从零开始学Python【16】--matplotlib(雷达图)

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前言


       我们接着《从零开始学Python【15】—matplotlib(散点图)》一文,继续分享matplotlib的数据可视化知识。在这一期我们将跟大家分享一下如何借用Python绘制雷达图(或蛛网图),雷达图可以很好刻画出某些指标的横向或纵向的对比关系,例如近三年营业额、客单价、新客招募等指标的同比情况对比,完全就可以通过雷达图让数据一目了然。很不幸的是,matplotlib模块中并没有特制雷达图的封装函数,我们只能换一只思路来实现了。

雷达图的绘制


# 导入第三方模块
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 中文和负号的正常显示
plt.rcParams['font.sans-serif'] = 'Microsoft YaHei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

# 使用ggplot的绘图风格
plt.style.use('ggplot')

# 构造数据
values = [3.2,2.1,3.5,2.8,3]
feature = ['个人能力','QC知识','解决问题能力','服务质量意识','团队精神']

N = len(values)
# 设置雷达图的角度,用于平分切开一个圆面
angles=np.linspace(0, 2*np.pi, N, endpoint=False)

# 为了使雷达图一圈封闭起来,需要下面的步骤
values=np.concatenate((values,[values[0]]))
angles=np.concatenate((angles,[angles[0]]))

# 绘图
fig=plt.figure()
# 这里一定要设置为极坐标格式
ax = fig.add_subplot(111, polar=True)
# 绘制折线图
ax.plot(angles, values, '', linewidth=2)
# 填充颜色
ax.fill(angles, values, alpha=0.25)
# 添加每个特征的标签
ax.set_thetagrids(angles * 180/np.pi, feature)
# 设置雷达图的范围
ax.set_ylim(0,5)
# 添加标题
plt.title('活动前后员工状态表现')
# 添加网格线
ax.grid(True)
# 显示图形
plt.show()

image.png

非常简单吧,一张雷达图就这么造出来了。其思想也非常简单,即先把常见的二维坐标变换成极坐标,然后在极坐标的基础上绘制折线图,如果需要填充颜色的话就是要fill方法。一般而言这样的雷达图没有什么意义,因为我们用雷达图通常是要实现多个对象的对比,所以,该如何绘制多条线的雷达图呢?可以参考下面的代码:

# 导入第三方模块
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 中文和负号的正常显示
plt.rcParams['font.sans-serif'] = 'Microsoft YaHei'
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

# 使用ggplot的绘图风格
plt.style.use('ggplot')

# 构造数据
values = [3.2,2.1,3.5,2.8,3]
values2 = [4,4.1,4.5,4,4.1]
feature = ['个人能力','QC知识','解决问题能力','服务质量意识','团队精神']

N = len(values)
# 设置雷达图的角度,用于平分切开一个圆面
angles=np.linspace(0, 2*np.pi, N, endpoint=False)
# 为了使雷达图一圈封闭起来,需要下面的步骤
values=np.concatenate((values,[values[0]]))
values2=np.concatenate((values2,[values2[0]]))
angles=np.concatenate((angles,[angles[0]]))

# 绘图
fig=plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, polar=True)
# 绘制折线图
ax.plot(angles, values, '', linewidth=2, label = '活动前')
# 填充颜色
ax.fill(angles, values, alpha=0.25)
# 绘制第二条折线图
ax.plot(angles, values2, '', linewidth=2, label = '活动后')
ax.fill(angles, values2, alpha=0.25)

# 添加每个特征的标签
ax.set_thetagrids(angles * 180/np.pi, feature)
# 设置雷达图的范围
ax.set_ylim(0,5)
# 添加标题
plt.title('活动前后员工状态表现')

# 添加网格线
ax.grid(True)
# 设置图例
plt.legend(loc = 'best')
# 显示图形
plt.show()

image.png

发现了吧,如果要绘制多个对象的雷达图,只需多执行几个绘制折线图的语句即可。总体来说,这张图绘制的还算可以,但总是觉得有点拥挤,不自在。其实在matplotlib官网中,也提供了绘制雷达图的API,只不过代码量非常大,感兴趣的话,可以前去查看(http://matplotlib.org/gallery/api/radar_chart.html#sphx-glr-gallery-api-radar-chart-py)。

       虽然matplotlib模块没有封装好的雷达图命令,但pygal模块则提供了更加简单的雷达图函数,我们也尝试着借助这个模块实现雷达图的绘制。

# 导入第三方模块
import pygal

# 调用Radar这个类,并设置雷达图的填充,及数据范围
radar_chart = pygal.Radar(fill = True, range=(0,5))
# 添加雷达图的标题
radar_chart.title = '活动前后员工状态表现'
# 添加雷达图各顶点的含义
radar_chart.x_labels = ['个人能力','QC知识','解决问题能力','服务质量意识','团队精神']

# 绘制两条雷达图区域
radar_chart.add('活动前', [3.2,2.1,3.5,2.8,3])
radar_chart.add('活动后', [4,4.1,4.5,4,4.1])

# 保存图像
radar_chart.render_to_file('radar_chart.svg')

image.png

结语


       OK,关于雷达图的绘制,我们就分享到这里,但需要注意的是雷达图中的各个对象在不同指标上要保持同样的量纲。如果你有问题,欢迎在公众号的留言区域表达你的疑问。同时,也欢迎各位朋友继续转发与分享文中的内容,让跟多的人学习和操作。最后,本文相关的Python脚本和PDF版本已存放到百度云盘,可以通过下面的链接获取

链接: https://pan.baidu.com/s/1bpxZOhL 密码: 1btu

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