Python語言科研繪圖與學術圖表繪制從入門到精通

第1章Python基礎
1.1Python語言簡介
1.1.1Python的應用領域
1.1.2Python的特點
1.2Python環(huán)境搭建
1.2.1安裝Python
1.2.2IDE工具
1.2.3安裝JupyterNotebook
1.2.4啟動JupyterNotebook
1.3第一個Python程序
1.3.1使用JupyterNotebook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
1.4Python語法基礎
1.4.1標識符
1.4.2關鍵字
1.4.3變量聲明
1.4.4語句
1.4.5代碼塊
1.4.6模塊
1.5數(shù)據(jù)類型與運算符
1.5.1數(shù)據(jù)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(huán)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(chuàng)建集合
1.8.2集合推導式
1.9字典
1.9.1創(chuàng)建字典
1.9.2字典推導式
1.10字符串類型
1.10.1字符串表示方式
1.10.2字符串格式化
1.11函數(shù)
1.11.1匿名函數(shù)與lambda表達式
1.11.2數(shù)據(jù)處理中的兩個常用函數(shù)
1.12文件讀取
1.13本章總結
第2章數(shù)據(jù)處理與分析
2.1NumPy數(shù)組
2.1.1安裝NumPy庫
2.1.2創(chuàng)建數(shù)組
2.1.3指定數(shù)組數(shù)據(jù)類型
2.2二維數(shù)組
2.2.1創(chuàng)建二維數(shù)組
2.2.2數(shù)組的屬性
2.2.3數(shù)組的軸
2.3三維數(shù)組
2.4訪問數(shù)組
2.4.1索引訪問
2.4.2切片訪問
2.4.3花式索引
2.5Pandas庫
2.5.1為什么選擇Pandas
2.5.2安裝Pandas庫
2.6Series數(shù)據(jù)結構
2.6.1理解Series數(shù)據(jù)結構
2.6.2創(chuàng)建Series對象
2.6.3訪問Series數(shù)據(jù)
2.6.4通過下標訪問Series數(shù)據(jù)
2.6.5通過切片訪問Series數(shù)據(jù)
2.7DataFrame數(shù)據(jù)結構
2.8訪問DataFrame數(shù)據(jù)
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(shù)據(jù)
2.9.1CSV文件
2.9.2讀取CSV文件數(shù)據(jù)
2.9.3示例：從CSV文件讀取全國總人口10年數(shù)據(jù)
2.9.4讀取Excel文件數(shù)據(jù)
2.9.5示例：從Excel文件讀取全國總人口10年數(shù)據(jù)
2.9.6讀取SQL數(shù)據(jù)庫
2.9.7示例：從數(shù)據(jù)庫讀取蘋果股票數(shù)據(jù)
2.10本章總結
第3章科研繪圖與學術圖表繪制庫
3.1Matplotlib簡介
3.1.1安裝Matplotlib
3.1.2Matplotlib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簽
3.1.5多圖形和子圖的創(chuàng)建
3.2Seaborn簡介
3.2.1使用Seaborn繪圖的主要優(yōu)點
3.2.2安裝Seaborn庫
3.2.3設置Seaborn的樣式
3.2.4控制圖表的顏色
3.2.5Seaborn庫內置數(shù)據(jù)集
3.3本章總結
第4章繪制單變量圖形
4.1單變量圖形的特點
4.2直方圖
4.2.1繪制直方圖
4.2.2示例：繪制空氣溫度分布直方圖
4.3箱線圖
4.3.1箱線圖的應用
4.3.2示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)箱線圖
4.3.3分類箱線圖
4.3.4示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)分類箱線圖
4.4密度圖
4.4.1密度圖的應用
4.4.2繪制密度圖
4.4.3示例：繪制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(qū)別
4.5.2示例：繪制德國每日電力消耗小提琴圖
4.5.3示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)小提琴圖
4.6餅圖
4.6.1繪制餅圖
4.6.2示例：繪制嬰兒性別比例餅圖
4.7環(huán)狀圖
4.8本章總結
第5章繪制雙變量圖形
5.1散點圖
5.1.1繪制散點圖
5.1.2示例：繪制汽車燃油效率散點圖
5.1.3帶狀散點圖
5.1.4示例：繪制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：繪制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繪制折線圖
5.2.2示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)折線圖
5.2.3分類折線圖
5.2.4示例：繪制性別分類折線圖
5.3面積圖
5.3.1繪制面積圖
5.3.2示例：繪制嬰兒出生數(shù)據(jù)面積圖
5.4柱狀圖
5.4.1柱狀圖的應用
5.4.2繪制柱狀圖
5.4.3示例：繪制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(qū)別
5.5.2示例：繪制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繪制熱力圖
5.7雙變量核密度圖
5.7.1繪制雙變量核密度圖
5.7.2示例：繪制乘客數(shù)量雙變量核密度圖
5.8線性回歸圖
5.8.1線性回歸圖的應用
5.8.2繪制線性回歸圖
5.8.3示例：繪制鉆石克拉數(shù)與價格的線性回歸圖
5.9聯(lián)合圖
5.9.1繪制聯(lián)合圖
5.9.2示例：繪制鉆石數(shù)據(jù)集聯(lián)合圖
5.10本章總結
第6章繪制多變量圖形
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(qū)別
6.1.3繪制氣泡圖
6.1.4示例：繪制空氣質量氣泡圖
6.2堆積折線圖
6.2.1繪制堆積折線圖
6.2.2示例：繪制蘋果公司股票O(jiān)HLC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繪制堆積面積圖
6.3.3示例：繪制蘋果公司股票O(jiān)HLC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繪制堆積柱狀圖
6.4.3示例：繪制玻璃特征堆積柱狀圖
6.5平行坐標圖
6.5.1繪制平行坐標圖
6.5.2示例：繪制高溫和低溫條件下的數(shù)據(jù)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：繪制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：繪制車輛特征散點矩陣圖
6.6.5密度矩陣圖
6.6.6示例：繪制車輛特征密度矩陣圖
6.7分面網(wǎng)格分類圖
6.7.1繪制分面網(wǎng)格分類圖
6.7.2示例：繪制不同制造商的汽車公路里程分布分面網(wǎng)格圖
6.8本章總結
第7章繪制其他2D圖形
7.1雷達圖
7.1.1繪制雷達圖
7.1.2示例：繪制問卷調查結果雷達圖
7.2矩形樹狀圖
7.2.1繪制矩形樹狀圖
7.2.2示例：繪制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(chuàng)建三元相圖
7.3.3示例：繪制銅鋅鎳合金三元相圖
7.4峰巒圖
7.4.1繪制峰巒圖
7.4.2示例：繪制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章繪制3D圖形
8.1繪制3D圖形庫
8.23D靜態(tài)圖形
8.2.13D散點圖
8.2.2繪制3D散點圖
8.2.3示例：繪制玻璃屬性3D散點圖
8.2.43D線圖
8.2.5繪制3D線圖
8.2.6示例：繪制鳶尾花花萼和花瓣的關系3D線圖
8.2.73D曲面圖
8.2.8繪制3D曲面圖
8.2.9示例：繪制伊甸火山3D曲面圖
8.2.103D網(wǎng)格圖
8.2.11繪制3D網(wǎng)格圖
8.2.12示例：繪制伊甸火山3D網(wǎng)格圖
8.3交互式3D圖形
8.3.1繪制交互式3D散點圖
8.3.2繪制交互式3D曲面圖
8.3.3繪制交互式3D網(wǎng)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繪制地圖散點圖
9.1.2繪制加利福尼亞州各城市數(shù)據(jù)
9.2地圖熱力圖
9.2.1創(chuàng)建地圖熱力圖
9.2.2示例：繪制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(chuàng)建等值線圖
9.3.2示例：繪制伊甸火山地形圖的等值線圖
9.4本章總結
第10章數(shù)據(jù)學術報告、論文
10.1使用JupyterNotebook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工具輔助制作報告
10.2.1思維導圖在數(shù)據(jù)學術報告中的作用
10.2.2繪制思維導圖
10.2.3使用ChatGPT繪制思維導圖
10.2.4示例：使用Markdown繪制“基于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繪制“基于機器學習的信用評分模型研究”思維導圖
10.2.6使用ChatGPT制作電子表格
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(zhàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)集可視化分析
11.2.1步驟1：數(shù)據(jù)準備
11.2.2步驟2：清洗數(shù)據(jù)
11.2.3不同大豆品種的樣本數(shù)量分布柱狀圖
11.2.4葉邊緣、撕裂、畸形三者相關性分析
11.2.5計算產(chǎn)量指數(shù)
11.2.6不同大豆品種在產(chǎn)量上的差異
11.2.7大豆產(chǎn)量影響因素分析散點矩陣圖
11.2.8不同大豆品種在產(chǎn)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制與配色
1.1選擇合適的圖表類型
1.2善于把握色彩
1.2.1了解色彩的規(guī)律
1.2.2控制色調
1.3字體和字號
1.3.1主標題（圖表標題）
1.3.2坐標軸標簽
1.3.3刻度標簽
1.3.4圖例
1.3.5數(shù)據(jù)標注
1.4標注清晰
1.5分辨率足夠
1.6布局規(guī)整
1.7風格一致