3行代码基于python的matplotlib绘制桑基图

背景

桑基图作为1种表达数据流动方向的可视化方式，在商业数据分析，地理可视化，生物医学领域有着广泛应用。比如：在基因组学领域，有研究利用桑基图来表示生物分子之间的调控关系。

目前多数桑基图软件包(如plotly等)大多数调用了d3.js，它允许提供一些可交互操作，但安装和使用的参数设定有一定不便利。

matplotlib是python内最为流行的一个可视化库，提供大量的操作接口，其绘制的图片可以达到文章发表级别，美观程度不亚于ggplot2。然而，matplotlib并没有提供一些高级绘图函数接口，需要用户对matplotlib非常熟悉才能绘制出定制化程度高的图。

一些高级封装库，如:Seaborn封装了matplotlib，有助于降低用户使用难度，绘制高级的图片，且允许用户后期调用matplotlib api自由修改。但seaborn依然没有桑基图绘制。

介于此，本人基于matplotlib开发了一个简单的桑基图绘制程序pysankey2，它能够绘制多层桑基图，并允许用户自由的设定一些参数，熟悉matplotlib也可以后期进行修图。

下面介绍如何利用pysankey2来绘制桑基图。

安装

安装非常简单，下载地址：https://github.com/SZJShuffle/pySankey2/releases/download/v0.1.0/pysankey2-0.1.0.zip

下载后，打开操作系统的命令行界面，cd到存放该压缩包的目录，然后利用pip就能完成安装：

cd path/to/your/directory
pip install pysankey2-0.1.0.zip

3行代码绘制一个2层桑基图

我们基于内置的数据集进行快速绘制：

from pysankey2.datasets import load_fruits
df = load_fruits()
df.head()

image.png

可以看到，内置数据集的每一行代表一个连接对。有几个连接对，就有几行。实际上，这也是pysankey2的输入要求。

import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd
from pysankey2 import Sankey
## colorMode="global"表示设置箱子的颜色是全局一致的。
## 例如：Orange无论在第几层，都使用同样的颜色
sky = Sankey(df,colorMode="global")
fig,ax = sky.plot()

image.png

当然，字体好像有点小，颜色也不是很好看。我们进行一下微调，颜色更改为Paste1配色，并且利用stripColor="left"把桑基条带的颜色设置为和左边的箱子一样，同时把字体调大一点：

import matplotlib.pyplot as plt
import pandas as pd
from pysankey2.datasets import load_fruits
from pysankey2.utils import setColorConf
from pysankey2 import Sankey

df = load_fruits()
fruits = list(set(df.layer1).union(set(df.layer2)))

# Specified the colors.
# Here, we use 'Pastel1' colormaps(a shy but fresh palette:)).
# See matplotlib cmap for more colormaps:
# https://matplotlib.org/3.1.0/tutorials/colors/colormaps.html
colors = setColorConf(len(fruits),colors='Pastel1')
cls_map = dict(zip(fruits,colors))

# set stripColor="left" 
sky = Sankey(df,colorDict=cls_map,colorMode="global",stripColor='left')

# set a bigger font size 
fig,ax = sky.plot(text_kws={'size':20})

image.png

是不是好看多了~算下来一共也就6行代码。

绘制一个3层桑基图

df = load_countrys()
sky_auto_global_colors = Sankey(df,colorMode="global")
fig,ax = sky_auto_global_colors.plot(text_kws={'size':15})

效果如下：

image.png

其他参数

pysankey2还支持字体位置、箱子位置、间隙等绘图参数设置，更多的用法可以参考演示文档：
https://github.com/SZJShuffle/pySankey2/blob/master/example/pySankey2_demo.ipynb

如果有任何疑问，可以直接到github页面提issue或者邮件联系[email protected] 。