Python科研数据可视化

在过去的20 年中，随着社会产生数据的大量增加，对数据的理解、解释与决策的需求也随之增加。而固定不变是人类本身，所以我们的大脑必须学会理解这些日益增加的数据信息。所谓“一图胜千言”，对于数量、规模与复杂性不断增加的数据，优秀的数据可视化也变得愈加重要。

近年来，Python编程语言受到越来越多科研人员的喜爱，在多个编程语言排行榜中持续夺冠。

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导师：郁磊（副教授）：主要从事MATLAB 编程、机器学习与数据挖掘、数据可视化和软件开发、生理系统建模与仿真、生物医学信号处理，具有丰富的实战应用经验，主编《MATLAB智能算法30个案例分析》、《MATLAB神经网络43个案例分析》相关著作。已发表多篇高水平的国际学术研究论文。

目标：

1、掌握Python编程基础知识（环境搭建、基本语法、流程控制、Numpy&Pandas等常用的模块库等）；

2、掌握Matplotlib基本图形（线形图、柱状图、饼图、气泡图、直方图、箱线图、散点图等）和高级图形（3D图、等高线图、棉棒图、哑铃图、漏斗图、树状图、华夫饼图等）的绘制方法和技巧（图形样式的美化、图形的布局等）；

3、掌握Seaborn图形绘制方法和技巧（下载与安装、基本图形的绘制、风格与颜色管理、多图绘制等）；

4、掌握Bokeh图形绘制方法和技巧（下载与安装、基本图形的绘制、数据类型与转换、视图属性等）；

5、掌握Pyecharts图形绘制方法和技巧（下载与安装、Pyecharts基础知识、常用图形的绘制、组合图形的绘制等）；

6、掌握Plotly图形绘制方法和技巧（下载与安装、基本语法、基本图形绘制等）；

7、掌握其它可视化模块库的使用方法和技巧（交互式可视化库Altair、复杂网络可视化库NetworkX、地图可视化库Basemap、地理空间数据可视化库Geoplotlib等）；

第一章、Python编程基础

1、Python环境搭建（Python软件下载、安装与版本选择；PyCharm下载、安装；Python之Hello World；第三方模块的安装与使用；Python 2.x与Python 3.x对比）

2、Python基本语法（Python变量命名规则；Python基本数学运算；Python常用变量类型的定义与操作；Python程序注释）

3、Python流程控制（条件判断；for循环；while循环；break和continue关键字；嵌套循环与可变循环）

4、Numpy模块库（Numpy的安装；ndarray类型属性与数组的创建；数组索引与切片；Numpy常用函数简介与使用）

5、Pandas模块库（DataFrame数据结构、表格的变换、排序、拼接、融合、分组操作等）

6、图形的基本类型（类别比较、数据关系、数据分布、时间序列、局部整体、地理空间等）

第二章、Matplotlib图形绘制

1、Matplotlib的安装

2、基本图形绘制（线形图、柱状图、饼图、气泡图、直方图、箱线图、散点图等）

3、图形样式的美化（颜色、线型、标记、字体等属性的修改）

4、图形的布局（多个子图绘制、规则与不规则布局绘制、向画布中任意位置添加坐标轴）

5、高级图形绘制（3D图、等高线图、棉棒图、哑铃图、漏斗图、树状图、华夫饼图等）

第三章、Seaborn图形绘制

1、Seaborn简介与安装

2、Seaborn基本图像的绘制（统计关系、分类数据、数据集分布等）

3、Seaborn风格与颜色管理

4、Seaborn多图的绘制

第四章、Bokeh图形绘制

1、Bokeh简介与安装

2、Bokeh基本图形的绘制（散点图、气泡图、折线图、时间序列、柱状图、直方图、饼图、环图、旭日图、雷达图、箱线图、面积图、色块图、仪表盘、火柴图、关系图等）

3、数据类型与转换（列表List、字典Dict、Numpy数组、Pandas DataFrame、Bokeh ColumnDataSource等）

4、视图属性（主题、配色、属性、数据交互等）

第五章、Pyecharts图形绘制

1、Pyecahrts简介与安装

2、Pyecharts基础知识（快速绘制图表、认识图表类、配置项、渲染图表）

3、常用图表的绘制（折线图、饼图、圆环图、散点图、柱状图、漏斗图、桑基图等）

4、组合图表的绘制（并行多图、顺序多图、选项卡多图、时间线轮播多图等）

第六章、Plotly图形绘制

1、Plotly简介与安装

2、Plotly绘图语法

3、Plotly基本图形绘制

第七章、其他可视化模块库简介

1、交互式可视化库Altair的安装与使用

2、复杂网络可视化库NetworkX的安装与使用

3、地图可视化库Basemap的安装与使用

4、地理空间数据可视化库Geoplotlib的安装与使用

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