Python笔记—matplotlib雷达图

本文详细介绍了如何使用Python的matplotlib库绘制雷达图,包括极坐标的基本概念、代码实例及图形修整技巧。通过实例展示了如何设定极角和极径,连接点以形成完整的雷达图。

Python笔记—matplotlib雷达图

 

重点 实例代码:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']

name = ['语文','数学','英语','物理','化学']   #标签
theta = np.linspace(0,2*np.pi,len(name),endpoint=False)    #将圆根据标签的个数等比分
value = np.random.randint(50,100,size=5)   #在60-120内,随机取5个数
theta = np.concatenate((theta,[theta[0]]))  #闭合
value = np.concatenate((value,[value[0]]))  #闭合

ax = plt.subplot(111,projection = 'polar')      #构建图例
ax.plot(theta,value,'m-',lw=1,alpha = 0.75)    #绘图
ax.fill(theta,value,'m',alpha = 0.75)           #填充
ax.set_thetagrids(theta*180/np.pi,name)         #替换标签
ax.set_ylim(0,110)                          #设置极轴的区间
ax.set_theta_zero_location('N')         #设置极轴方向
ax.set_title('木子李-五维图',fontsize = 20)   #添加图描述
plt.show()

 

先了解一下什么是极坐标

极点:以圆的中心作为极点O

极轴:以0°的方向引一条射线极轴Ox,

极径:选定一个长度单位r

极角:以Ox正方向开始计算角度θ(通常取逆时针方向)

极坐标:以极点O作为圆心,以极昼Ox的方向作为起点,以极径r作为半径,画一个以极角θ的扇形,最终圆规脚定的位置就是极坐标M


使用matplotlib画雷达图,也就是画极坐标,使用plt.polar函数画一张空白极地图

import matplotlib.pyplot as plt
plt.polar()
plt.show()

在图中已知的信息是极点(圆心),极轴(0°的方向)

来看一下polar的参数,前面两个特定参数

theta就是我们的极角θ

r就是我们的极径。

我们先在这个图中标记出一个极坐标点

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.polar(0.25*np.pi,20,'ro',lw=2)
plt.ylim(0,100)    #设置极轴的上下限
plt.show()

一个π是180度,所以极角是0.25np.pi=90° ,极轴是20 。

用圆规,以圆心作为中心点,以20作为半径,从0°开始,逆时针方向画90°,圆规脚最终停止的点就是极坐标

plt.polar(0.25*np.pi,20,'ro',lw=2)

'ro'绘制的极坐标图形为红色圆点;

lw=2绘制的极坐标图形的宽度为2。

最终效果如下

当给定多个极角和极轴时,

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
theta = np.array([0.25,0.75,1,1.5])
r = [20,60,40,80]
plt.polar(theta*np.pi,r,'ro',lw=2)
plt.ylim(0,100)
plt.show()

则在图中绘制出多个点,(0.25*π,20),(0.75*π,60),(1*π,40),(1.5*π,80)

知道极坐标点后,将每个点用线连接起来,那就是雷达图了,将图形绘制样式修改成'ro-

plt.polar(theta*np.pi,r,'ro-',lw=2)

然而发现没有闭合

那就在构造一个极坐标点,和第一个点重叠

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
theta = np.array([0.25,0.75,1,1.5,0.25])
r = [20,60,40,80,20]
plt.polar(theta*np.pi,r,'ro-',lw=2)
plt.ylim(0,100)
plt.show()

这样绘制出来的就是一个完成的雷达图,剩下的就是对图形的修整。

<think>好的,我现在需要帮助用户解决如何使用Python读取Excel数据并用Matplotlib绘制雷达的问题。首先,我得回顾一下用户提供的引用内容,看看有没有相关的信息可以利用。引用[3]和[4]提到了处理Excel数据和绘制雷达,使用Pandas和Matplotlib库,这应该是关键。 用户的需求很明确,就是读取Excel数据并生成雷达。我需要分步骤来回答这个问题。首先,用户可能需要安装必要的库,比如pandas、matplotlib和openpyxl。然后,读取Excel文件的数据,可能需要使用pandas的read_excel函数。接下来,处理数据,确保数据格式适合绘制雷达。最后,使用matplotlib的极坐标功能来绘制雷达,并调整样式。 我需要考虑用户可能的Excel数据结构。例如,可能每个行代表一个数据条目,列代表不同的维度。比如,产品名称作为标签,后面跟着各个维度的数值。在示例中,可能需要将数据标准化,因为雷达的各个维度通常需要相同的刻度范围。 然后,绘制雷达的步骤包括:创建极坐标子,设置角度、绘制数据点并填充区域,添加标签和标题等。这里需要注意角度计算,每个维度的角度是等分的,比如如果有6个维度,每个角度间隔是360/6=60度,转换为弧度。 可能还需要处理标签的位置,确保它们显示在正确的位置。另外,例的位置和颜色设置也是需要注意的地方,避免遮挡表内容。 用户可能会遇到的问题包括:数据读取错误,比如路径不正确或Excel格式问题;数据没有正确标准化导致雷达显示不准确;标签显示不全或重叠;形保存或显示的问题等。因此,在回答中需要提到可能的注意事项,比如检查文件路径,确保数据列正确选择,以及标准化处理的重要性。 另外,用户提供的引用中提到了折线的绘制,但这里需要的是雷达,所以可能需要引用[3]和[4]中的相关内容,说明雷达的适用场景,比如比较多个维度的数据。 总结步骤应该是:安装库→读取数据→数据处理→绘→调整样式→显示或保存表。确保每个步骤都有对应的代码示例和解释,让用户能够逐步跟随操作。同时,提醒用户可能需要根据实际数据调整代码,比如列名、标签等。</think>以下是使用Python读取Excel数据并绘制雷达的完整步骤,结合Matplotlib和Pandas实现: ### 步骤1:安装所需库 ```bash pip install pandas matplotlib openpyxl ``` ### 步骤2:准备Excel数据 示例数据格式: | 产品 | 性能 | 创新 | 设计 | 价格 | 续航 | 便携性 | |--------|------|------|------|------|------|--------| | 手机 | 80 | 90 | 85 | 70 | 75 | 95 | | 平板 | 70 | 85 | 90 | 65 | 80 | 85 | | 笔记本 | 90 | 75 | 80 | 85 | 60 | 70 | ### 步骤3:读取Excel数据 ```python import pandas as pd # 读取Excel文件 df = pd.read_excel("data.xlsx", engine="openpyxl") # [^2] # 提取标签和数值 labels = df.columns[1:].tolist() values = df.drop(columns=df.columns[0]).values ``` ### 步骤4:数据标准化(可选) $$ \text{标准化值} = \frac{\text{原始值} - \text{最小值}}{\text{最大值} - \text{最小值}} \times 100 $$ ```python from sklearn.preprocessing import MinMaxScaler scaler = MinMaxScaler(feature_range=(0, 100)) values_scaled = scaler.fit_transform(values) ``` ### 步骤5:绘制雷达 ```python import matplotlib.pyplot as plt import numpy as np # 设置极坐标系 fig = plt.figure(figsize=(8, 8)) ax = fig.add_subplot(111, polar=True) # [^3] # 计算角度 angles = np.linspace(0, 2*np.pi, len(labels), endpoint=False).tolist() angles += angles[:1] # 闭合形 # 绘制每个产品的雷达 colors = ['b', 'g', 'r'] for i, (product, row) in enumerate(zip(df[df.columns[0]], values_scaled)): data = np.concatenate((row, [row[0]])) # 闭合数据 ax.plot(angles, data, color=colors[i], linewidth=2, label=product) ax.fill(angles, data, color=colors[i], alpha=0.25) # 设置标签和样式 ax.set_theta_offset(np.pi/2) ax.set_theta_direction(-1) ax.set_thetagrids(np.degrees(angles[:-1]), labels) # [^4] # 添加例和标题 plt.legend(loc='upper right', bbox_to_anchor=(1.3, 1.1)) plt.title("产品性能雷达", pad=20) plt.show() ``` ### 最终效果 ![示例雷达](mocked-image-url)
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