平面图绘制(3.Seaborn库绘制热力图)

Seaborn库的使用(热力图)

函数讲解

seaborn.heatmap(data,      #矩阵数据集,可以是numpy数组类型(array)或者pandas的DataFrame数据类型,
                            #若是pandas的dataframe,则df的index/column信息会分别对应到heatmap的columns和rows
                vmin=None,    #图例中最小值的显示值,没有该参数时默认不显示
                vmax=None,    #图例中最大值的显示值,没有该参数时默认不显示
                cmap=None,    #matplotlib的colormap名称或颜色对象,有多种颜色可以选择
                center=None,  #将数据设置为图例中的均值数据,即图例中心的数据值;通过设置center值,可以调整生成的图像颜色的整体深浅
                annot=None,   #显示各个矩阵的数值
                fmt='',     #数值显示格式设置
                linewidths=0,    #热力图矩阵之间的间隔大小
                linecolor='white',  #矩阵边缘线颜色
                xticklabels=True,    #如果是True,则绘制dataframe的列名。如果是False,则不绘制列名。
                yticklabels=True)    #如果是True,则绘制dataframe的行名。如果是False,则不绘制行名。

真实示例

#导入文件所需要的库
import seaborn as sns
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['KaiTi']   #中文字体
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False    #符号显示
#热力图绘制

#给定随机数
datas_numpy = np.random.randint(0,600,size = (10,10))
#randint(0,600,size = (10,10)  随机生成一个10*10的矩阵,且元素都在0-599范围内

#原始图像绘制
plt.figure(dpi=180)
img1 = sns.heatmap(data = datas_numpy)  
plt.title('热力图示例')
plt.show()

#改变热力图显示颜色
plt.figure(dpi=180)
img2 = sns.heatmap(data = datas_numpy, cmap="seismic")  
plt.title('改变热力图显示颜色示例')
plt.show()

#改变颜色条上下限
plt.figure(dpi=180)
img2 = sns.heatmap(data = datas_numpy, vmax = 200,vmin = 50)  
plt.title('改变颜色条上下限')
plt.show()

#显示数据
plt.figure(dpi=180)
img2 = sns.heatmap(data = datas_numpy, annot = True, fmt = '.1f')  
plt.title('显示数据')
plt.show()

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### 城市热力的实现方法 城市热力是一种重要的地理信息系统(GIS)可视化工具,能够直观地展现城市的某些属性分布情况,例如人口密度、交通流量或犯罪率等。以下是关于如何利用Cesium或其他工具来创建和使用城市热力的具体说明。 #### 使用Cesium实现城市热力 Cesium 是一种强大的 Web 地引擎,在 GIS 领域被广泛应用于点数据的可视化。要实现城市热力,通常需要以下几个步骤: 1. **准备数据** 数据应包含地理位置信息(经度和纬度)。如果涉及时间维度,则还需要加入时间戳字段。这些数据可以存储为 CSV 文件或 GeoJSON 格式[^1]。 2. **加载 Cesium 并初始化场景** 利用 Cesium 的 JavaScript API 初始化一个三维地球模型,并设置基础的地样式。 ```javascript const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer'); ``` 3. **导入并处理数据** 将准备好的数据集导入到 Cesium 中,并计算每个位置的权重值(如人数、事件数量等),以便生成热力效果。 4. **配置热力插件** 虽然 Cesium 自身不直接支持热力功能,但可以通过第三方(如 `Leaflet` 或其他开源项目)集成热力插件。例如,可采用 WebGL 技术渲染热力层。 5. **调整视觉参数** 设置颜色渐变方案以及透明度阈值,使热力更加清晰易读。常见的配色方案有红黄蓝调色板(Red-Yellow-Blue Gradient)。 --- #### 动态热力的应用实例 除了静态的城市热力外,还可以构建动态热力以反映随时间变化的趋势。这种方法特别适合研究诸如交通事故频率、天气状况或者社交媒体活动等领域内的时空规律[^3]。 下面是一段 Python 代码示例,演示了如何借助 Seaborn 生成基于时间序列的二维热力: ```python import seaborn as sns import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 构造模拟数据框 data = { 'latitude': np.random.uniform(-90, 90, size=100), 'longitude': np.random.uniform(-180, 180, size=100), 'value': np.random.randint(1, 100, size=100) } geo_data = pd.DataFrame(data) # 添加随机日期列 geo_data['time'] = pd.to_datetime( np.random.choice(pd.date_range('2022-01-01', '2022-01-10'), size=len(geo_data)) ) # 创建透视表 pivot_geo_data = geo_data.pivot_table(index='latitude', columns='longitude', values='value') # 绘制热力 sns.heatmap(pivot_geo_data, cmap="YlGnBu", annot=True, fmt=".1f", linewidths=.5) plt.title("Time-Series Heatmap of City Data") plt.show() ``` 此脚本展示了如何将原始坐标数据转化为适于绘的形式,并最终呈现出来[^4]。 --- #### 进阶:三维热力 对于更复杂的分析需求,可能需要用到三维热力形式。这种表不仅可以表达平面范围内的密集程度,还能体现高度方向上的差异性。例如,当评估建筑物的高度与周围环境的关系时,三维视角会显得尤为重要[^5]。 ---
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