更直观、高效地理解和分析数据。它通过图形、图像等视觉元素，将抽象的数
据信息转化为易于识别和解读的视觉符号，从而揭示数据背后的规律和趋势。本
章将从数据可视化的基本概念、分类及其在现实生活中的应用入手，为读者构建
数据可视化的基础知识框架。
2 可视化设计原则

为了保证数据可视化结果的准确性和有效性，以下设计原则需要在实际应

用中予以遵循：

1.2.1 准确性

保证数据准确无误是数据可视化的首要原则。在可视化过程中，应避免因视

觉表现导致数据失真或误导。

1.2.2 清晰性

清晰性原则要求可视化设计应简洁明了，易于用户理解。在图表设计中，应

避免过于复杂的布局和过多的视觉元素，以免分散用户注意力。

1.2.3 一致性

一致性原则要求在可视化设计中，使用统一的图表类型、颜色、布局等视觉

元素，以便用户快速识别和比较数据。

1.2.4 美观性

美观性原则强调视觉效果的和谐与平衡。良好的视觉设计可以提高用户对数

据的兴趣和关注度。

1.2.5 交互性

根据实际需求，提供适当的交互功能，以帮助用户深入摸索数据，提高分

析效果。

1.3 常用数据可视化工具介绍

数据可视化工具是辅助实现数据可视化的软件或平台。以下为几款常用的数

据可视化工具介绍：

1.3.1 Tableau

Tableau 是一款强大的数据可视化工具，支持多种数据源连接，用户可以

通过拖放的方式快速创建美观且实用的图表。

1.3.2 Power BI

Power BI 是微软推出的一款商业智能工具，提供了丰富的可视化效果和强

大的数据处理能力，适用于各种规模的企业。

1.3.3 QlikView

QlikView 是一款基于关联分析的数据可视化工具，支持数据挖掘和预测分

析，适用于复杂的数据分析场景。

1.3.4 ECharts

ECharts 是百度开源的一款可视化库，基于 JavaScript 实现，提供了丰富

的图表类型和灵活的配置选项，适用于 Web 应用中的数据可视化。

1.3.5 D（3）js

D（3）js 是一个基于 Web 标准的可视化库，专注于使用 HTML、SVG和CSS 实

现丰富的数据可视化效果，适用于开发复杂和高度定制化的可视化应用。

第 2 章数据预处理

2.1 数据清洗

数据清洗是数据预处理阶段的关键步骤，主要包括处理缺失值、异常值、重

复值等问题。本节将详细介绍以下内容：

缺失值处理：填充、删除、插值等方法；

异常值处理：识别和去除异常值；

重复值处理：删除或合并重复数据；

数据类型转换：保证数据类型正确无误。

2.2 数据整合

数据整合是将多个数据源中的数据合并到一个统一的数据集。本节将介绍以

下内容：

数据合并：横向合并（merge）、纵向合并（concatenate）；

数据连接：基于键的连接、基于位置的连接；

数据重塑：改变数据的形状，使其更适合可视化分析；

数据聚合：对数据进行分组和聚合操作。

2.3 数据变换

数据变换旨在将原始数据转换为更适合可视化的形式。本节将讲解以下内容

数据标准化：将数据缩放到一个固定范围；

数据归一化：将数据缩放到[0, 1]区间；

数据离散化：将连续数据转换为离散数据；

数据编码：对分类数据进行独热编码、标签编码等。

第 3 章 matplotlib 库的使用

3.1 matplotlib 安装与配置

matplotlib 是一个强大的 Python 绘图库，本节将介绍以下内容：

安装 matplotlib：使用 pip、conda 等工具安装；

配置 matplotlib：设置图表样式、字体、颜色等；

matplotlib 界面：了解 matplotlib 的组件及其功能。

3.2 基本绘图功能

掌握 matplotlib 的基本绘图功能，可以轻松创建各种图表。本节将讲解以

下内容：

绘制线形图：绘制单一或多条线；

绘制散点图：展示数据点的分布关系；

绘制柱状图：展示分类数据；

绘制饼图：展示各部分占比；

绘制直方图：展示连续数据的分布情况。

3.3 高级绘图技巧

matplotlib 提供了丰富的绘图功能，可以实现各种高级图表。本节将介绍

以下内容：

图表组合：在一个界面展示多个图表；

3D 绘图：创建三维图表；

自定义图表样式：设置图表颜色、线型、字体等；

动态图表：制作动画效果；

交互式绘图：使用 matplotlib 的交互式功能。

第 4 章 seaborn 库的使用

4.1 seaborn 安装与简介

Seaborn 是一个基于matplotlib 的 Python 数据可视化库，提供了一系列丰

富的统计图形功能。本章将介绍如何安装 seaborn，并对该库的基本特性进行简

要概述。

4.1.1 安装 seaborn

用户可以通过以下命令使用 pip 或conda 进行 seaborn 的安装：

pip install seaborn

或者

conda install seaborn

4.1.2 seaborn 简介

Seaborn 基于matplotlib 进行了更高层次的抽象，它内置了许多美观、简

洁的主题和颜色方案，使得创建复杂且具有吸引力的统计图形变得更加简单。

seaborn 还整合了许多统计模型，便于用户在摸索数据时进行更深入的分析。

4.2 seaborn 基本绘图函数

Seaborn 提供了一系列基本绘图函数，用于快速创建常见的数据可视化图

形。

4.2.1 relplot()

relplot()是seaborn 中用于创建关系图的函数，它可以方便地绘制散点图

和线图。

4.2.2 catplot()

catplot()适用于分类数据，可以创建箱线图、小提琴图、条形图等。

4.2.3 displot()

displot()用于绘制分布图，包括直方图、核密度估计和rug图等。

4.2.4 jointplot()

jointplot()用于绘制双变量关系图，如散点图和边缘直方图。

4.2.5 pairplot()

pairplot()可以创建散点图矩阵，用于展示多变量之间的关系。

4.3 seaborn 高级绘图应用

除了基本绘图函数，seaborn 还提供了更多高级的绘图应用，以满足不同

场景下的数据可视化需求。

4.3.1 高级回归图

Seaborn 提供了 regplot()和lmplot()函数，用于创建回归图和线性回归模

型的可视化。

4.3.2 多子图布局

使用 FacetGrid 和PairGrid 类，可以创建多子图布局，以便同时展示多个

视图。

4.3.3 面向主题的可视化

Seaborn 允许用户通过设置主题和调色板来自定义图表的外观，从而实现

更具个性化的数据可视化。

通过本章的学习，读者将能够熟练使用 seaborn 库进行各种数据可视化任

务，从而更有效地分析数据并传达信息。

第 5 章基本图表绘制

5.1 折线图与散点图

5.1.1 折线图的绘制

折线图是一种通过直线段连接数据点来展示数据变化趋势的图表。在本节中

我们将学习如何绘制折线图，主要包括以下步骤：

（1）准备数据：收集并整理需要展示的数据，包括横坐标和纵坐标的数

据集。

（2）创建画布：利用数据可视化库（如matplotlib）创建一个画布。

（3）绘制折线图：使用画布对象调用绘图方法，传入数据点，设置线型、

颜色等属性。

（4）显示图表：调用显示函数，展示绘制完成的折线图。

5.1.2 散点图的绘制

散点图用于展示两个变量之间的关系，通过数据点的分布来观察变量间的

关联程度。以下是绘制散点图的步骤：

（1）准备数据：收集两个变量的数据集，分别作为横坐标和纵坐标。

（2）创建画布：使用数据可视化库创建一个画布。

（3）绘制散点图：调用绘图方法，传入数据点，设置点的大小、颜色等属

性。

（4）显示图表：调用显示函数，展示绘制完成的散点图。

5.2 柱状图与饼图

5.2.1 柱状图的绘制

柱状图是一种通过不同高度的柱子来表示数据分类的图表，适用于展示分

类数据的差异。以下是绘制柱状图的步骤：

（1）准备数据：整理分类数据及其对应的数值。

（2）创建画布：利用数据可视化库创建一个画布。

（3）绘制柱状图：使用画布对象调用绘图方法，传入分类数据和数值，

设置柱子颜色、宽度等属性。

（4）显示图表：调用显示函数，展示绘制完成的柱状图。

5.2.2 饼图的绘制

饼图是一种通过扇形的面积来展示各分类数据所占比例的图表。以下是绘制

饼图的步骤：

（1）准备数据：整理各分类数据及其对应的数值。

（2）创建画布：使用数据可视化库创建一个画布。

（3）绘制饼图：调用绘图方法，传入分类数据和数值，设置扇形颜色、标

签等属性。

（4）显示图表：调用显示函数，展示绘制完成的饼图。

5.3 直方图与箱线图

5.3.1 直方图的绘制

直方图用于展示连续型数据的分布情况，通过一系列相邻的矩形来表示数

据频数。以下是绘制直方图的步骤：

（1）准备数据：收集连续型数据集。

（2）创建画布：使用数据可视化库创建一个画布。

（3）绘制直方图：调用绘图方法，传入数据集，设置矩形颜色、宽度等属

性。

（4）显示图表：调用显示函数，展示绘制完成的直方图。

5.3.2 箱线图的绘制

箱线图是一种用于展示数据分布情况的统计图表，通过五个统计量（最小

值、下四分位数、中位数、上四分位数、最大值）来描述数据分布。以下是绘制箱

线图的步骤：

（1）准备数据：收集需要分析的数据集。

（2）创建画布：使用数据可视化库创建一个画布。

（3）绘制箱线图：调用绘图方法，传入数据集，设置箱体颜色、线型等属

性。

（4）显示图表：调用显示函数，展示绘制完成的箱线图。

第 6 章高级图表绘制

6.1 热力图与等高线图

6.1.1 热力图概述

热力图（Heatmap）是一种数据可视化技术，通过颜色变化来表现数据在二

维空间上的分布情况。它适用于展示矩阵型数据，将数值大小映射到颜色深浅，

使数据规律一目了然。

6.1.2 热力图绘制方法

本节将介绍如何使用 Python 中的 matplotlib 和seaborn 库来绘制热力图，

包括数据准备、颜色映射、坐标轴设置等。

6.1.3 等高线图概述

等高线图（Contour Plot）是另一种表现数据在二维空间分布的可视化技

术，通过等高线（即相同数值的曲线）来表示数据的变化趋势。

6.1.4 等高线图绘制方法

本节将介绍如何使用 Python 中的 matplotlib 库来绘制等高线图，包括数

据准备、等高线绘制、坐标轴和图例设置等。

6.2 3D 图表与地图可视化

6.2.1 3D 图表概述

3D 图表是表现三维数据空间分布和变化规律的可视化技术。它可以更直观

地展示数据在三维空间中的关系。

6.2.2 3D 图表绘制方法

本节将介绍如何使用 Python 中的 matplotlib 库来绘制 3D 图表，包括 3D 散

点图、3D 曲面图等，以及如何进行坐标轴和视角的调整。

6.2.3 地图可视化概述

地图可视化是一种将地理空间数据与地图相结合的可视化技术，可以直观

地展示数据在地理位置上的分布和变化。

6.2.4 地图可视化绘制方法

本节将介绍如何使用 Python 中的 geopandas 和matplotlib 库来绘制地图

可视化，包括地图加载、数据映射、图层叠加等。

6.3 图表组合与交互式可视化

6.3.1 图表组合概述

图表组合是将多个图表放在一起展示，以便对比和分析不同数据之间的关

系。这种方法可以提供更全面的数据洞察。

6.3.2 图表组合方法

本节将介绍如何使用 Python 中的 matplotlib 和seaborn 库来实现图表组

合，包括子图布局、共享坐标轴、图表样式设置等。

6.3.3 交互式可视化概述

交互式可视化是一种允许用户与图表进行交互的可视化技术，可以提高数

据分析的灵活性和趣味性。

6.3.4 交互式可视化实现方法

本节将介绍如何使用 Python 中的 Plotly和Bokeh 库来实现交互式可视化，

包括交互式图表创建、事件处理、图表更新等。

第 7 章数据可视化进阶技巧

7.1 颜色与样式设置

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

亲！下载文档到电脑，查找使用更方便

开通VIP 海量精品免费下载，VIP免费文档当前共计100000+，合计每篇下载不到2厘

8 库币 0人已下载

直接下载

标签： #技术

摘要：

数据可视化应用技术教程第1章数据可视化基础...............................................................................................................31.1数据可视化概述.............................................................................................................31.2可视化设计原则........................................

展开>> 收起<<

数据可视化应用技术教程.doc

共16页,预览16页

还剩页未读，继续阅读

温馨提示：66文库网--作为在线文档分享平台，一直注重给大家带来优质的阅读体验；让知识分享变得简单、有价值；海量文档供您查阅下载，让您的工作简单、轻松而高效！ 1. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。 2. 66文库网仅提供信息存储空间，仅对广大用户、作者上传内容的表现方式做保护处理，对上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不对下载的任何内容负责。 3. 广大用户、作者上传的文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。 4. 本站不保证、不承担下载资源内容的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

数据可视化应用技术教程

相关推荐

猜您喜欢

举报选择: