科研論文配圖繪制指南 基於Python（簽名版）

宁海涛

数据分析师；

独立数据可视化设计师；

学术/商务插图设计爱好者；

【DataCharm】主创；

录制有《Python数据可视化》《R语言数据可视化》《统计图形可视化》等多个线上课程；

研究方向为颜色科学、数据新闻、可视化设计、数据分析和人工智能等。

目 錄

 

第 1章 科研論文配圖的繪制與配色基礎 1

1.1 科研論文配圖的繪制基礎 2

1.1.1 繪制規範 2

1.1.2 繪制原則 4

1.2　科研論文配圖的配色基礎 5

1.2.1 色彩模式 5

1.2.2 色輪配色原理 7

1.2.3 顏色主題 9

1.2.4 配色工具 12

1.3　本章小結 16

 

第 2章 繪制工具及其重要特徵 17

2.1　Matplotlib 18

2.1.1 圖形元素 18

2.1.2 圖層順序 19

2.1.3 軸比例和刻度 20

2.1.4 坐標系 22

2.1.5 多子圖的繪制 25

2.1.6 常見的圖類型 30

2.1.7 結果保存 31

2.2　Seaborn 31

2.2.1　圖類型 31

2.2.2　多子圖網格型圖 33

2.2.3　繪圖風格、顏色主題和繪圖元素縮放比例 34

2.3　 ProPlot 36

2.3.1　多子圖繪制處理 36

2.3.2　更簡單的顏色條和圖例 39

2.3.3　更加美觀的顏色和字體 40

2.4　 SciencePlots 42

2.5　本章小結 44

 

第3章 單變量圖形的繪制 45

3.1　基於連續變量繪制的單變量圖的類型 46

3.2　單變量圖形的繪制方法 47

3.2.1　直方圖 47

3.2.2　密度圖 49

3.2.3　Q-Q圖和 P-P圖 58

3.2.4　經驗分佈函數圖 60

3.3　本章小結 63

第 4章.雙變量圖形的繪制 64

4.1　繪制離散變量和連續變量 65

4.1.1　誤差線 65

4.1.2　點圖 67

4.1.3　克利夫蘭點圖和“棒棒糖”圖 67

4.1.4　類別折線圖 70

4.1.5　點帶圖和分簇散點圖 71

4.1.6　柱形圖系列 73

4.1.7　人口“金字塔”圖 87

4.1.8　箱線圖 89

4.1.9　“小提琴”圖 95

4.1.10　密度縮放抖動圖 101

4.1.11　雲雨圖 102

4.1.12　餅圖和環形圖 104

4.2　繪制兩個連續變量 107

4.2.1　折線圖系列 108

4.2.2　面積圖 113

4.2.3　相關性散點圖系列 117

4.2.4　回歸分析（線性和非線性） 128

4.2.5　相關性矩陣熱力圖 133

4.2.6　邊際組合圖 139

4.3　其他雙變量圖類型 141

4.3.1　ROC曲線 141

4.3.2　生存曲線圖 144

4.3.3　“火山”圖 146

4.3.4　“子彈”圖 148

4.4　本章小結 151

 

第5章 多變量圖形的繪制 152

5.1　等值線圖 153

5.1.1　基礎等值線圖 153

5.1.2　紋理填充等值線圖 154

5.1.3　帶矢量指示的等值線圖 155

5.2　點圖系列 156

5.2.1　相關性散點圖 156

5.2.2　氣泡圖系列 159

5.3　三元相圖 161

5.3.1　三元相圖的基本樣式 163

5.3.2　三元相散點圖系列 164

5.3.3　三元相等值線圖 171

5.3.4　三元相多邊形圖 173

5.4　 3D圖系列 175

5.4.1　3D散點圖系列 175

5.4.2　3D柱形圖 177

5.4.3　3D曲面圖 178

5.4.4　3D組合圖系列 181

5.4.5　利用 Mayavi庫繪制 3D圖系列 184

5.4.6　利用 PyVista庫繪制 3D圖系列 187

5.5　平行坐標圖 191

5.5.1　pandas庫繪制 191

5.5.2　Plotly Express庫繪制 192

5.5.3　Paxplot庫繪制 194

5.5.4　曲線樣式繪制 195

5.6　 Radviz圖 196

5.7　主成分分析圖 198

5.8　和弦圖 201

5.9　桑基圖 204

5.10　本章小結 206

 

第6章 空間數據型圖形的繪制 207

6.1　地理空間數據可視化分析 208

6.1.1　空間數據處理方法及常見的地理投影 208

6.1.2　地理空間數據格式 211

6.1.3　地理空間地圖類型 212

6.2　常見地理空間地圖的繪制 212

6.2.1　GeoPandas庫對象基礎繪圖 212

6.2.2　地理空間繪圖坐標系樣式更改 214

6.2.3　常見地理空間地圖類型 215

6.2.4　氣泡地圖 219

6.3　分級統計地圖 222

6.3.1　單變量分級統計地圖 222

6.3.2　雙變量分級統計地圖 224

6.4　帶統計信息的地圖 227

6.5　連接線地圖 229

6.6　類型地圖 232

6.7　等值線地圖 233

6.8　子地圖添加 238

6.9　本章小結 239

 

第7章 其他類型圖的繪制 241

7.1　 Bland Altman圖 242

7.2　配對數據圖系列 243

7.2.1　配對圖 243

7.2.2　配對 T檢驗圖 245

7.2.3　前後圖 246

7.2.4　應用場景 249

7.3　韋恩圖 249

7.4　泰勒圖 250

7.5　森林圖 254

7.6　漏鬥圖 256

7.7　史密斯圖 259

7.8　本章小結 261

 

第8章 學術圖繪制案例 262

8.1　數據觀察期 263

8.2　相關性分析（多子圖） 266

8.3　模型精度評估分析 271

8.4　本章小結 274

附錄 部分英文期刊關於投稿插圖的標準和要求 275

參考文獻 279