基于Python 的數據可視化應用與研究

姜 趙 謝曉偉

（江蘇農牧科技職業學院，江蘇 泰州225300）

1 概述

江蘇省農產品質量追溯平臺作為江蘇省對農產品質量安全“源頭治理”的有效措施，采集了大量農業企業、合作社、農戶以及農產品指標數據，這些數據在有效進行質量追溯的同時，還可以進行深層次的加工利用，發現其內在規律、挖掘其潛在價值，通過數據可視化技術，將其直觀呈現給用戶，發揮大數據優勢。

2 相關技術簡介

2.1 Python 語言

Python 是一門解釋型高級動態編程語言，它具有跨平臺、開源、免費的特點。Python 是面向對象的程序設計語言，它支持命令式編程、函數式編程等，擁有大量的成熟擴展庫，這些擴展庫可以支持所有領域的應用開發。還有人將Python 比作是一種“膠水語言”（glue language），因為它可以融合許多種不同語言編寫的程序，實現了無縫拼接，這樣可以充分發揮各類語言和工具的優勢，滿足各類不同應用場景下的需求。它源自ABC 語言，Modula-3 對其帶來了比較大的影響，它也融合了C 及UnixShell 的一些主要的使用習慣特點。發展至今，Python 的功能包括了類、函數、異常處理等，數據類型則包含表和字典等，同時通過模塊來拓展系統，它將許多及其層面上的細節隱藏，交給編譯器處理，并凸顯出邏輯層面的編程思想，程序員可以花更多的時間用于思考程序的邏輯，而不是具體的實現細節，這一特征吸引了廣大的程序員。

2.2 Echarts

作為一個可視化的開源庫，它主要是通過Java Script 來得以最終實現，是由百度公司創建的，可以在PC 或移動設備上流暢運行，兼容性極高，當前絕大部分瀏覽器都可以使用。其底層主要是基于ZRender（一類矢量圖形庫），它所提供的數據可視化圖表具有良好的可個性化定制性、交互性以及直觀性等。它還可實現各類K 線圖、餅圖、散點圖、柱狀圖以及折線圖等的提供，此外，還包括盒形圖，漏斗圖、旭日圖，關系圖、線圖以及地圖等，而且對于不同的圖相互間混搭也予以支持。本文中主要應用的是Pyecharts 庫，它是Python 中一個成熟的擴展庫，主要作用是用于生成Echarts 圖表的類庫，從本質上來講是Echarts 與Python 的對接，使用Pyechsrts 既可以獨立生成網頁，也可以在Flask、Django 等應用架構中集成使用。

3 基于Python 的數據可視化實例

3.1 地圖的展現

為展現全省各地區2020 年追溯企業的分布，我們從江蘇省農產品質量追溯平臺獲取全省各市2020 年1-8 月份登記的追溯企業數據，并采用地圖模式展現，在展現的地圖中，通過地區顏色從藍到紅，展示數據的高低值，直觀反映各地區開展農產品質量追溯的情況。

部分實現代碼如圖1 所示：

圖1 地圖代碼實現

執行此段代碼后，我們可以輸出圖2 所示的效果：

圖2 地圖效果展現

3.2 柱狀、折線二合一展現

農產品的生長，我們關注其澆灌度的影響，降雨和蒸發量是決定其土壤水分的重要因素，我們對于降雨量和蒸發量采用柱狀與折線圖二合一的方式展現，部分實現代碼如圖3 所示：

圖3 柱狀圖、折線圖二合一代碼實現

執行后效果如圖4 所示：

圖4 降雨量與蒸發量柱狀、折線二合一效果展現

3.3 儀表盤的展現

對于納入監管的主體，其抽檢的結果也可以通過儀表盤的方式展現，可以讓監管部門和監管人員一目了然看到該企業的農產品抽檢情況，從而進一步加強監管的力度、提高監管的手段。其代碼實現如圖5 所示：

圖5 儀表盤代碼實現

執行程序后生成的儀表盤如圖6 所示：

圖6 儀表盤效果展現

4 結論

Python 語言的數據可視化功能十分強大，不光是Pyecharts庫，還有其他的繪圖庫可以應用，本文僅通過三個實例的應用研究來拋磚引玉，期待大家一同研究，利用Python 在數據可視化方面的特長，充分發揮大數據的應用作用，為各行各業的業務開展提供有力的可視化數據支撐。