Python如何制作雷达图

简介

雷达图又被称为蜘蛛图或极坐标图，它以一个原点为中心，通过多个等角度的放射线表示多个变量的数值，常用于多指标的比较和分析。Python提供了多个绘图库，如Matplotlib和Plotly，可以方便地制作出各种类型的雷达图。

1. Matplotlib绘制雷达图

Matplotlib是Python中常用的绘图库之一，它提供了丰富的绘图功能，包括绘制雷达图。

1.1 安装Matplotlib

在开始制作雷达图之前，需要先安装Matplotlib库。可以通过以下命令在终端或命令提示符中进行安装：

pip install matplotlib

1.2 示例：绘制基本雷达图

下面是一个简单的示例，展示如何使用Matplotlib绘制一个基本的雷达图。首先，导入需要的库：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

然后，定义要绘制的数据。假设有5个指标，每个指标的取值范围为0到100，我们可以用一个列表表示：

labels = ['指标1', '指标2', '指标3', '指标4', '指标5']
values = [80, 65, 90, 75, 85]

接下来，计算出每个指标在雷达图上的角度，并将角度转换为弧度：

angles = np.linspace(0, 2 * np.pi, len(labels), endpoint=False).tolist()
angles += angles[:1]  # 闭合图形

然后，初始化图形并设置图像的大小：

fig = plt.figure(figsize=(6, 6))

接着，创建一个极坐标子图：

ax = fig.add_subplot(111, polar=True)

然后，绘制雷达图的轴线：

ax.plot(angles, values, 'o-', linewidth=2)
ax.fill(angles, values, alpha=0.25)

接下来，设置雷达图的标签：

ax.set_thetagrids(np.degrees(angles[:-1]), labels)

最后，显示雷达图：

plt.show()

运行上述代码，即可得到绘制的雷达图。

1.3 自定义雷达图样式

在Matplotlib中，我们可以通过设置不同的参数来自定义雷达图的样式。以下是一些常用的自定义方法：

linestyle：设置线条的样式，如’-‘表示实线，’–‘表示虚线等。
linewidth：设置线条的宽度。
marker：设置数据点的标记样式，如’o’表示圆圈，’s’表示正方形等。
markersize：设置数据点的大小。
color：设置线条和数据点的颜色。
alpha：设置线条和数据点的透明度。
label：设置线条和数据点的标签。

下面是一个完整的示例代码，展示如何自定义雷达图的样式：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

labels = ['指标1', '指标2', '指标3', '指标4', '指标5']
values = [80, 65, 90, 75, 85]

angles = np.linspace(0, 2 * np.pi, len(labels), endpoint=False).tolist()
angles += angles[:1]  # 闭合图形

fig = plt.figure(figsize=(6, 6))
ax = fig.add_subplot(111, polar=True)

ax.plot(angles, values, linestyle='-', linewidth=2, marker='o', markersize=5, color='r', alpha=0.8, label='数据')

ax.fill(angles, values, alpha=0.25)

ax.set_thetagrids(np.degrees(angles[:-1]), labels)

plt.legend()
plt.show()

运行上述代码，可以看到绘制的雷达图具有自定义的样式。

2. Plotly绘制雷达图

Plotly是一个交互式数据可视化库，它可以生成基于Web的图表，包括雷达图。与Matplotlib不同，Plotly可以在Jupyter Notebook等环境中以交互方式显示图表。

2.1 安装Plotly

在开始制作雷达图之前，需要先安装Plotly库。可以通过以下命令在终端或命令提示符中进行安装：

pip install plotly

2.2 示例：绘制基本雷达图

下面是一个简单的示例，展示如何使用Plotly绘制一个基本的雷达图。首先，导入需要的库：

import plotly.graph_objs as go
import plotly.offline as offline

然后，定义要绘制的数据。假设有5个指标，每个指标的取值范围为0到100，我们可以用一个列表表示：

labels = ['指标1', '指标2', '指标3', '指标4', '指标5']
values = [80, 65, 90, 75, 85]

接下来，创建一个雷达图的数据对象：

data = [
    go.Scatterpolar(
        r=values,
        theta=labels,
        fill='toself',
    )
]

然后，创建一个布局对象：

layout = go.Layout(
    polar=dict(
        radialaxis=dict(
            visible=True,
            range=[0, 100],
        )
    ),
    showlegend=False
)

最后，使用offline.plot方法显示雷达图：

offline.plot(dict(data=data, layout=layout), filename='radar_chart.html')

运行上述代码，可以输出一个HTML文件，其中包含绘制的雷达图。

2.3 自定义雷达图样式

在Plotly中，我们可以通过设置不同的参数来自定义雷达图的样式。以下是一些常用的自定义方法：

mode：设置数据点的连接方式，如’markers’表示仅显示数据点，’lines’表示仅显示线条，’lines+markers’表示同时显示数据点和线条等。
fill：设置雷达图的填充方式，如’toself’表示自动补充成闭合图形，’none’表示不填充等。
line：设置线条的样式，如颜色、宽度等。
marker：设置数据点的样式，如颜色、大小等。

以下是一个完整的示例代码，展示如何自定义雷达图的样式：

import plotly.graph_objs as go
import plotly.offline as offline

labels = ['指标1', '指标2', '指标3', '指标4', '指标5']
values = [80, 65, 90, 75, 85]

data = [
    go.Scatterpolar(
        r=values,
        theta=labels,
        fill='toself',
        mode='markers',
        marker=dict(
            color='red',
            size=10,
            symbol='square'
        ),
        line=dict(
            color='blue',
            width=2
        )
    )
]

layout = go.Layout(
    polar=dict(
        radialaxis=dict(
            visible=True,
            range=[0, 100],
        )
    ),
    showlegend=False
)

offline.plot(dict(data=data, layout=layout), filename='radar_chart.html')

运行上述代码，可以看到绘制的雷达图具有自定义的样式。