大數據可視化技術 課件全套 第1-7章 數據可視化的概念-pyEcharts數據可視化

第1章數據可視化概述本章重點◎數據可視化的概念和作用◎數據可視化的發展歷史◎數據可視化的未來前景目錄CONTENTS數據可視化的概念1.1數據可視化的應用1.2數據可視化的概念1.11.1.1什么是數據可視化從宏觀的角度來看，數據可視化就是“你給我一些數據，我給你一些圖片”。更學術的來說，就是一個把信息映射成視覺效果的過程。而且大部分人對圖、表和字的選擇為，字不如表，表不如圖。通常把這種借助圖形來清晰有效表達信息的方式稱為可視化，可視化可以更好的傳遞信息。最開始的數據可視化方法就是一些簡單的表格，但是現在可視化的方法可以說是五花八門。常見的可視化的方法有條形圖、折線圖、餅圖、直方圖、散點圖、箱線圖等。如圖1-1所示的即為折線圖。另外還有平行坐標圖、并行集圖、力導向圖、標簽云圖等可視化的方法，如圖1-2～圖1-4所示。圖1-1折線圖

圖1-2平行坐標圖圖1-3并行集圖圖1-4標簽云圖1.1.1什么是數據可視化可視化的圖不是隨隨便便什么圖片都行，這些圖片要高效地對這些數據進行描述、探索、總結。往往它們會由點、線、坐標軸、符號、單詞、陰影和顏色等視覺元素所構成。數據及特征值如圖1-5所示。從圖1-5只能了解一系列數據的一些特征值，分別為均值、方差和相關性，但是沒有絲毫頭緒。但如果給出如圖1-6所示的數據可視化結果，那么很快能發現這些數據的一些特點，如離散性和變化特征等。圖1-5數據及特征值圖1-6數據可視化結果1.1.2數據可視化之美近年來，隨著大數據時代的到來，面對越來越龐大、復雜的數據，數據可視化已經成為各個領域傳遞信息的重要手段。也可以將數據可視化理解為一個生成圖形圖像符號的過程。更為深層次的理解是，可視化是人類思維認知強化的過程，即人腦通過人眼觀察某個具體圖形圖像來感知某個抽象事物，這個過程是一個強化認知的理解過程。因此，幫助人們理解事物規律是數據可視化的最終目標，而繪制的可視化結果只是可視化的過程表現。數據可視化是為了從數據中尋找三方面的信息：模式、關系和異常。1.模式模式指數據中的規律。例如，機場每月的旅客人數都不一樣，通過幾年的數據對比，發現旅客人數存在周期性的變化，某些月份的旅客數量一直偏低，某些月份的旅客數量則一直偏高。1.1.2數據可視化之美2.關系關系指數據之間的相關性，在統計學中，通常代表關聯性和因果關系。無論數據的總量和復雜程度如何大，數據間的關系大多可分為三類：數據間的比較、數據的構成和數據的分布或聯系。例如，收入水平與幸福感之間的關系是否成正比，根據國家統計局及權威機構發布的2025年最新數據和研究，對于月收入在1萬元以下的人來說，一旦收入增加，幸福感會隨之提升，但對于月收入水平在1萬元以上的人來說，幸福感并不會隨著收入水平的提高而提升，這種非線性關系也是一種關系。圖1-7展示了基本圖表與數據間的關系。圖1-7基本圖表展示數據間的關系1.1.2數據可視化之美3.異常異常指有問題。異常的數據不一定都是錯誤的數據，有些異常數據可能是設備出錯或者人為錯誤輸入，有些可能就是正確的數據。通過異常分析，用戶可以及時發現各種異常情況。如圖1-8所示，圖中大部分點集中在一個區域，極少量點分散在其他區域，這些都屬于異常值，需要特殊處理。圖1-8散點圖展示異常值數據可視化的應用1.21.2.1數據可視化的作用數據可視化的作用包括記錄信息、分析推理、信息傳播與協同等。1.記錄信息自古以來，記錄信息的有效方式之一就是用圖形的方式描述各種具體或抽象的事物。如圖1-9所示，左圖是列奧納多·達芬奇（LeonardodaVinci）繪制的人體解剖圖，中圖是自然史博物學家威廉·柯蒂斯（WilliamCurtis）繪制的植物圖，右圖是1616年伽利略關于月亮周期的繪圖，記錄了月亮在一定時間內的變化。如圖1-10所示，田徑賽場上的裁判員通過這幅圖可以清晰、準確、迅速地判定運動員的名次和成績。圖1-9記錄信息圖1-10田徑賽運動員沖刺圖1.2.1數據可視化的作用2.分析推理數據可視化極大地降低了數據理解的復雜度，有效地提升了信息認知的效率，從而有助于人們更快地分析和推理出有效信息。1854年，倫敦爆發了一場霍亂，英國醫生JohnSnow繪制了一張街區地圖，如圖1-11所示，這就是著名的”倫敦鬼圖”。該圖分析了霍亂患者的分布與水井分布之間的關系，發現在一口井的供水范圍內患者明顯偏多，據此找到了霍亂爆發的根源為一個被污染的水泵。圖1-11倫敦鬼圖1.2.1數據可視化的作用3.信息傳播與協同俗話說百聞不如一見“一圖勝千言”。圖1-12是國家數據網的可視化產品中，關于1989年—2024年人口城鎮化率，通過這種對比，對數據的感知就加深了。隨著計算機技術的普及，數據無論從數量上還是從維度層次上都變得日益繁雜。面對海量而又復雜的數據，各個科研機構和商業組織普遍遇到以下問題。1）大量數據不能有效利用，棄之可惜，想用卻不知如何下手。2）數據展示模式繁雜晦澀，無法快速甄別有效信息。數據可視化就是將海量數據經過抽取、加工、提煉，通過可視化方式展示出來，改變傳統的文字描述識別模式，達到更高效地掌握重要信息和了解重要細節的目的。圖1-121989年—2024年人口城鎮化率1.2.1數據可視化的作用數據可視化在大數據分析中的作用主要體現在以下幾個方面。（1）動作更快。使用圖表來總結復雜的數據，可以確保對關系的理解要比那些混亂的報告或電子表格更快?？梢暬峁┝艘环N非常清晰的交互方式，從而能夠更快地理解和處理這些信息。（2）以建設性方式提供結果。大數據可視化工具能夠用一些簡短的圖形描述復雜的信息。通過可交互的圖表界面，輕松地理解各種不同類型的數據。例如，許多企業通過收集消費者行為數據，再使用大數據可視化來監控關鍵指標，從而更容易發現各種市場變化和趨勢。例如，一家服裝企業發現，在西南地區，深色西裝和領帶的銷量正在上升，這促使該企業在全國范圍內推銷這兩類產品。通過這種策略，這家企業遠遠領先于那些尚未注意到這一潮流的競爭對手。（3）理解數據之間的聯系。在市場競爭環境中，找到業務和市場之間的相關性是至關重要的。例如，一家軟件公司的銷售總監在條形圖中看到，他們的旗艦產品在西南地區的銷售額下降了8%，銷售總監可以深入了解問題出現在哪里，并著手制定改進計劃。通過這種方式，數據可視化可以讓管理人員立即發現問題并采取行動。1.2.2數據可視化的應用人類對圖形的理解能力非常獨到，往往能夠從圖形當中發現數據的一些規律，而這些規律用常規的方法是很難發現的。在大數據時代，數據量變得非常大，而且非常繁瑣，要想發現數據中包含的信息或者知識，可視化是最有效的途徑之一。數據可視化要根據數據的特性，如時間信息和空間信息等，找到合適的可視化方式，例如，圖表(Chart)、圖(Diagram)和地圖(Map)等，將數據直觀地展現出來，以幫助人們理解數據，同時找出包含在海量數據中的規律或者信息。數據可視化是大數據生命周期管理的最后一步，也是最重要的一步。數據可視化起源于圖形學、計算機圖形學、人工智能、科學可視化以及用戶界面等領域的相互促進和發展，是當前計算機科學的一個重要研究方向，它利用計算機對抽象信息進行直觀地表示，以利于快速檢索信息和增強認知能力。1.2.2數據可視化的應用數據可視化系統并不是為了展示用戶已知的數據之間的規律，而是為了幫助用戶通過認知數據，有新的發現，發現這些數據所反映的實質。如圖1-16所示，CLARITY成像技術使科學家們不需要切片就能夠看穿整個大腦。斯坦福大學生物工程和精神病學負責人KarlDeisseroth說：”以分子水平和全局范圍觀察整個大腦系統，曾經一直都是生物學領域一個無法實現的重大目標。”也就是說，用戶在使用信息可視化系統之前往往沒有明確的目標。信息可視化系統在探索性任務(例如包含大數據量信息)中有突出的表現，它可以幫助用戶從大量的數據空間中找到關注的信息來進行詳細的分析。因此，數據可視化主要應用于下面幾種情況。（1)當存在相似的底層結構、相似的數據可以進行歸類時。（2)當用戶處理自己不熟悉的數據內容時。（3)當用戶對系統的認知有限時，并且喜歡用擴展性的認知方法時。（4)當用戶難以了解底層信息時。（5)當數據更適合感知時。圖1-16CLARITY成像技術感謝觀看第2章Excel數據可視化本章重點◎掌握Excel基本計算函數與圖表的繪制◎掌握Excel數據整理的方法◎掌握數理統計中常用的統計量◎掌握Excel常見的圖表類型的繪制目錄CONTENTSExcel函數與圖表2.1整理數據2.2數理統計中常見的統計量2.3Excel數據可視化應用2.4Excel函數與圖表2.1電子表格軟件(如Excel、WPS等)提供了創建電子表格的工具。它就像一張“聰明”的紙，可以自動計算上面的整列數字，還可以根據用戶輸入的簡單等式或者軟件內置的更加復雜的公式進行其他計算。另外，電子表格軟件還可以將數據轉換成各種形式的彩色圖表，它有特定的數據處理功能，如為數據排序、查找滿足特定標準的數據及打印報表等。大多數電子表格軟件為預先設計的工作表提供了一些模板或向導，如發貨清單、收支報表、資產負債表和貸款還款計劃，還可以在Web上得到其他模板。這些模板一般由專業人員設計，里面包含所有必要的標簽和公式。使用模板時，只需填入數值就可進行計算。Excel是辦公套件MicrosoftOffice的主要成員之一，它在數據管理、自動處理和計算、表格制作，圖表繪制以及金融管理等許多方面都有獨到之處。以Excel2021中文版為例，在Windows“開始”菜單中單擊Excel2021選項，屏幕顯示的Excel工作界面如圖2-1所示，從上到下﹐依次是標題欄、菜單欄、常用工具欄、格式欄﹑編輯欄和最后一行的狀態欄。2.1.1Excel函數Excel的函數功能作為其數據處理的重要手段之一，在生活和工作實踐中可以有多種應用。Excel的函數實際上是一些預定義的公式計算程序﹐它們使用一些稱為參數的數值，按特定的順序或結構進行計算。用戶可以直接用它們對某個區域內的數值進行一系列運算，如分析和處理日期值和時間值，確定貸款的支付額、確定單元格中的數據類型、計算平均值排序顯示和運算文本數據等。例如，用SUM函數對單元格或單元格區域進行加法運算。1)參數?？梢允菙底?、文本、形如TRUE或FALSE的邏輯值、數組、形如#N/A的錯誤值或單元格引用等，給定的參數必須能產生有效的值。參數也可以是常量、公式或其他函數，還可以是數組、單元格引用等。2)數組。用于建立可產生多個結果或可對存放在行和列中的一組參數進行運算的單個公式。在Excel中有區域數組和常量數組兩類數組，區域數組是一個矩形的單元格區域，該區域中的單元格共用一個公式；常量數組將一組給定的常量用作某個公式中的參數。3)單元格引用。用于表示單元格在工作表所處位置的坐標值。例如，顯示在第B列和第3行交叉處的單元格，其引用形式為B3(相對引用)或$B$3(絕對引用)。4)常量。是直接輸入單元格或公式中的數字或文本值，或由名稱所代表的數字或文本值。例如，日期7/8/2025，數字和文本QuarterlyEarnings都是常量。公式或由公式得出的數值都不是常量。2.1.1Excel函數一個函數還可以是另一個函數的參數，這就是嵌套函數。所謂嵌套函數，是指在某些情況下，可能需要將某函數作為另一函數的參數使用。在圖2-1的數據表中，為某高校研究生復試資格審查名單，其中IF()、AND()和SUM()都是函數，而AND()和SUM()是if()函數的嵌套函數，其含義為，如果滿足政治>40分、英語>37分且業務課1和業務課2>60分，則計算該生的4門課的總分，否則顯示該生不具備復試資格，該嵌套函數格式如圖2-2所示。圖2-2嵌套函數2.1.1Excel函數如圖2-3所示，函數的結構以函數名稱開始，后面是左圓括號、以逗號分隔的參數和右圓括號。如果函數以公式的形式出現，則應在函數名稱前面輸入等號(=)。圖2-3函數的結構2.1.1Excel函數單擊工具欄中的“插入公式”按鈕，會出現“插入函數”對話框，如圖2-4所示。在對話框或編輯欄中創建或編輯公式，還可提供有關函數及其參數的信息。Excel的函數一共有13類，分別是財務函數、日期與時間函數、數學和三角函數、統計函數、查找與引用函數、數據庫函數、文本函數、邏輯函數、信息函數、工程函數、多維數據集函數、兼容性函數和Web函數。圖2-4插入和編輯公式2.1.2Excel圖表Excel的數據分析圖表可用于將工作表數據轉換成圖片，具有較好的可視化效果，可以快速表達繪制者的觀點，方便用戶查看數據的差異﹑圖案和預測趨勢等。例如，用戶不必分析工作表中的多個數據列就可以立即看到具備復試資格的各位考試的兩門公共課和初試總分的情況，如圖2-5所示。圖2-5Excel圖表示例2.1.2Excel圖表用戶可以在工作表上創建圖表，或將圖表作為工作表的嵌入對象使用，也可以在網頁上發布圖表。為創建圖表，需要先在工作表中為圖表輸入數據，然后按以下步驟進行操作。（1）選擇要為其創建圖表的數據，如圖2-6所示。（2）單擊“插入”菜單中的“推薦的圖表”。在“推薦的圖表”選項卡上，滾動瀏覽Excel為用戶數據推薦的圖表列表﹐然后單擊任意圖表以查看數據的呈現效果，如圖2-7所示；如果沒有看到自己喜歡的圖表，可單擊“所有圖表”以查看可用的圖表類型，如圖2-8所示，找到所要的圖表時，單擊該圖表，然后單擊“確定”按鈕。圖2-6選擇數據區圖2-7“推薦的圖表”選項圖2-8在“所有圖表”中選項2.1.2Excel圖表（3）使用圖表右上角附近的“圖表元素”、“圖表樣式”和“圖表篩選器”按如圖2-9所示，添加坐標軸標題或數據標簽等圖表元素，自定義圖表的外觀或更改圖表中顯示的數。（4）若要訪問其他設計和格式設置功能，可單擊圖表中的任何位置將“圖表工具”添加到功能區，然后在”設計“和“格式”選項卡上單擊所需的選項，如圖2-10所示。圖2-10圖表工具圖2-9添加圖表元素、設置圖表樣式和圖表篩選器2.1.2Excel圖表各種圖表類型提供了一組不同的選項。例如，對于簇狀柱形圖而言，包括如下選項。1）網格線：可以在此處隱藏或顯示貫穿圖表的線條。2）圖例：可以在此處將圖表圖例放置于圖表的不同位置。3）數據表：可以在此處顯示包含用于創建圖表的所有數據的表。用戶也可能需要將圖表放置于工作簿中的獨立工作表上，并通過圖表查看數據。4）坐標軸：可以在此處隱藏或顯示沿坐標軸顯示的信息。5）數據標志：可以在此處使用各個值的行和列標題(以及數值本身)為圖表加上標簽。這里要小心操作，因為很容易使圖表變得混亂并且難于閱讀。6）圖表位置：如“作為新工作表插入”或者“作為其中的對象插入”。2.1.3選擇圖表類型工作中經常使用柱形圖和條形圖來表示產品在一段時間內的生產和銷售情況的變化或數量的比較，如表示分季度產品份額的柱形圖就顯示了各個品牌的市場份額的比較和變化。如果要體現的是一個整體中每一部分所占的比例時，通常使用“餅圖”。此外，比較常用的就是折線圖和散點圖了，折線圖通常也用來表示一段時間內某種數值的變化，常見的如股票價格的折線圖等。散點圖主要用在科學計算中，例如可以使用正弦和余弦曲線的數據來繪制出正弦和余弦曲線。對于大部分二維圖表，既可以更改數據系列的圖表類型，也可以更改整張圖表的圖表類型。對于氣泡圖，只能更改整張圖表的類型。對于大部分三維圖表，更改圖表類型將影響到整張圖表。所謂“數據系列”是指在圖表中繪制的相關數據點，這些數據源自數據表的行或列。圖表中的每個數據系列具有唯一的顏色或圖案，并且在圖表的圖例中表示?？梢栽趫D表中繪制一個或多個數據系列。餅圖只有一個數據系列。對于三維條形圖和柱形圖，可以將有關數據系列更改為圓錐、圓柱或棱錐圖表類型。步驟1：若要更改圖表類型，可單擊整張圖表或單擊某個數據系列。步驟2：在圖表上單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“更改圖表類型”命令。步驟3：在“所有圖表”卡上單擊選擇所需的圖表類型。步驟4：若要對三維條形或柱形數據系列應用圓錐、圓柱或棱錐等圖表類型，可在“所有圖表”選項卡中單擊“圓柱圖”、”圓錐圖“或“棱錐圖”。整理數據2.2大數據時代，面對如此浩瀚的數據海洋，如何才能從中提煉出有價值的信息呢?其實，任何一個數據分析人員在做這方面工作時，都是先獲得原始數據，然后對原始數據進行整合、處理，再根據實際需要將數據集合。只有這樣層層遞進才能挖掘原始數據中潛在的商業信息，也只有這樣才能掌握目標客戶的核心數據，為企業創造更多的價值。2.2.1數據提取先來認識數據集成的含義，數據集成是把不同來源、格式.特點、性質的數據在邏輯上或物理上有機地集中，從而為企業提供全面的數據共享。在Excel中，用戶可以執行數據的排序、篩選和分類匯總等操作。數據排序就是指按一定規則對數據進行整理、排列，為數據的進一步處理做好準備。【示例2-1】2024年世界各城市幸福指數。根據各國的各城市部分城市評分、人均國內生產總值、社會支持度、期望健康和長壽命感、自由選擇生活感、慷慨感和腐敗感，以此對各個國家的幸福指數進行從高到低的排序。實現這一功能的步驟如下。2.2.1數據提取第1步驟：獲取原始數據。圖2-11是從Kaggle官網下載的且經過初始化處理后的各個參數指標的數據。圖2-11處理后的原始數據2.2.1數據提取第2步驟：排序數據。根據“幸福指數”列進行升序排列，即選定全部數據，然后在“數據”菜單項下單擊“排序”按鈕，在彈出的“排序”對話框中，在“排序依據”中選擇“幸福指數”，在“次序”中，選擇“降序”，數據將自動按從大到小排列，如圖2-12所示。圖2-12排序后的數據2.2.1數據提取第3步驟：制作圖表。先選取A2：A12單元格區域，然后按住Ctrl鍵的同時選取H2：H12單元格區域，在“插入”選項卡下插入圖表，接著選擇簇狀條形圖，系統就按數據排列的順序生成有規律的圖，如圖2-13所示。圖2-13制作圖表2.2.1數據提取【示例2-2】國內外著名景點信息的篩選。自動篩選一般用于簡單的條件篩選，篩選時將不滿足條件的數據暫時隱藏起來，只顯示符合條件的。高級篩選一般用于條件較復雜的篩選操作，其篩選的結果可顯示在原數據表格中，可以在新的位置顯示篩選結果，不符合條件的記錄同時保留在數據表中而不會被隱藏起來。本例中，篩選出去過和想去人數超過4萬人的景點。力爭為游客提供出游指南信息。2.2.1數據提取步驟1：對景點信息進行整理和規范化，由于數據信息是從某個旅游網站爬取的。數據信息如圖2-14所示。圖2-14整理后的旅游景點數據2.2.1數據提取步驟2：制作圖表。將篩選出的name、wantTo和beenTo列生成圖表，系統默認顯示排名前10的景點系列，以只針對滿足條件的系列進行分析，如圖2-15所示。圖2-15實例繪制圖表2.2.2抽樣產生隨機數據【示例2-3】隨機抽取國家名稱。步驟1：加載“分析工具庫”。選擇“文件”→“選項”→“自定義功能區”命令，如圖2-16所示，然后在“自定義功能區”面板中選擇“開發工具”，單擊“確定”按鈕，這樣，在Excel工作表的主菜單中就顯示了“開發工具”命令，如圖2-17所示。圖2-17“開發工具”選項卡圖2-16添加“開發工具”選項卡2.2.2抽樣產生隨機數據步驟2：選擇“開發工具”→“Excel加載項”命令，在彈出的對話框列表中選擇“分析工具庫”，單擊“確定”按鈕，就可成功加載“數據分析”功能。這時，在“數據”選項卡的“分析”組中可以看到“數據分析”選項。從53往后選擇100個旅游景點編號，需要從中抽取20個旅游景點查看景點的熱度，用抽樣分析工具產生一組隨機數據。步驟3：獲取原始數據。如圖2-18（a）所示，將編碼從51001開始按列依次排序到51100，并對間隔列填充相同顏色。步驟4：使用抽樣工具。選擇“數據”→“分析”→“數據分析”命令，打開”數據分析”對話框，然后在”分析工具”列表中選擇”抽樣”，如圖2-18（b）所示。步驟5：設置輸入區域和抽樣方式。在彈出的”抽樣”對話框中，設置”輸入區域”為”SA$1：$1$10”，設置”抽樣方法”為”隨機”，樣本數為20，再設置”輸出區域”為”$K$1”，如圖2-18（c）所示，篩選后的結果如圖2-28（d）所示。數理統計中常見的統計量2.3人們在描述事物或過程時，已經習慣性地偏好于接受數字信息以及對各種數字進行整理和分析，而統計學就是基于現實經濟社會發展的需求而不斷發展的。在統計學領域有一組統計量是用來描述樣本的集中趨勢的，它們就是平均值、中位數和眾數。（1)平均值：在一組數據中，所有數據之和再除以這組數據的個數。（2)中位數：將數據從小到大排序之后的樣本序列中，位于中間的數值。（3)眾數：一組數據中，出現次數最多的數。平均數涉及所有的數據，中位數和眾數只涉及部分數據。它們互相之間可以相等也可以不相等，卻沒有固定的大小關系。一般來說，平均數﹑中位數和眾數都是一組數據的代表，分別代表這組數據的“一般水平”、“中等水平”和“多數水平”。2.3.1平均值、中位數和眾數2.3.1平均值、中位數和眾數【示例2-4】國內外熱門旅游景點去過的人數的統計。本示例統計國內外人們旅游景點去過人數，如圖2-19(a)所示，在工作表中分別利用AVERAGE函數、MEDIAN函數和MODE函數求出”去過人數”的平均數、中位數和眾數。如圖2-19(b)所示，用“name”列和“beenTo”列作為數據源﹐將其生成圖表，并用不同顏色填充系列”中位數”和”眾數”，再手繪一個”平均數”的柱形圖置于圖表中。從圖2-19中可以看出，若要體現國內外熱門旅游景點的旅游人數多少的情況﹐平均值最具代表性，它反映了總體中的平均水平，即所有旅游景點的去過人數的平均數：125032。而中位數是一個趨向中間值的數據，處于總體的中間位置，所以有一半的樣本值小于該值，還有一半的樣本值大于該值，相對于平均值來講，本例中的中位數85347更具考察意義，因為平均值的計算受到了最大值和最小值兩個極端異常值的影響，中位數雖然不能反映旅游景點熱度的一般水平，但是卻反映了旅游景點的集中趨勢，即中等水平。將本例中出現次數最多的眾數34191與平均數和中位數對比后會發現，在所有數據中34191是一個多數旅游景點的旅游人數的水平，它反映了近幾年國內外熱門旅游景點也是數據集中趨勢的一個統計量。2.3.2概率統計中的正態分布和偏態分布概率可以理解為隨機出現的相對數。隨機現象是相對于決定性現象而言的。在一定條件下必然發生某一結果的現象稱為決定性現象。隨機現象則是指在基本條件不變的情況下，每一次試驗或觀察前，不能肯定會出現哪種結果，呈現出偶然性，如常見的擲骰子試驗。事件的概率是衡量該事件發生的可能性的量度。雖然在一次隨機試驗中某個事件的發生是帶有偶然性的，但那些可在相同條件下大量重復的隨機試驗卻往往呈現出明顯的數量規律，其中正態分布和偏態分布就是數據有規律出現的兩個代表。正態分布是一種對稱概率分布，如圖2-20(a)所示；而偏態分布是指頻數分布不對稱、集中位置偏向一側的分布，如圖2-20(b)所示。若集中位置偏向數值小的一側，稱為正偏態分布；集中位置偏向數值大的一側，稱為負偏態分布。在Excel中通過折線圖或散點圖可以模擬出如圖2-20所示的效果。2.3.2概率統計中的正態分布和偏態分布【示例2-5】計算學生考試成績的正態分布圖。一般考試成績具有正態分布現象。現假設某班有59名學生，在某次考試中學生的成績分布在14-97分，計算該班學生成績的積累分布函數圖和概率密度函數圖，數據源和計算結果如圖2-21(a)所示（只顯示部分數據，其他數據折疊了）。步驟1：計算均值和方差。1）計算均值。在C2單元格中輸入計算學生成績的均值公式”=AVERAGE(B2：B60)”按回車鍵后顯示結果。如圖2-21（a）所示。2）計算方差。D2單元格中輸入公式”=STDEV(B2：B60)”計算學生成績的方差。步驟2：計算累積分布函數。在E3單元格中輸入正態分布函數的公式”=NORMDIST(B2，$C$2，$D$2，TRUE)”。輸入該函數的cumulative參數時，選擇TRUE選項表示累積分布函數，如圖2-21（b）所示。2.3.2概率統計中的正態分布和偏態分布步驟3：計算概率密度函數。在F3單元格中輸入與步驟2中一樣的函數公式，只是最后一個cumulative參數設置為FALSE，即概率密度函數。步驟4：填充單元格公式。選取單元格E2：F2，拖動鼠標填充E60：F60單元格區域。步驟5：繪制概率密度函數圖。選取F列數據，插入折線圖，系統顯示如圖2-21(c)所示。步驟6：繪制積累分布函數圖。選取E列數據，插入面積圖，系統顯示如圖2-21(d)所示。Excel數據可視化應用2.4大數據為人們認識周圍世界創造了新機遇，同時也帶來了新的挑戰。一是大數據和數據科學家們之前運用的數據在結構上差異很大；二是大數據和人們通常認為的科學方法并不完全吻合。三是數據產生和存儲的地方發生了變化?？茖W家習慣通過在實驗室中做實驗得到數據，或者記錄對自然界的觀察數據。可以說，某種程度上，數據的獲取是在科學家的控制之下的。但是，在大數據的世界里，大型企業甚至政府擁有著最大規模的數集。而他們自己、消費者和公民們更關心的是如何使用數據。2.4.1直方圖直方圖，又稱質量分布圖、柱形圖，是一種統計報告圖，也是表示資料變化情況的主要工具。直方圖由一系列高度不等的縱向條紋或線段表示數據分布的情況，一般用橫軸表示數據類型，縱軸表示分布情況。制作直方圖的目的就是通過觀察圖的形狀，判斷生產過程是否穩定，預測生產過程的質量。1．以零基線為起點零基線是以零作為標準參考點的一條線，零基線的上方規定為正數，下方為負數，它相當于十字坐標軸中的水平軸。Excel中的零基線通常是圖表中數字的起點線，一般只展示正數部分。若是水平條形圖，零基線與水平網格線平行;若是垂直條形圖，則零基線與垂直網格線平行。2.4.1直方圖【示例2-6】零基線為起點。如圖2-22(a)所示，左側的柱形圖的數據起點是0，即把零基線作為起點，從中可以讀出每個員工的工資，而右側的數據起點是3000。左圖不足在于不便于對比每個直條的總價值，乍看感覺人力資源部的開支太少了，而事實上是因為起點設置的太高了。這種錯誤性的導向就是數據起點的設定不恰當造成的?？梢酝ㄟ^把2-22(c)圖中的最小值3000，調整至2-22(b)圖中的最小值0。2.4.1直方圖2．垂直直條的寬度要大于條間距在柱形圖或條形圖中，直條的寬度與相鄰直條間的間隔決定了整個圖表的視覺效果。即便表示的是同一內容，也會因為各直條的不同寬度及間隔而給人以不同的印象。如果直條的寬度小于條間距，則會形成一種空曠感，這時讀者在閱讀圖表時注意力會集中在空白處，而不是數據系列上。在一定程度上會誤導讀者的閱讀方式。【示例2-7】直條的寬度。如圖2-22所示，兩組圖表中，圖2-22(a)中左側柱形圖直條寬度明顯小于條間距，雖然能從中讀出想要的數據結果，但其表達效果不如圖2-22(a)中右側柱形圖的圖形。直條是用來測量零散數據的，如果其中的直條過窄，視線就會集中在直條之間不附帶數據信息的留白空間上。因此，將直條寬度繪制在條間距的一倍以上兩倍以下最為合適。步驟為：雙擊2-22(a)中的直條形狀，在打開的數據系列格式窗格的”系列選項”下設置”分類間距”的百分比大小。分類間距百分比越大，直條形狀就越細，條間距就越大，所以將分類間距調整為小于或等于100%較為合適，如圖2-22(d)所示的90%。網格線的作用是方便讀者在讀圖時進行值的參考，Excel默認的網格線是灰色的，顯示在數據系列的下方。如果把一個圖表中必不可少的元素稱為數據元素，其余的元素稱為非數據元素，那么Excel中的網格線屬于非數據元素，對于這類元素，應盡量減弱或者直接刪除。例如，應該避免在水平條形圖中使用網格線。2.4.1直方圖3．慎用三維效果的柱形圖三維效果體現了立體感和真實感。但是，這并不適用于柱形圖，因為柱形圖頂部的立體效果會讓數據產生歧義，導致其失去正確的判斷。如果想用3D效果展示圖表數據，可以選用圓錐圖表類型，圓錐效果將圓錐的頂點指向數據，也就是在圖表中每個圓錐的頂點與水平網格線只有一個交點，使指向的數據是唯一的、確定的?！臼纠?-8】柱形圖的三維效果。圖2-23(a)中使用了三維效果展示每個部門的平均工資，細心的讀者會疑惑直條的頂端與網格線相交的位置在哪里，也就是直條對應的數據到底是多少并不明確，這種錯誤在圖表分析過程中是不可原諒的。所以切記不能將三維效果用在柱形圖中，若要展示一定程度的立體感，可以選用不會產生歧義的陰影效果，如圖2-23(b)中的圖表。2.4.1直方圖步驟1：選中三維效果的圖表，然后在“設計”選項卡下單擊“類型”組中的“更改圖表類型”按鈕，在彈出的圖表類型中選擇“簇狀柱形圖”如圖2-23(c)所示。步驟2：如果想為圖表設計立體感，可以先選中圖表中的系列，在”格式”選項卡下設置形狀效果為”陰影-內部-內部下方”效果如圖2-23(b)所示。步驟3：如果需要制作三維效果的圓錐圖，可以先制作成三維效果的柱形圖，然后雙擊圖表中的數據系列，打開數據系列格式窗格，在”系列選項”下有一組”柱體形狀”，單擊”完整圓錐”按鈕，即可將圖表類型設計為三維效果的圓錐狀，如圖2-23(d)所示。在圖表制作中，圖表系列的顏色也很重要。例如，使用相似的顏色填充柱形圖中的多直條，使系列的顏色由亮至暗地進行過渡布局，這樣，較之于顏色鮮艷分明，得到的圖表具有更強的說服力。因為在多直條種類中(一般保持在4種或4種以下)，前者在同一性質(月份)下會使閱讀更輕松，因為它們的顏色具有相似性，不會因為顏色繁多而眼花繚亂。2.4.1直方圖4．用堆積圖表示百分數柱形圖按數據組織的類型分為簇狀柱形圖、堆積柱形圖和百分比堆積柱形圖，簇狀柱形圖用來比較各類別的數值大小；堆積柱形圖用來顯示單個項目與整體間的關系，比較各個類別的每個數值占總數值的大??；百分比堆積柱形圖用來比較各個類別的每一數值占總數值的百分比?！臼纠?-9】百分比柱形堆積圖。如圖2-24所示，圖表中的數據所要表達的是6個月中某個新員工實際完成的工作量占目標工作量的百分數大小。圖2-24(a)表中單色直條所代表的100%數值完全就是畫蛇添足，將其去掉反而會讓圖表更加簡潔。如果想保留這一目標百分數，可以將“完成率”與“目標值”所代表的直條重合在一起，結果就是圖2-24(b)中的效果。圖2-24(b)中的圖表從形式上加強了百分數的表達，特別是部分與整體的百分數效果更明確。步驟1：根據圖2-24中表格的數據，繪制并調整，選中該系列上的數據標簽，在”標簽選項”下設置”標簽位置”為”居中”，完成直方圖效果如圖2-24(b)所示。步驟2：雙擊圖表中的”完成率”系列，在彈出的數據系列格式窗格中設置”系列選項”下”系列重疊”的值為100%，如圖2-24(c)所示。2.4.2折線圖折線圖是用直線段將各數據點連接起來而組成的圖形，以折線方式顯示數據的變化趨勢和對比關系。折線圖可以顯示隨時間(根據常用比例設置)而變化的連續數據，因此非常適用于顯示在相等時間間隔下數據的趨勢。在折線圖中，類別數據沿水平軸均勻分布，所有值數據沿垂直軸均勻分布。如果圖表中繪制的折線圖折線線條過多，會導致數據難以分析。與柱形圖一樣，折線圖中的線條數也不宜過多，最好不要超過4條。如果在圖表中表達的產品數過多，則不適宜繪制在同一折線圖中，這時，可以將每種產品各繪制成一種折線圖，然后調整它們的Y軸坐標，使其刻度值保持一致。1.減小Y軸刻度單位增強數據波動情況在折線圖中，可以顯示數據點以表示單個數據值，也可以不顯示這些數據點，而表示某類數據的趨勢。如果有很多數據點且它們的顯示順序很重要時，折線圖尤其有用。當有多個類別或數值是近似的，一般使用不帶數據標簽的折線圖較為合適。2.4.2折線圖【示例2-10】減小Y軸刻度單位。如圖2-25所示，圖2-25(a)中的圖表Y軸邊界是以0為最小值、60為最大值設置的邊界刻度，并按10為主要刻度單位遞增。由于刻度值的不同使得圖2-25(a)中折線位置過于靠上，給人懸空感，并且折線的變化趨勢不明顯;而圖2-25(b)中的折線占了圖表的三分之二左右，既不擁擠也不空曠，同時也能反映出數據的變化情況。通過對比發現，在適當時候更改折線圖中的起點刻度值可以讓圖表顯得更深刻。首先，根據圖2-25中的表格數據，繪制折線圖，如圖2-25(a)所示。其次，單擊Y軸坐標，打開坐標軸格式窗格，在”坐標軸選項”輸入下邊界最小值30邊界最大值60，然后輸入主要單位值5，結果如圖2-25(b)所示。2.4.2折線圖在折線圖中，Y軸表示的是數值，X軸表示的是時間或有序類別。在對Y軸刻度進行優化后，還應該對X軸的一些特殊坐標軸進行編輯。例如常見的帶年月的日期橫坐標軸，如果是同年內一般只顯示月份即可，如果是不同年份的數據點，就需要顯示清楚哪年哪月。像圖2-26(a)中的橫坐標就顯得冗長。這時若將相同年份中的月份省略年份，顯示就會輕松很多，可在數據源中重新編輯，重新制作的圖表效果如圖2-26(b)所示。對比兩張圖表，后者橫軸的日期文本確實更清楚，一看就能明白月份屬于何年。2.4.2折線圖2.突出顯示折線圖中的數據點在圖表中單擊，進而在圖表右側單擊出現的“圖表元素”項，勾選“數據標簽”，可為圖表加上數據標簽，也可以單擊出現的數據標簽，選擇刪除個別不需要出現的數據標簽。除了數據標簽能直接分辨出數據的轉折點外，還有一個方法，就是在系列線的拐彎處用一些特殊形狀標記出來，這樣就可以輕易分辨出每個數據點了。雖然折線圖和柱形圖都能表示某個項目的趨勢，但是柱形圖更加注重直條本身長度，即直條所表示的值，所以一般都會將數據標簽顯示在直條上。而若在較多數據點的折線圖中顯示數據點的值，不但數據之間難以辨別所屬系列，而且整個圖表會失去美觀性。只有在數據點相對較少時，顯示數據標簽才可取?！臼纠?-11】顯示數據點。為了表示數據點的變化位置，需要特意將轉折點標示出來。圖2-27(a)中用數據標簽標注各轉折點的位置，但并不直接，而且不同折線的數據標簽容易重疊，使得數字難以辨認。而圖2-27(b)中在各轉折點位置顯示比折線線條更大、顏色更深的圓點形狀，整個圖表的數據點之間不僅容易分辨，而且圖表也顯得簡單。除此之外，還特意將每條折線的最高點和最低點用數據標簽顯示出來。2.4.2折線圖步驟1：雙擊圖表中的任意系列打開數據系列格式窗格，在“系列選項”組中單擊填充圖標，然后切換至“標記”選項列表下，單擊“數據標記選項”展開下拉列表，在展開的列表中單擊“內置”單選按鈕，再設置標記“類型”為圓形。同樣在“標記”列表下，單擊“填充”按鈕展開列表，在列表中設置顏色為深藍色。步驟2：選擇圖表中的其他系列進行類似步驟1的設置。步驟3：在折線圖中標記各數據點時，選擇不同的形狀可標記不同的效果。但是在設置標記點的類型時有必要調整形狀的大小，使其不至于太小難以分辨，也不至于過大削弱折線本身的作用。系統默認的標記點大小為5，可單擊數字微調按鈕進行調整(例如將大小調整為10)。選擇好標記數據點的形狀類型后，根據折線的粗細調整形狀大小，再為形狀填充不同于折線本身的線條顏色加以強調。2.4.2折線圖3.通過面積圖顯示數據總額在折線圖中添加面積圖，屬于組合圖形中的一種。面積圖又稱區域圖，它強調數量隨時間而變化的程度，可引起人們對總值趨勢的注意。例如，表示隨時間而變化的利潤的數據時，可以繪制折線圖并在其中添加面積圖以強調總利潤?！臼纠?-12】面積圖。圖2-28(a)中的折線圖展示了店鋪12個月里面每個月的銷售量情況，從圖表中可看出這段時間的銷售額波動不大；而圖2-28(b)中的折線圖+面積圖不僅顯示了這段時間內銷量的差異情況，而且在折線下方有顏色的區域還強調了這段時間內銷售總額的情況，即銷售額等于橫坐標值乘以縱坐標值。從對比結果中可發現，在分析利潤額數據時，為折線圖添加面積圖會有一個更直接、更明確的效果。2.4.2折線圖步驟1：依據圖2-28表格中的店鋪的銷售量（第一行數據），如圖2-28(a)所示。注意設置坐標軸標題、突出顯示折線圖中的數據點。步驟2：增加一組與數據源中“銷售量”一樣的數據(見圖2-28中的表格)，然后用兩組一模一樣的銷售額數據和日期數據繪制折線圖，兩個系列完全重合，結果如圖2-28(a)所示。選中圖表，在“圖表工具”→“設計”選項卡下，單擊“類型”組中的“更改圖表類型“按鈕，在彈出的對話框中，系統默認在“組合”選項下設置其中一個銷售額系列為“帶數據標記的折線圖”，另一個銷售額系列為“面積圖”，如圖2-28(b)所示。步驟3：將添加的折線圖改為面積圖后，刪除圖例，雙擊圖表中的面積區域，彈出數據系列格式窗格，在“系列選項”下單擊“填充”按鈕，然后在展開的下拉列表中為面積圖選擇一種淺色填充，并設置其“透明度”為50%，如圖2-28(b)所示。如果需要在同一圖表中繪制多組折線，也同樣可以參考上面的方法和樣式進行設計制作，但在操作過程中需要注意數據系列的疊放順序問題。2.4.3餅圖餅圖是用扇形面積，也就是圓心角的度數來表示數量。圓餅圖主要用來表示組數不多的品質資料或間斷性數量資料的內部構成，僅有一個要繪制的數據系列，要繪制的數值沒有負值，也幾乎沒有零值，各類別分別代表整個圓餅圖的一部分，各個部分需要標注百分比，且各部分百分比之和必須是100%。圓餅圖可以根據圓中各個扇形面積的大小，來判斷某一部分在總體中所占比例的多少。1.圓餅圖扇區的位置排序【示例2-13】餅圖扇區。在圖2-29(a)中，數據是按降序排列的，所以圓餅圖中切片的大小以順時針方向逐漸減小。但人們習慣從上至下地閱讀，并且在餅圖中，如果按規定的順序顯示數據，會讓整個圓餅圖在垂直方向上有種失衡的感覺，正確的閱讀方式是從上往下閱讀的同時還會對圓餅圖左右兩邊切片大小進行比較。所以需要對數據源重新排序，使其呈現出如圖2-29(b)的效果。圖1-12中國煙民的數量2.4.3餅圖步驟1：為了讓圓餅圖的切片排列合理，需要將原始的表格數據重新排序，其排序結果如圖2-29(b)中的表所示，這樣排序的目的是將切片大小合理地分配在圓餅圖的左右兩側。圓餅圖的切片分布一般是將數據較大的兩個扇區設置在水平方向的左右兩側。其實，除了通過更改數據源的排序順序改變圓餅圖切片的分布位置外，還可以對圓餅圖切片進行旋轉，使圓餅圖的兩個較大扇區分布在左右兩側。步驟2：雙擊圓餅圖的任意扇區，打開“設置數據系列格式”窗格，在“系列選項”組中調整“第一扇區起始角度”為240°，即將原始的圓餅圖第一個數據的切片按順時針旋轉240°。2.4.3餅圖2.分離餅圖扇區用顏色反差來強調需要關注的數據在很多圖表中是較適用的，但是圓餅圖中，有一種更好的方式來表達，那就是將需要強調的扇區分離出來。【示例2-14】分離餅圖扇區。在圖2-30(b)中，為了強調空調在一季度所有家電銷售額中的占比情況，將空調所代表的扇區單獨分離出來，這不但能搶奪讀者的眼球，而且整個圓餅圖在顏色的搭配上也不失彩，效果顯得比圖2-30(a)更好。步驟1：依據圖2-30表格中的數據繪制圓餅圖，如圖2-30(a)所示。步驟2：雙擊圓餅圖打開”設置數據系列格式”窗格，再單擊需要被強調的扇區(系列為”空調”)，然后在“系列選項”組下設置“點分離(X)”的百分比值為10%，即將所選中的扇區單獨分離出來，如圖2-30(b)。由于分離的扇區顯示在圖表下方，需要調整”第一扇區起始角度”值為120°來改變扇區位置，使其顯示在圖表的左邊區域，如圖2-30(c)所示。2.4.3餅圖在餅圖中，為了顯示各部分的獨立性，可以將圓餅圖的每個部分獨立分割開，這樣的圖表在形式上勝過沒有被分開的扇區。步驟3：分割圓餅圖中的每個扇區與單獨分離某個扇區的原理是一樣?！帮瀳D分離程度”的值越大，扇區之間的空隙也就越大。注意，由于選取的是整個餅圖，所以在“第一扇區起始角度”下方顯示的是“圓餅圖分離程度”，如果選中的是某個扇區，則”第一扇區起始角度”下方顯示的就是“點分離”。2.4.3餅圖3.半個餅圖刻畫半期內的數據一個圓形無論從時間上還是空間上給讀者都是一種完整感，當圓形缺失某個角時，會讓人產生“有些數據不存在”的直覺。在此基礎上，可以對圓餅圖進行升級處理，將表示半期內的數據用圓餅圖的一半展示，這樣在時間上就會引導讀者聯想到后半期的數據。【示例2-15】半個餅圖。在圖2-31(a)中，數據的表現形式是準確無誤的，而圖2-31(d)的整個圓餅圖只顯示了一半的效果，但是從三維效果中可以看出這個圖形是完整的，其表示的數據之和與圖2-31(c)中一致，正是因為圖表只展示了一半效果，在圖表意義上就比圖2-31(c)更勝一籌。半個圓餅圖表示公司上半年的銷售額比使用一個整體的圓餅圖更有意義，這半個圓餅圖不是數據只有一半，而是表示在一個完整的時期內的前半期數據。2.4.3餅圖步驟1：根據圖2-31(a)中的數據繪制圓餅圖，如圖2-31(c)所示。步驟2：將數據源中各類別的銷售額匯總，如圖2-31(b)所示，在制作圖表時，需要將”總計”項作為源數據。步驟3：選中餅圖，打開“設置數據系列格式”窗格，在“系列選項”組下設置“第一扇區起始角度”值為270°，如圖2-31(c)所示。然后單擊圖表中“總計”系列所在扇區，在窗格中單擊“填充”組中的“純色填充-白色”(或“無填充”)單選按鈕，如圖2-31(d)所示。這樣，在圖表中不僅展示了公司上半年的銷售額情況，還指出需要被關注的下半年的銷售額。常見的圓餅圖有平面圓餅圖、三維圓餅圖、復合圓餅圖、復合條圓餅圖和圓環圖，它們在表示數據時各有千秋。但無論哪種類型的圓餅圖，都不適于表示數據系列較多的數據，數據點較多只會降低圖表的可讀性，不利于數據的分析與展示。2.4.3餅圖4.多個餅圖對象重疊展示對比關系任何看似復雜的圖形都是由簡單的圖表疊加、重組而成的。有時為了凸顯信息的完整性，需要將分散的點聚集在一起，在圖表的設計中也需要利用這一思想來優化圖表，讓圖表在表達數據時更直接有效?！臼纠?-16】堆疊餅圖。在圖2-32(a)中，用了三個獨立的圖表展示三個店的利潤結構，如果將這三個店看作一個整體，這樣分散的展示不方便讀者進行對比。若將三個圖表進行疊加組合在一起，如圖2-32(b)所示，這樣不僅能表示出整個公司是一個整體，還能使各店之間形成一種強烈的對比關系，視覺效果和信息傳遞的有效性比圖2-32(a)要強。所以在圖表的展示過程中，不僅需要數據的清晰表達，還需要在形式上做到精準。2.4.3餅圖步驟l：依據圖2-32(a)中的數據表格分別繪制三個店的圓餅圖，圖表區設置為“無填充”和“無線條”樣式，去掉標題和去掉店鋪B和店鋪C圖例，的如圖2-32(a)所示。步驟2：打開“設置數據點格式”窗格，設置每個圓餅圖中第一扇區起始角度值，使三個圓餅圖的“童裝”所表示的扇區顯示在圖表的里邊。再縮放店B和店C圖表到合適比例，然后依次層疊地放置在圓餅圖上。步驟3：將三個圓餅圖重疊在一起后(按Ctrl選擇三個圓餅圖)，單擊“圖表工具”→“格式“選項卡下“排列”組中的組合按鈕，最終效果如圖2-32(b)所示。2.4.4散點圖散點圖通常用于顯示和比較數值，如科學數據、統計數據和工程數據。當不考慮時間的情況而比較大量數據點時，散點圖就是最好的選擇。在默認情況下﹐散點圖以圓點顯示數據點。如果在散點圖中有多個序列，可考慮將每個點的標記形狀更改為方形、三角形、菱形或其他形狀。1.平滑線連接散點圖增強圖形效果【示例2-17】平滑線連接散點圖。圖2-33(a)是普通的散點圖，數據點的分布展示了不同年齡段的月平均網購金額，從圖表中可以分析出月平均網購金額較高的人群主要集中30歲左右；但是對比圖2-33(b)，發現在連續的年齡段上，圖2-33(a)中的數據較密的點不容易區分，而圖2-33(b)中將所有數據點通過年齡的增加連接起來，不但表示了數據本身的分布情況，還表示了數據的連續性。用帶平滑線和數據標記的散點圖來表示這樣的數據比普通的散點圖效果要好。2.4.4散點圖步驟1：依據圖2-33中表格的數據繪制散點圖，如圖2-33(a)所示。步驟2：選中圖表，在“圖表工具”→“設計”選項卡下的“類型“組中單擊””更改圖表類型”按鈕，然后在彈出的對話框中單擊XY散點圖中的“帶平滑線和數據標記的散點圖”。步驟3：更改圖表類型后，單擊圖表中的數據系列，在數據系列窗格中，單擊填充圖標下的“標記”按鈕，然后將線條顏色改為與標記點相同的深藍色，如圖2-33(b)所示。氣泡圖與XY散點圖類似，不同之處在于，XY散點圖對成組的兩個數值進行比較；而氣泡圖允許在圖表中額外加入一個表示大小的變量，所以氣泡圖是對成組的三個數值進行比較，且第三個數值用來確定氣泡數據點的大小。2.4.4散點圖2.直角坐標改為象限坐標凸顯分布效果制作氣泡圖一般是為了查看被研究數據的分布情況，所以在設計氣泡圖時，運用數學中的象限坐標來體現數據的分布情況是最直接的。這時圖表被劃分的象限雖然表示了數據的大小，但不一定出現負數，這需要根據實際被研究數據本身的范圍來確定。【示例2-18】象限坐標氣泡圖。對比圖2-34(a)和圖2-34(b)可以發現，前者雖然能看出每個氣泡(地區)的完成率和利潤率，但是沒有后者的效果明顯，因為在“設置后”中將完成率和利潤率劃分了四個范圍(四個象限)，通過每個象限出現的氣泡判斷各地區的項目進度和利潤情況，而且根據氣泡所在象限位置，地區之間的對比也更加明顯。另外，在圖2-34(b)中氣泡上顯示了地區名稱，這一點在圖2-34(a)中沒有體現出來。2.4.4散點圖步驟1：選定數據區域中的任意單元格，插入散點圖中的氣泡圖，如圖2-34(a)所示。步驟2：打開“選擇數據源”對話框，單擊對話框中的“編輯”按鈕，在“編輯數據系列”對話框中設置各項內容，如圖2-35所示。步驟3：雙擊縱坐標軸，在坐標軸格式窗格中單擊”坐標軸選項”，在展開的列表中單擊“橫坐標軸交叉”組中的“坐標軸值”單選按鈕，并在右側的文本框中輸人0.65；單擊圖表中的橫坐標，設置“縱坐標軸交叉”組中的“坐標軸值”為0.45。步驟4：選中圖表中的氣泡并右擊，在彈出的快捷列表中單擊“添加數據標簽”，然后選中標簽右擊，再單擊快捷列表中的“設置數據標簽格式”命令，在彈出的數據標簽窗格中，取消“標簽包括”組中的“Y值”，重新勾選”單元格中的值”復選框，并在彈出的對話框中選擇表格中的”地區”列，這一操作是將地區名稱顯示出來。然后設置“標簽位置”為“居中”方式，完成效果如圖2-34(b)所示。感謝觀看第3章Echarts可視化庫本章重點◎了解Echarts基本概念和特點◎理解Echarts的安裝和配置方法◎掌握Echarts樣式設置◎掌握Echarts異步數據加載和更新◎掌握Echarts數據集的使用目錄CONTENTSEcharts基礎3.1Echarts餅圖3.2Echarts樣式設置3.3Echarts異步數據加載和更新3.4Echarts數據集3.5Echarts

交互組件3.6Echarts

響應式3.7Echarts

數據視覺映射3.8Echarts基礎3.1Echarts

是一個使用JavaScript實現的開源可視化庫，涵蓋各行業圖表，滿足各種需求。Echarts

遵循Apache-2.0開源協議，免費商用。Echarts

兼容當前絕大部分瀏覽器及兼容多種設備，可隨時隨地任性展示。學習Echarts數據可視化之前需要HTML和JavaScript的基礎知識。3.1.1Echarts概覽1.Echarts

實例一個網頁中可以創建多個Echarts

實例。每個Echarts

實例中可以創建多個圖表和坐標系（用option來描述）。準備一個DOM節點（作為Echarts

的渲染容器），就可以在上面創建一個Echarts

實例。每個Echarts

實例獨占一個DOM節點。如圖3-1所示，有兩個DOM節點。3.1.1Echarts概覽2.系列（series）系列（series）是很常見的名詞。在Echarts

里，系列是指：一組數值及它們映射成的圖?！跋盗小边@個詞原本可能來源于“一系列的數據”，而在Echarts中取其擴展的概念，不僅表示數據，也表示數據映射成為的圖。所以，一個系列包含的要素至少有：一組數值、圖表類型（series.type）、以及其他的關于這些數據如何映射成圖的參數。Echarts

里系列類型（series.type）就是圖表類型。系列類型（series.type）至少有：line（折線圖）、bar（柱形圖）、pie（餅圖）、scatter（散點圖）、graph（關系圖）、tree（樹圖）等，如圖3-2所示，右側的option中聲明了三個系列（series）：pie（餅圖系列）、line（折線圖系列）和bar（柱形圖系列），每個系列中有他所需要的數據（series.data）。如圖3-2繪制了3種圖表：餅圖、折線圖和柱形圖的混合圖，以及每種圖表的代碼和圖表對應關系。3.1.1Echarts概覽3.組件（component）在系列之上，Echarts

中各種內容，被抽象為“組件”。例如，Echarts

中至少有這些組件：xAxis（直角坐標系X軸）、yAxis（直角坐標系Y軸）、grid（直角坐標系底板）、angleAxis（極坐標系角度軸）、radiusAxis（極坐標系半徑軸）、polar（極坐標系底板）、geo（地理坐標系）、dataZoom（數據區縮放組件）、visualMap（視覺映射組件）、tooltip（提示框組件）、toolbox（工具欄組件）、series（系列）等。其實系列（series）也是一種組件，可以理解為：系列是專門繪制“圖”的組件。如圖3-3所示，右側的option中聲明了各個組件（包括系列），各個組件就出現在圖中。3.1.1Echarts概覽4.用option描述圖表上面已經出現了option的概念。Echarts

的使用者，使用option來描述其對圖表的各種需求，包括：有什么數據、要畫什么圖表、圖表長什么樣子、含有什么組件、組件能操作什么事情等。簡而言之，option表述了數據、數據如何映射成圖形、交互行為。代碼和注釋如下所示。系列里的series.data

是本系列的數據。而另一種描述方式，系列數據從dataset中?。?.1.1Echarts概覽5.組件的定位不同的組件、系列，常有不同的定位方式。1）類CSS的絕對定位。多數組件和系列，都能夠基于top/right/down/left/width/height絕對定位。這種絕對定位的方式，類似于CSS的絕對定位（position：absolute）。絕對定位基于的是Echarts

容器DOM節點。其中，它們每個值都可以是以下兩種取值。（1）絕對數值（例如bottom：54，表示：距離Echarts

容器底邊界54像素）。（2）或者基于Echarts

容器高寬的百分比（例如right：'20%‘，表示：距離Echarts

容器右邊界的距離是Echarts

容器寬度的20%）。如圖3-4所示的例子，對grid組件（也就是直角坐標系的底板）設置left、right、height、bottom達到的效果。3.1.1Echarts概覽通過圖3-4的布局和代碼可以看到，left、right、width是一組（橫向）；top、bottom、height是另一組（縱向）。這兩組沒有什么關聯。每組中，至多設置兩項就可以了，第三項會被自動算出。例如，設置了left和right就可以了，width會被自動算出。2）中心半徑定位。少數圓形的組件或系列，可以使用“中心半徑定位”，例如，pie（餅圖）、sunburst（旭日圖）、polar（極坐標系）。中心半徑定位，往往依據center（中心）、radius（半徑）來決定位置。3）其他定位。少數組件和系列可能有自己的特殊的定位方式。在他們的文檔中會有說明。3.1.1Echarts概覽6.坐標系很多系列，如line（折線圖）、bar（柱形圖）、scatter（散點圖）、heatmap（熱力圖）等，需要運行在“坐標系”上。坐標系用于布局這些圖及顯示數據的刻度等。例如，Echarts

中至少支持這些坐標系：直角坐標系、極坐標系、地理坐標系（GEO）、單軸坐標系、日歷坐標系等。其他一些系列，如pie（餅圖）、tree（樹圖）等，并不依賴坐標系，能獨立存在。還有一些圖，如graph（關系圖）等，既能獨立存在，也能布局在坐標系中，依據用戶的設定而來。一個坐標系，可能由多個組件協作而成。以最常見的直角坐標系來舉例，直角坐標系中，包括有xAxis（直角坐標系X軸）、yAxis（直角坐標系Y軸）、grid（直角坐標系底板）三種組件。xAxis、yAxis

被grid自動引用并組織起來，共同工作。1）最簡單的坐標系。如圖3-5所示，這是最簡單的使用直角坐標系的方式：只聲明了xAxis、yAxis

和一個scatter（散點圖系列），Echarts自動為他們創建了grid并關聯起他們。2）兩個yAxis，共享了一個xAxis。兩個series，也共享了這個xAxis，但是分別使用不同的yAxis，使用yAxisIndex

來指定它自己使用的是哪個yAxis，如圖3-6所示。3.1.1Echarts概覽3）一個Echarts

實例中，有多個grid。每個grid分別有xAxis、yAxis，他們使用xAxisIndex、yAxisIndex、gridIndex

來指定引用關系，如圖3-7所示。另外，在一個系列里，往往能運行在不同的坐標系中。例如，一個scatter（散點圖）能運行在直角坐標系、極坐標系、地理坐標系等各種坐標系中。同樣，一個坐標系，也能承載不同的系列，如上面出現的各種例子，直角坐標系里承載了line（折線圖）、bar（柱形圖）等。3.1.2Echarts安裝與配置1．安裝（1）獨立版本?？梢灾苯酉螺dEcharts.min.js并用<script>標簽引入。另外，開發環境下可以使用源代碼版本Echarts.js并用<script>標簽引入，源碼版本包含了常見的錯誤提示和警告。也可以在Echarts

的官網上直接下載更多豐富的版本，包含了不同主題跟語言，主要有完全版（Echarts/dist/Echarts.js）、常用版（Echarts/dist/Emon.js）和精簡版（Echarts/dist/Echarts.simple.js）。（2）使用CDN方法。以下推薦國外比較穩定的兩個CDN，國內還沒發現哪一家比較好，可以使用三種在線js文件的任何一種，但是目前還是建議下載到本地。3.1.2Echarts安裝與配置2.配置本節的主要目的是為大家介紹使用Echarts

生成圖表的一些配置方法和配置步驟。下面以繪制柱形圖為例來展示Echarts圖表繪制過程。1）創建HTML頁面：創建一個HTML頁面，引入Echarts.min.js。2）為Echarts

準備具備高寬的DOM容器：實例中id="main"的div用于包含Echarts

繪制的圖表。3）設置配置信息：Echarts

庫使用json

格式來配置。主要包括：標題、提示信息、圖例組件、x軸、y軸、系列列表。3.1.2Echarts安裝與配置Echarts餅圖3.2Echarts使用javaScript實現的開源可視化庫，可以流暢的運行在PC端和移動設備上，兼容當前絕大部分瀏覽器（MicrosoftEdge、Chrome、Firefox、Safari等），底層依賴輕量級的矢量圖形庫，提供直觀，交互豐富，可高度個性化定制的數據可視化圖表。具體可繪制的圖表和type參數值的對應，如表3-1所示，并且可以支持各類圖表的的混搭。3.2.1餅圖通過前面的Echarts相關配置，我們已經學會使用Echarts繪制一個簡單的柱形圖，本節我們將繪制餅圖和在餅圖基礎上的個性化圖表樣式。餅圖主要是通過扇形的弧度表現不同類目的數據在總和中的占比，它的數據格式比柱形圖更簡單，只有一維的數值，不需要給類目。因為不在直角坐標系上，所以也不需要xAxis，yAxis。繪制餅圖大致有以下4個步驟。步驟1：在頁面先引入Echarts.js或Echarts.min.js，還可以引入jquery.js，這里面包含了所有的組件。語句為:步驟2：在body里面建立一個餅圖的容器div，必須要有寬高屬性。語句為:步驟3：對容器進行初始化，即獲取div，用Echarts.js進行init，語句為:步驟4：初始化之后就可以進行參數設置了，語句為:步驟5：使用剛指定的配置項和數據顯示圖表。語句為3.2.2南丁格爾圖ApacheEchartsTM

提供了豐富的自定義配置選項，并且能夠從全局、系列、數據三個層級去設置數據圖形的樣式。Echarts

中的餅圖支持通過設置roseType

顯示成南丁格爾圖，下面我們來看如何使用Echarts

實現南丁格爾圖，南丁格爾圖會通過半徑表示數據的大小。語句如下，繪制的南丁格爾圖，如圖3-9所示。3.2.2南丁格爾圖1.陰影的配置Echarts

中有一些通用的樣式，諸如陰影、透明度、顏色、邊框顏色、邊框寬度等，這些樣式一般都會在系列的itemStyle

里設置。例如，陰影的樣式可以通過下面幾個配置項設置，效果如圖3-10所示。3.2.2南丁格爾圖2.深色背景和淺色標簽

整個主題改成深色主題，這就需要改背景色和文本顏色。如圖3-11所示。1）背景色是全局的，所以直接在option下設置backgroundColorbackgroundColor：'#2c343c'2）文本的樣式可以設置全局的textStyle。textStyle：{color：'rgba(255，255，255，0.3)'}3）也可以每個系列分別設置，每個系列的文本設置在label.textStyle。label：{textStyle：{color：'rgba(255，255，255，0.3)'}}4）餅圖還要將標簽的視覺引導線的顏色設為淺色。labelLine：{lineStyle：{color：'rgba(255，255，255，0.3)'}}Echarts樣式設置3.3Echarts

可以通過樣式設置來改變圖形元素或者文字的顏色、明暗、大小等。本節主要介紹：顏色主題（Theme）、調色盤、直接樣式設置（itemStyle、lineStyle、areaSt