本文目录导读:
《数据可视化之散点图:代码解析与应用》
散点图简介
散点图是一种直观展示两个变量之间关系的图表类型,在散点图中,每个数据点都对应着两个变量的值,通过观察这些数据点的分布情况,可以初步判断变量之间是否存在某种关联,如线性关系、非线性关系或者没有明显关系等,它在数据分析、科学研究、商业决策等众多领域都有着广泛的应用。
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二、Python中的散点图绘制(以Matplotlib为例)
(一)基础代码示例
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np 生成一些随机数据 x = np.random.randn(100) y = np.random.randn(100) 绘制散点图 plt.scatter(x, y) 添加标题和坐标轴标签 plt.title('Simple Scatter Plot') plt.xlabel('X-axis') plt.ylabel('Y - axis') 显示图形 plt.show()
1. 数据生成部分
在上述代码中,首先使用numpy
库的randn
函数生成了两组随机数据,每组包含100个数据点。randn
函数生成的是符合标准正态分布(均值为0,标准差为1)的数据,这模拟了在实际应用中可能获取到的两组相关或不相关的数据。
2. 散点图绘制
通过plt.scatter(x, y)
语句,将生成的x
和y
数据绘制为散点图。scatter
函数会根据x
和y
数组中对应元素的值,在坐标平面上确定每个数据点的位置。
3. 标题和坐标轴标签添加
plt.title('Simple Scatter Plot')
用于给散点图添加一个标题,这个标题简洁地描述了图形的内容。plt.xlabel('X - axis')
和plt.ylabel('Y - axis')
则分别为x
轴和y
轴添加了标签,使读者能够清楚地知道每个坐标轴所代表的变量含义。
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4. 图形显示
plt.show()
语句将绘制好的散点图显示出来,如果没有这一步,图形将不会在屏幕上显示。
(二)定制散点图
1、调整点的颜色、大小和透明度
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np x = np.random.randn(100) y = np.random.randn(100) 调整点的颜色为红色,大小为50,透明度为0.5 plt.scatter(x, y, c='r', s = 50, alpha=0.5) plt.title('Customized Scatter Plot') plt.xlabel('X - axis') plt.ylabel('Y - axis') plt.show()
在这个示例中,通过c='r'
将散点的颜色设置为红色,s = 50
将点的大小设置为50(默认单位为像素²),alpha=0.5
将点的透明度设置为0.5,这样可以使散点图更加美观,并且在数据点较多时,通过调整透明度可以更好地观察数据点的分布密度。
2、添加颜色映射(colormap)
import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np x = np.random.randn(100) y = np.random.randn(100) z = np.sqrt(x 2 + y 2) 根据z的值使用jet颜色映射 plt.scatter(x, y, c=z, cmap='jet') plt.title('Scatter Plot with Colormap') plt.xlabel('X - axis') plt.ylabel('Y - axis') plt.colorbar() plt.show()
这里生成了一个新的变量z
,它的值基于x
和y
,然后通过c=z
和cmap='jet'
,根据z
的值为散点图添加了颜色映射。jet
是一种常见的颜色映射方案,它会根据数据的值将散点映射到不同的颜色。plt.colorbar()
语句添加了一个颜色条,用于显示颜色与数值之间的对应关系。
散点图在实际数据分析中的应用
(一)探索变量关系
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在研究身高和体重之间的关系时,可以收集一组人的身高和体重数据,然后绘制散点图,如果散点图呈现出近似线性的趋势,可能暗示着身高和体重之间存在某种线性关系;如果散点图分布比较分散且没有明显规律,则可能表示两者之间关系较弱或者存在复杂的非线性关系。
(二)数据聚类分析
散点图可以帮助我们直观地观察数据是否存在聚类现象,如果在散点图上可以看到明显的几个数据点聚集区域,这可能意味着数据可以被划分为几个不同的类别,在分析客户的消费行为数据时,将客户的购买频率和购买金额绘制为散点图,如果出现聚类现象,可以针对不同聚类的客户制定不同的营销策略。
(三)异常值检测
与其他数据点明显偏离的点可能是异常值,在散点图中,这些异常值很容易被发现,在分析股票价格的波动数据时,正常情况下价格的波动应该在一定范围内,如果有某个数据点远远偏离了其他点,这可能是由于数据错误或者特殊事件导致的异常值,需要进一步分析和处理。
散点图与其他图表类型的结合
在实际的数据分析报告中,散点图常常与其他图表类型结合使用,可以在散点图上添加拟合线(如线性拟合线)来更直观地展示变量之间的关系趋势,还可以与箱线图结合,先通过箱线图展示数据的分布特征,再通过散点图展示具体的数据点,这样可以更全面地呈现数据的信息。
散点图是一种非常强大的数据可视化工具,通过简单的代码就可以创建出具有丰富信息的图形,并且可以根据不同的需求进行定制化调整,无论是在初步的数据探索阶段,还是在深入的数据分析和结果呈现阶段,散点图都发挥着重要的作用。
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