第6章 - 数据可视化教程

6.1 坐标轴概述

坐标轴是数据可视化的基础元素,了解其结构对于创建有效的图表至关重要。 Matplotlib提供了丰富的坐标轴控制功能,让我们能够精确控制图表的各个方面。

坐标轴组成部分

  • 左轴脊 (left): 左侧边界线
  • 右轴脊 (right): 右侧边界线
  • 上轴脊 (top): 上方边界线
  • 下轴脊 (bottom): 下方边界线
  • 刻度线: 坐标轴上的标记
  • 刻度标签: 刻度的数值显示

交互式控制

6.2 向任意位置添加坐标轴

在matplotlib中,我们可以使用plt.axes()方法在画布的任意位置创建坐标轴。 这个方法接受一个四元组参数(left, bottom, width, height),定义了坐标轴的位置和大小。

坐标系统说明

matplotlib使用标准化坐标系统:(0,0)表示左下角,(1,1)表示右上角。 例如,axes((0.2, 0.5, 0.3, 0.3))表示在距离左边20%、下方50%的位置创建一个占画布宽度30%、高度30%的坐标轴。

0.2
0.5
0.3

6.3 日期时间坐标轴

时间序列数据在数据分析中非常常见。matplotlib提供了强大的日期时间处理功能, 支持多种日期格式和时间间隔设置,让我们能够创建清晰易读的时间序列图表。

示例数据:深圳市24小时平均风速

下图展示了深圳市在24小时内的平均风速变化情况,通过设置合适的日期格式和刻度间隔, 使得时间轴更加清晰易读。

45°
12px

6.4 坐标轴脊的设置

坐标轴脊(spines)是图表的边界线。通过控制轴脊的显示、颜色、位置等属性, 我们可以创建各种风格的图表,从传统的四边框图表到现代的简约风格图表。

自定义设置

多边形图表示例

五边形图表示例

6.5 三角函数图表

三角函数是数学中的重要概念,通过可视化可以帮助我们更好地理解其周期性特征。 本节展示了正弦和余弦函数的图形,并演示了如何创建数学风格的图表。

数学函数

正弦函数: \( y = \sin(x) \)
周期:\( 2\pi \),范围:[-1, 1]
余弦函数: \( y = \cos(x) \)
周期:\( 2\pi \),范围:[-1, 1]
100

函数值计算器