数据可视化(学习笔记二)

本周主要学习内容:时序数据 和 比例数据

二期学习内容

【时序数据】

时序数据:指任何随时间变化的数据,如天气温度在一天中各时间的变化、一年中12个月的营业额指标等。

时序数据,时间所具有的的特征,具备:

1、有序性:时间都是连续的,时间之间都有先后顺序,比如一年中的1月~12月;

2、周期性:许多自然或者商业现象,都有周期循环特性,比如一年中的四季;

3、结构性:时间的尺度可以按照年、季度、月、天、小时、分、秒等去切割。

时序数据的时间性是否连续,可以分为:离散型时间和连续型时间,连续性的差异决定了可视化图表的选择。

离散时间的可视化

离散时间:数据来源于具体的时间点或者时间段,且时间数据的可能取值是有限的。

对于离散时间的不同业务场景,可选择不同的可视化图表,“单一柱图”、“并列柱图”、“堆叠柱图”、“散点图”。

1、单一柱图

连续时间小于13个月

适用场景:

适合表示离散时间数据的趋势,且数据条个数一般不超过12条。

适用于单类别数据的时间趋势表示,即系列值单一的数据。

2、并列柱图

适用场景:

适合多个同纬度随时间变化的趋势,且维度系列不要超过3条,否则会比较拥挤,影响可视化效果。

3、堆叠柱图

单一柱状图,是表示各个离散时间点总体数值的一个方式。但是,当我们想知道各个离散时间点总体的构成部分,是如何随着时间而变化的,这个时候,就需要引入堆叠柱状图。

堆叠柱状图,按照堆叠的部分,展示的是实际体量还是相对体量,可以分为两类:

(1)普通堆叠柱状图:展示实际体量。

普通堆叠柱状图,整体的构成部分,最好不要超过5项。若实际构成项大于5个时,需要做适当的归类,以保证图表重点突出。

(2)百分比堆叠柱状图:展示相对体量。

若影院想知道上半年各月,国产片和外国片的贡献占比随时间的变化情况,这个时候就可以使用百分比堆叠柱状图。

4、散点图

散点图,通常用来表示两个变量间的相关关系。在表示离散时间数据时,其表达的是某一变量随时间的变化关系。

柱状图是用高度作为数值的映射,而散点图则是用位置来作为数值的视觉通道。

连续时间的可视化

连续时间:连续时间数据的可视化和离散时间数据的可视化相似。因为就算数据是连续的,我们采集的数据大部分还是离散且有限的。

连续型数据和离散型数据,在数据结构上并没有差别,区别在于它们所反映的真实世界的数据是否是不断变化的。如一天当中的气温变化,就是连续型数据,因为你在一天中的任何时候都可以进行测量,且气温在不同时刻是变化的。

1、折线图

折线图用于显示数据在一个连续的时间间隔或者时间跨度上的变化。在折线图中,一般水平轴(X轴)用来表示时间的推移,并且间隔相同;而垂直轴(Y轴)代表不同时刻的数据的大小。

折线图主要包括三类:点线图、折线图、曲线图。

(1)点线图

当数据集中的数据项有限,不超过12个时,采用此种点线图比较合适。有时候,对应日期的数据点上方,会直接显示数值。

(2)折线图

折线图:当数据集中的数据项比较多,大于12条时,采用点线图,会让整条线上的点很密集,影响看数据的趋势,此时采用折线图是不错的选择。

(3)曲线图

曲线图:相比于折线图,曲线图相邻节点的连线更加平滑,可视化效果也更加美观。

从点线图中,可以观察出4种趋势:长期性趋势、季节性趋势、周期性趋势、不规则波动。

2、阶梯图

阶梯图常用来表示,某两个相邻的时间节点,后一个节点的数据相对于前一个节点数据的升降变化,常用于商品价格变动、股票价格波动、税率变化等场景中。

在阶梯图中,有三个关键的值:

a.前一时间节点数值;

b.当前时间节点数值;

c.当前节点较前一节点的差值;

3、拟合曲线图

若我们想要研究数据随时间的变化所表现出来的整体趋势时,可以根据多个离散点(T1,D1)、(T2,D2)....、(Tn,Dn),拟合一个最接近的一个连续函数关系。

拟合曲线图,在数据预测中应用较多。比如,某一电商网站要预测今年双十一的GMV,那么它可以根据往年每月的交易额趋势,今年每月与去年同期的数据等多个变量,去拟合出交易额与时间等其他因素所满足的关系。具体要考虑哪些因素,这个和数据模型的搭建息息相关,此处不做延伸。

【比例数据】

比例数据,通常是按照类别、子类别、群体进行的划分。对于比例型数据,我们进行可视化的目的,是为了寻找整体中的最大值、最小值、整体的构成分布、以及各部分之间的相对关系。

1、饼图

当构成整体的数据项较少时,采用饼图是一种不错的选择,饼图是通过角度来映射各类别对应的数值。

但是,现实的数据情况是,一个维度下的属性值数量,通常会比较多,如果在饼图中全部展示出来,一方面会使整个饼图显得杂乱,没有重点,另一方面也失去了可视化的美感。

因此,对于饼图来说,建议扇区个数最大值在5~7个之间。当数据项超过一定数量时,可以按照占比,把排名最末的几项归位「其他」。我通常的做法是:

当数据项n<=6时,直接显示各扇区原始类别的名称。

当数据项n>6时,直接显示占比排名TOP5扇区的原始类别名称,剩余的数据项则归为「其他」。

当然,饼图中最大可展示的分类项个数可以根据实际情况确定,但是对于一个数据产品内部,建议标准统一,这样前后端同学会在进行数据、前端开发工作时,可以进行标准化,提高复用性和开发效率。

2、环形图

饼图通过各扇区角度去映射各分类项对应的数值,「环形图」则通过各弧形的长度来衡量数值。

环形图中心部位是空的,可以放置标签、整体数值、平均数值或其他内容。环形图中,数据项的分类和饼图类似,就不在赘述。

3、百分比堆叠柱图

当比例数据中存在多个父系列,每个父系列又由多个子类构成,且各个系列的子类相同时,此时展示比例数据,可以采用百分比堆叠柱状图。

各个系列对应的柱形条的高度是相同的,顶部刻度都为100%。

每根柱形条内部,各子项柱形条的高度,代表在该系列中的占比。

当各系列的子类数目较少时,可以直接在矩形内部展示占比;当数目较多时,建议隐藏。

当各系列的子类目较多时,为了保证重点突出和视觉效果,需要对子类目进行归类,归类方法参照饼图。

4、百分比堆叠面积图

当比例数据中存在多个父系列,且父系列的数据类型为时间,要分析父系列的各构成部分占比随时间的变化趋势,此时可以采用堆叠面积图来表示比例关系的变化。

如果从某一点上对堆叠面积图进行垂直切片,那么就可以得到该时间段上的比例分布情况。

5、矩形树图

矩形树图,是一种基于面积的可视化方法。外部矩形代表父级类别,内部矩形代表子类别。相比于其他表示比例型的数据,矩形树图更适合展示具有树状结构的数据。

树状结构,简单理解,就是首先按一级分类来观测各构成部分的比例,然后再看某个一级分类下,是由哪些二级分类构成的,依次类推,逐步细化,可以直到叶子结点。

若用矩形树图来表示具有多个层级结构的比例数据,通常需要使用一些交互方式来辅助数据的展示。比如,单击对应区块进行下钻,悬停展示具体数值和比例,使用面包屑进行层级的跳转等。

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