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Python語言科研繪圖與學術圖表繪製從入門到精通

  • 作者：編者:關東升|責編:劉雲//劉倩
  • 出版社：北京大學
  • ISBN：9787301349625
  • 出版日期：2024/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：266
人民幣：RMB 109 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統介紹了使用Python語言進行數據處理、分析和科研繪圖的相關知識和技能。
    全書共11章，第1章講解Python基礎，第2章講解數據處理與分析，第3章講解科研繪圖與學術圖表繪製庫，第4章講解繪製單變數圖形，第5章講解繪製雙變數圖形，第6章講解繪製多變數圖形，第7章講解繪製其他2D圖形，第8章講解繪製3D圖形，第9章講解地理信息可視化，第10章講解數據學術報告、論文和出版，第11章講解實戰訓練營。
    本書包含大量實例，內容由淺入深，循序漸進，既可作為Python與數據科學相關技能的教材，也可作為研究人員的實用手冊，尤其適合需要繪製高質量科研圖表的研究人員和在讀研究生。
作者介紹
編者:關東升|責編:劉雲//劉倩
    關東升，國內著名iOS/Cocos技術作家，iOS技術顧問，Cocos最有價值專家（CVP），智捷課堂首席培訓專家。擔任51CTO社區iOS技術顧問，精通iOS、Android和Windows及HTML5等移動開發技術。曾先後主持開發大型網路遊戲《神農訣》的iOS和Android客戶端開發，國家農產品追溯系統的iPad客戶端開發，酒店預訂系統的iOS客戶端開發，金融系統的ios、Windows及Android客戶端開發。在AppStore上發布數款遊戲和應用軟體，擅長移動平台的應用和遊戲類項目開發。長期為中國移動研究院、方正科技、大唐電信、中國石油、工商銀行、南方航空、惠普、東軟、NTT等企事業單位提供技術咨詢及員工培訓。著有《iOS網路編程與雲端應用最佳實踐》、《iOS感測器應用開發最佳實踐》、《iOS圖形圖像、動畫和多媒體編程技術最佳實踐》、《iOS開髮指南》、《交互設計的藝術》、《Cocos2d-x實戰：C++卷》、《Cocos2d-x實戰：Lua卷》、《Cocos2d-x實戰：工具卷》、《Cocos2d-x實戰：JS卷》等專業圖書。
目錄
第1章  Python基礎
  1.1  Python語言簡介
    1.1.1  Python的應用領域
    1.1.2  Python的特點
  1.2  Python環境搭建
    1.2.1  安裝Python
    1.2.2  IDE工具
    1.2.3  安裝Jupyter Notebook
    1.2.4  啟動Jupyter Notebook
  1.3  第一個Python程序
    1.3.1  使用Jupyter Notebook編寫和運行第一個Python程序
    1.3.2  編寫腳本文件運行第一個Python程序
  1.4  Python語法基礎
    1.4.1  標識符
    1.4.2  關鍵字
    1.4.3  變數聲明
    1.4.4  語句
    1.4.5  代碼塊
    1.4.6  模塊
  1.5  數據類型與運算符
    1.5.1  數據類型
    1.5.2  運算符
  1.6  控制語句
    1.6.1  分支語句
    1.6.2  循環語句
    1.6.3  跳轉語句
  1.7  序列
    1.7.1  索引操作
    1.7.2  序列切片
    1.7.3  可變序列——列表
    1.7.4  不可變序列——元組
    1.7.5  列表推導式
  1.8  集合
    1.8.1  創建集合
    1.8.2  集合推導式
  1.9  字典
    1.9.1  創建字典
    1.9.2  字典推導式
  1.10  字元串類型
    1.10.1  字元串表示方式
    1.10.2  字元串格式化
  1.11  函數
    1.11.1  匿名函數與lambda表達式
    1.11.2  數據處理中的兩個常用函數
  1.12  文件讀取
  1.13  本章總結
第2章  數據處理與分析
  2.1  NumPy數組
    2.1.1  安裝NumPy庫
    2.1.2  創建數組

    2.1.3  指定數組數據類型
  2.2  二維數組
    2.2.1  創建二維數組
    2.2.2  數組的屬性
    2.2.3  數組的軸
  2.3  三維數組
  2.4  訪問數組
    2.4.1  索引訪問
    2.4.2  切片訪問
    2.4.3  花式索引
  2.5  Pandas庫
    2.5.1  為什麼選擇Pandas
    2.5.2  安裝Pandas庫
  2.6  Series數據結構
    2.6.1  理解Series數據結構
    2.6.2  創建Series對象
    2.6.3  訪問Series數據
    2.6.4  通過下標訪問Series數據
    2.6.5  通過切片訪問Series數據
  2.7  DataFrame數據結構
  2.8  訪問DataFrame數據
    2.8.1  訪問DataFrame列
    2.8.2  訪問DataFrame行
    2.8.3  切片訪問
  2.9  讀寫數據
    2.9.1  CSV文件
    2.9.2  讀取CSV文件數據
    2.9.3  示例：從CSV文件讀取全國總人口10年數據
    2.9.4  讀取Excel文件數據
    2.9.5  示例：從Excel文件讀取全國總人口10年數據
    2.9.6  讀取SQL資料庫
    2.9.7  示例：從資料庫讀取蘋果股票數據
  2.10  本章總結
第3章  科研繪圖與學術圖表繪製庫
  3.1  Matplotlib簡介
    3.1.1  安裝Matplotlib
    3.1.2  Matplotlib基本繪圖概念
    3.1.3  使用Matplotlib繪圖
    3.1.4  自定義圖形樣式和標籤
    3.1.5  多圖形和子圖的創建
  3.2  Seaborn簡介
    3.2.1  使用Seaborn繪圖的主要優點
    3.2.2  安裝Seaborn庫
    3.2.3  設置Seaborn的樣式
    3.2.4  控製圖表的顏色
    3.2.5  Seaborn庫內置數據集
  3.3  本章總結
第4章  繪製單變數圖形
  4.1  單變數圖形的特點
  4.2  直方圖

    4.2.1  繪製直方圖
    4.2.2  示例：繪製空氣溫度分佈直方圖
  4.3  箱線圖
    4.3.1  箱線圖的應用
    4.3.2  示例：繪製嬰兒出生數據箱線圖
    4.3.3  分類箱線圖
    4.3.4  示例：繪製嬰兒出生數據分類箱線圖
  4.4  密度圖
    4.4.1  密度圖的應用
    4.4.2  繪製密度圖
    4.4.3  示例：繪製德國每日電力消耗密度圖
  4.5  小提琴圖
    4.5.1  小提琴圖與密度圖的區別
    4.5.2  示例：繪製德國每日電力消耗小提琴圖
    4.5.3  示例：繪製嬰兒出生數據小提琴圖
  4.6  餅圖
    4.6.1  繪製餅圖
    4.6.2  示例：繪製嬰兒性別比例餅圖
  4.7  環狀圖
  4.8  本章總結
第5章  繪製雙變數圖形
  5.1  散點圖
    5.1.1  繪製散點圖
    5.1.2  示例：繪製汽車燃油效率散點圖
    5.1.3  帶狀散點圖
    5.1.4  示例：繪製汽車燃油效率帶狀散點圖
    5.1.5  蜂群狀散點圖
    5.1.6  示例：繪製汽車燃油效率蜂群狀散點圖
    5.1.7  分類散點圖
  5.2  折線圖
    5.2.1  繪製折線圖
    5.2.2  示例：繪製嬰兒出生數據折線圖
    5.2.3  分類折線圖
    5.2.4  示例：繪製性別分類折線圖
  5.3  面積圖
    5.3.1  繪製面積圖
    5.3.2  示例：繪製嬰兒出生數據面積圖
  5.4  柱狀圖
    5.4.1  柱狀圖的應用
    5.4.2  繪製柱狀圖
    5.4.3  示例：繪製不同汽車型號的燃油效率柱狀圖
  5.5  條形圖
    5.5.1  條形圖與柱狀圖的區別
    5.5.2  示例：繪製不同汽車型號的燃油效率條形圖
  5.6  熱力圖
    5.6.1  熱力圖的應用
    5.6.2  繪製熱力圖
  5.7  雙變數核密度圖
    5.7.1  繪製雙變數核密度圖
    5.7.2  示例：繪製乘客數量雙變數核密度圖

  5.8  線性回歸圖
    5.8.1  線性回歸圖的應用
    5.8.2  繪製線性回歸圖
    5.8.3  示例：繪製鑽石克拉數與價格的線性回歸圖
  5.9  聯合圖
    5.9.1  繪製聯合圖
    5.9.2  示例：繪製鑽石數據集聯合圖
  5.10  本章總結
第6章  繪製多變數圖形
  6.1  氣泡圖
    6.1.1  氣泡圖的應用
    6.1.2  氣泡圖與散點圖的區別
    6.1.3  繪製氣泡圖
    6.1.4  示例：繪製空氣質量氣泡圖
  6.2  堆積折線圖
    6.2.1  繪製堆積折線圖
    6.2.2  示例：繪製蘋果公司股票OHLC堆積折線圖
  6.3  堆積面積圖
    6.3.1  堆積面積圖的應用
    6.3.2  繪製堆積面積圖
    6.3.3  示例：繪製蘋果公司股票OHLC堆積面積圖
  6.4  堆積柱狀圖
    6.4.1  堆積柱狀圖的應用
    6.4.2  繪製堆積柱狀圖
    6.4.3  示例：繪製玻璃特徵堆積柱狀圖
  6.5  平行坐標圖
    6.5.1  繪製平行坐標圖
    6.5.2  示例：繪製高溫和低溫條件下的數據差異平行坐標圖
  6.6  矩陣圖
    6.6.1  相關性矩陣圖
    6.6.2  示例：繪製不同汽車型號性能相關性熱力圖
    6.6.3  散點矩陣圖
    6.6.4  示例：繪製車輛特徵散點矩陣圖
    6.6.5  密度矩陣圖
    6.6.6  示例：繪製車輛特徵密度矩陣圖
  6.7  分面網格分類圖
    6.7.1  繪製分面網格分類圖
    6.7.2  示例：繪製不同製造商的汽車公路里程分佈分面網格圖
  6.8  本章總結
第7章  繪製其他2D圖形
  7.1  雷達圖
    7.1.1  繪製雷達圖
    7.1.2  示例：繪製問卷調查結果雷達圖
  7.2  矩形樹狀圖
    7.2.1  繪製矩形樹狀圖
    7.2.2  示例：繪製車輛分類矩形樹狀圖
  7.3  三元相圖
    7.3.1  三元相圖的應用
    7.3.2  創建三元相圖
    7.3.3  示例：繪製銅鋅鎳合金三元相圖

  7.4  峰巒圖
    7.4.1  繪製峰巒圖
    7.4.2  示例：繪製不同車型的城市和高速公路里程的峰巒圖
  7.5  本章總結
第8章  繪製3D圖形
  8.1  繪製3D圖形庫
  8.2  3D靜態圖形
    8.2.1  3D散點圖
    8.2.2  繪製3D散點圖
    8.2.3  示例：繪製玻璃屬性3D散點圖
    8.2.4  3D線圖
    8.2.5  繪製3D線圖
    8.2.6  示例：繪製鳶尾花花萼和花瓣的關係3D線圖
    8.2.7  3D曲面圖
    8.2.8  繪製3D曲面圖
    8.2.9  示例：繪製伊甸火山3D曲面圖
    8.2.10  3D網格圖
    8.2.11  繪製3D網格圖
    8.2.12  示例：繪製伊甸火山3D網格圖
  8.3  互動式3D圖形
    8.3.1  繪製互動式3D散點圖
    8.3.2  繪製互動式3D曲面圖
    8.3.3  繪製互動式3D網格圖
  8.4  本章總結
第9章  地理信息可視化
  9.1  地圖散點圖
    9.1.1  繪製地圖散點圖
    9.1.2  繪製加利福尼亞州各城市數據
  9.2  地圖熱力圖
    9.2.1  創建地圖熱力圖
    9.2.2  示例：繪製加利福尼亞州城市人口密度熱力圖
  9.3  等值線圖
    9.3.1  創建等值線圖
    9.3.2  示例：繪製伊甸火山地形圖的等值線圖
  9.4  本章總結
第10章  數據學術報告、論文
  10.1  使用Jupyter Notebook撰寫學術論文
    10.1.1  設置文檔結構
    10.1.2  導出文檔
  10.2  使用ChatGPT工具輔助製作報告
    10.2.1  思維導圖在數據學術報告中的作用
    10.2.2  繪製思維導圖
    10.2.3  使用ChatGPT繪製思維導圖
    10.2.4  示例：使用Markdown繪製「基於機器學習的信用評分模型研究」思維導圖
    10.2.5  示例：使用PlantUML繪製「基於機器學習的信用評分模型研究」思維導圖
    10.2.6  使用ChatGPT製作電子錶格
    10.2.7  示例：模型評估指標比較Markdown表格
    10.2.8  示例：模型評估指標比較CSV表格
  10.3  本章總結
第11章  實戰訓練營

  11.1  案例1：用t檢驗評估X藥品治療效果對比分析
    11.1.1  步驟1：數據準備
    11.1.2  步驟2：假設檢驗
    11.1.3  步驟3：結果解釋
    11.1.4  步驟4：可視化
  11.2  案例2：美國大豆品種數據集可視化分析
    11.2.1  步驟1：數據準備
    11.2.2  步驟2：清洗數據
    11.2.3  不同大豆品種的樣本數量分佈柱狀圖
    11.2.4  葉邊緣、撕裂、畸形三者相關性分析
    11.2.5  計算產量指數
    11.2.6  不同大豆品種在產量上的差異
    11.2.7  大豆產量影響因素分析散點矩陣圖
    11.2.8  不同大豆品種在產量上的差異峰巒圖
  11.3  本章總結
附錄  科研論文中圖表的繪製與配色
  1.1  選擇合適的圖表類型
  1.2  善於把握色彩
    1.2.1  了解色彩的規律
    1.2.2  控制色調
  1.3  字體和字型大小
    1.3.1  主標題（圖表標題）
    1.3.2  坐標軸標籤
    1.3.3  刻度標籤
    1.3.4  圖例
    1.3.5  數據標注
  1.4  標注清晰
  1.5  解析度足夠
  1.6  布局規整
  1.7  風格一致

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