R桑基图

参考1:流量结构分布图——桑基图(Sankey)

参考2:使用R画桑基图(流程图)


    基图(Sankey diagram),即桑基能量分流图,也叫桑基能量平衡图。它是一种特定类型的流程图,图中延伸的分支的宽度对应数据流量的大小,通常应用于能源、材料成分、金融等数据的可视化分析。因1898年Matthew Henry Phineas Riall Sankey绘制的“蒸汽机的能源效率图”而闻名,此后便以其名字命名为“桑基图”。桑基图最明显的特征就是,始末端的分支宽度总和相等,即所有主支宽度的总和应与所有分出去的分支宽度的总和相等,保持能量的平衡。

   

    作工具就有:JS库(D3、Ecgarts、highlight)、R、Python、PowerBI、Tableau、BDP个人版。

    R里,有三个包可以绘制桑基图:
    library(riverplot)       
    library("d3Network")
    library(Networkd3)
    然而第一个包特色过于鲜明,第二个包对中文不太友好,所以个人偏向于第三个包。而在绘制桑基图中,我卡在了数据结构上。。。

    子:以分析用户购买行为为例绘制桑基图。假设有产品A/B/C三种,分析用户购买路径,第一次买了什么,第二次买了什么,第三次买了什么。源数据共21个用户,如下:
   
first second third value
A A C 3
A A   1
A B A 2
B A A 2
B A   1
B B C 2
B C C 1
C A B 1
C A   3
C A C 3
C C B 2
    说明:第一次购买A,第二次购买A,第三次购买C的用户有3个,以此类推。其中有流失用户,比如第二行的用户,在second->third过程中流失。

    据参考1可知,桑基图的数据结构只有三列,起点、终点和权重,在源数据中有多少节点对,那么最终数据就有多少个三变量数据,并要将所有三变量数据表顺序进行列对齐合并。在我们的数据中有四列数据,first->second->third 以及最后一列权重值,其中有两个节点对(first->second,second->third)。因此我们需要把数据拆开,即:

起点 终点 权重
first second value1
second third value2

     因此,第一个三变量数据,总用户数为21,且没有流失用户:
first second value1
A A 4
A B 2
B A 3
B B 2
B C 1
C A 7
C C 2
    在计算value值时,计算的是first->second的各个组合的用户总数,比如A->A,用户数为3+1 = 4

    第二个三变量数据,总用户数为21,其中流失用户5:
second third value2
A C 3
A   5
B A 2
A A 2
B C 2
C C 1
A B 1
A C 3
C B 2
    
    将两个数据纵向合:
s t v
A A 4
A B 2
B A 3
B B 2
B C 1
C A 7
C C 2
A C 3
A   5
B A 2
A A 2
B C 2
C C 1
A B 1
A C 3
C B 2

    图: 
library(networkD3)
a = read.csv("m.csv")  # a为合并之后的数据

a$s = as.character(a$s)  # 导入数据的起点终点是factor类型,需要将其转为chr,否则之后unique的是因子水平,不能进行合并。
a$t = as.character(a$t)

Sankeylinks<-a
Sankeynodes<-data.frame(name=unique(c(Sankeylinks$s,Sankeylinks$t)))  

Sankeynodes$index<-0:(nrow(Sankeynodes) - 1)

Sankeylinks<-merge(Sankeylinks,Sankeynodes,by.x="s",by.y="name")

Sankeylinks<-merge(Sankeylinks,Sankeynodes,by.x="t",by.y="name")

Sankeydata<-Sankeylinks[,c(4,5,3)];
names(Sankeydata)<-c("Source","Target","Value")
Sankeyname<-Sankeynodes[,1,drop=FALSE]


sankeyNetwork(Links=Sankeydata,Nodes=Sankeyname, Source ="Source",
              Target = "Target", Value = "Value", NodeID = "name",
               fontSize = 12, nodeWidth = 30)

    结果图如下,都不知道是个什么东西。。。这是因为我们没有区分第一次、第二次、第三次,从而使得A->A变成从A出发又流向A本身。
R桑基图_第1张图片

    决途径就是区分第一次、第二次、第三次购买产品的名称,比如第一次购买的产品名称都在产品后面加1。另外最右边灰色部分表示流失,如果数据把缺失行去掉就不会出现流失部分。最终用于绘图的数据如下:
s t v
A1 A2 4
A1 B2 2
B1 A2 3
B1 B2 2
B1 C2 1
C1 A2 7
C1 C2 2
A2 C3 3
B2 A3 2
A2 A3 2
B2 C3 2
C2 C3 1
A2 B3 1
A2 C3 3
C2 B3 2

    果图如下:
    R桑基图_第2张图片

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