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  • 热力图制作

    2019-05-03 15:33:00
    1. 1)表格制作热力图, 参考matlab官网:https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/heatmap.html 1.2) 图像制作热力图, 使用 HeatMap函数,flipud 表翻转,后续参数表示归一化 hom=HeatMap(flipu...

    本文搜集整理了matlab、excel等方法进行各类热力图的生成

    1.基于matlab的形式

    1. 1)表格制作热力图,

    参考matlab官网:https://ww2.mathworks.cn/help/matlab/ref/heatmap.html

     

    1.2) 图像制作热力图,

    使用 HeatMap函数,flipud 表翻转,后续参数表示归一化

    hom=HeatMap(flipud(im2double(b)),'Standardize','COLUMN');表示对列进行归一化,这样colorbar的范围就是-1到1之间了

     

    2. 基于EXCEL,需要使用插件Power Map

    下载地址:https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=38395

    具体参考链接:https://zhuanlan.zhihu.com/p/21603366

    转载于:https://www.cnblogs.com/shyzh/p/10805351.html

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  • 道路热力图制作小结

    千次阅读 2018-07-30 10:06:35
    原文发布时间:2015-04-13 09:58:34 作者:星空  接到制作热力图的这个任务时,我还对热力图知之甚少。于是有很长一段时间,我都处在查找文献和看文献的...废话不多说,马上给出下面的热力图制作方法。 方法很简...

    原文发布时间:2015-04-13 09:58:34

    作者:星空      

    接到制作热力图的这个任务时,我还对热力图知之甚少。于是有很长一段时间,我都处在查找文献和看文献的状态中。但是,在查找的文献中,涉及道路热力图的文章很少。我不得不寻求其他的方式来解决这个问题。经过一段时间的摸索,得到一些结果,现在把它贴出来,也是希望能够和大家分享。废话不多说,马上给出下面的热力图制作方法。

    方法很简单,就是构建三角网,生成等高线,利用等高线的间隔划分区域,然后进行颜色渲染。

    首先,我们来看看制作此热力图的一些需求:

    ?  客观反映道路的真实情况——显示结果与实际情况吻合

    ?  反映某个区域内的整体道路情况——显示某个区域内的交通状况,而不仅仅局限于某条道路

    ?  热力图充分地圆滑——尽量减少尖锐的拐角

    ?  采用渐变色对颜色进行渲染——主要用红黄绿三色来标注

    现有的数据库有下面的形式:

     对于一个城市的道路系统来说,我们可以认为道路线是连续的,如果我们将道路上的车流看做是连续的话,一个很自然的想法是利用Delaunay三角剖分来反映道路的拥堵情况。当我们直接带入道路线并且用TINGenerator

    直接进行三角剖分,我们得到了非常糟糕的结果(以部分道路线为例):

    分析上图,我们可以看到这里存在几个问题:

    ? 三角剖分中存在狭长的三角形——狭长的三角形会导致生成的等高线过分远离道路线,并且形成尖角,得到的效果不佳(图2)

    ?  道路线穿过三角网——这会导致穿过三角网的道路信息的丢失,插值偏离原有的道路值(图3)

    为了解决这个问题,我们放弃非规则三角网(TIN),采用规则三角网进行估计和插值。

    主要的制作内容分三部分完成:

     一、构建规则三角网如下图(图4):

    模板实现:

      这里,我们对整个道路边界(_xmin, _xmax, _ymin, _ymax)作了一个缓冲,目的是防止边界点不存在邻点,导致无法输出完整的闭合等高线。

    二、构建好三角网以后,就是对三角网点进行插值估计。我们将每个估计值作为三角网点的z坐标值。未估计的点默认为0。这里给出了两种方式:

    ?  给离道路最近的三角点赋值

       我们对于每条道路寻找离它最近的点,并且将道路上的相关属性值作为z坐标赋给这些点。

    ?  给道路附近一定范围内的三角点赋值

    在一定的距离权重下,对一定的搜索范围内的点作估值。每个点的影响区域为这个搜索范围内的圆形区域。

        其他的插值方案可以根据具体的需要来设计。 

    三、生成带有高程的等高线,渲染渐变颜色。我们需要一个缓慢的过渡来标示道路的拥堵情况,最直观的想法是根据等高线的数值大小来决定拥堵情况:

    这里作了三部分部分工作:一是光滑等高线,二是生成面,三是根据生成的面决定渲染颜色。这里,我们用RGB色设置“fme_color”和“fme_fill_color”,得到渐变色。

    然后,用ImageRasterizer进行栅格化,如下图:

    最后生成栅格图片(给出下面的一个效果图):

    将上面的三个部分整合起来,生成转换器:

    HotSpot转换器实现功能:接收输入的道路线或者点,输出等高线、规则三角剖分网、三角形、规则三角网表面,三角顶点。

     参数:

    Analysis Attribute:待分析属性,也就是,对点进行插值的属性。

    Triangular Point Type:选择剖分三角网的类型——一是保留所有的剖分三角网点,二是保留道路附近的部分网点。

    Algorithm:估值算法,有SinglePoint和MultiPoint两种,参考热力图制作的第二部分。

    Side Length:三角网的边长值。

    Search Range:搜索范围。插值点搜索此范围内的道路线进行插值。

    Contour Interval:等高线间隔。

    Colorizer转换器实现功能:接收输入的等高线,输出经过渐变色渲染后的面。

     参数:

    Red:红色区域的分割线,大于Red值的等高线将会被舍弃。

    Yellow:红色与绿色区域的分割线。

    Green:绿色区域的分割线,小于Green值的等高线将会被舍弃。

    Elevation:等高线的高程属性。

    以上就是我这段时间以来所作的工作,鉴于上面的方法是对三角剖分点进行估值,所以跟实际的情况是有一部分误差的。我们可以通过减小网格边长来提高插值精度,只是,这会造成时间和存储空间的浪费;若是网格取得太大,插值点远离道路,得到的结果会与实际情况有较大偏差。如果我们只是需要对整体有一个大致的了解,它算是一个不错的解决方案。

     

    进一步的研究:

     

    为解决上述问题,我们可以将三角剖分与比例尺缩放结合起来,得到在不同比例尺下的不同热力图。可以尝试下面的方法:

    一、固定三角网点的边长。这里可以选择自己认为合适的边长。

    二、改变道路图的比例大小,计算每个点的估计值。

    三、每改变一次比例尺,每个点的值都刷新一次。

        这种方式解决了在查看某个区域内的道路状况时,既能减少网格点的生成,又能保证一定的精度。

     

        若对文章有疑问,可发送邮件至chengxiao@antu.com.cn提问或讨论。

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  • 今天介绍用Excel制作热力图(下期会讲标签云图的制作),学会了大可以在今年的年度工作汇报中使用,一定会得到老板的肯定和同事的赞许的。并且本文第三部分还会教大家一种通用的热力图做法,万物皆可热力图热力图是...

    相信一些基础的图表大家都玩烂了,像柱形图、饼图、折线图、条形图……但有时候为了更好地表达你的观点,或者要用高大上的图表以便吸引眼球,你可能就需要用到一些高阶的图表。

    今天介绍用Excel制作热力图(下期会讲标签云图的制作),学会了大可以在今年的年度工作汇报中使用,一定会得到老板的肯定和同事的赞许的。并且本文第三部分还会教大家一种通用的热力图做法,万物皆可热力图!

    热力图是指在一个载体上(常见为网页、地图等),用颜色的强弱对应地呈现数字大小的一种可视化图表。

    9811ef5f6432dfa3885e58907b6e3210.png
    网页热力图

    上图是网站页面分析的热力图,可以呈现出浏览者热衷的页面区域,颜色越深越多人点击。

    下图是百度地图APP上的热力图,结合地图用颜色的深浅,非常直观地呈现了各区域人流量强弱。

    7f2df57a24a0077b7928bcebdbd97378.png
    百度地图APP上的人流量热力图

    以上这些都是要用到其他工具去实现的功能,那么回归到我们日常的企业经营数据分析中,我们来讲一些能用Excel落地的热力图做法。

    例子:展示全国各省份的销售数据,假设你手头上拿到的数据源是:

    b7d41f4692dde4006a9cbf1b3b5a3965.png

    这个数据是以省份、直辖市、自治区的地理位置记录数据,就可以使用地图热力图来呈现出来,先来看看用Excel做出来的效果:

    526b4ae48501e3aa3d2b39d6b0301cf5.png
    地图热力图

    通过上图,可以非常清晰地看到广东省、江苏省、山东省是最颜色最深的,代表它们的业绩高,颜色越浅淡代表业绩越差,如西藏,很直观地让老板看到公司的生意在全国的分布情况。


    方法一 | 要求office 365版本


    1、选择作图数据所在单元格区域

    2、点【插入】-【地图】-【着色地图】

    3、右击生成图表中的地图,设置数据系列格式

    4、在侧边的设置窗口中,设置【地图区域】:仅包含数据的区域,【地图投影】:麦卡托投影,【地图标签】:仅最适合(或全部显示)

    5、设置【序列颜色】,建议设成较鲜艳的颜色,以便视觉上更清楚地呈现强弱

    d1403c95a2e97fc4917748c8d75121f5.gif

    够快吧~~在Office 365版本的Excel中,可以轻松地1分钟就生成地图热力图。而如果你在你电脑的Excel中找不到以下这个功能,证明你的版本不是Office 365版本。

    c5d784e585b9328c5d9f719361f0521d.png
    Office 365版本中的地图功能

    若你的Excel不是Office 365,还有其他办法,请继续往下看:


    方法二 | Excel所有版本通用


    制作思路的整理:

    1、若Excel中不提供地图,那我们就必须手工把地图放入Excel中

    2、地图必须是按数据源的分析对象要求,分成不同的图形块(不同省份要对应不同的省份图形块,若是城市,就对应不同的城市图形块……)

    3、把指标值转换成颜色值(数值大小对应颜色深浅、或不同数值区间对应不同颜色也可以)

    4、把对应的颜色填充到对应的图形块

    结合我们上面的例子说,如【广东省】销售额为89879万元,首先要有一块【广东省】地图的【图形块】,假设我们再把销售额89879这个值对应到深红色,最后我们再把深红色填充到广东省图形块上。每个省份都如此操作一次,就制作出来地图热力图了。

    好,先来看看做好后的效果:

    c941f4932ef00d7cdf34fed435556d50.png
    Excel所有版本通用的热力图制作方法

    效果也不错吧~~以下我们来一步步去实现它:

    1. 把中国地图的矢量图导入到Excel中,并逐个对省份图形分别命名(推荐到这个网站去下载矢量图:http://datav.aliyun.com/tools/atlas/ ,或者百度矢量地图也可以)

    下载完成后,把相应的矢量图复制粘贴到Excel中备用。(如果你要调整整个地图的大小,请按住Shift键同时拉动鼠标调整,避免图形拉变形了~)

    然后在Excel中双击图形的轮廓,就可以选中一个省份的图形块,然后对它进行命名。图片命名的方式很简单,选中某省份地图后,只要直接在工作簿左上角的名称框(公式栏左侧)里填写省份名称就行了(如下图,选定新疆地图,输入“新疆”,记得最后要按一下回车)。图中的每个省份都需要逐一手动命名,没有捷径。

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    为每个省份的图形块命名

    2. 设定数据区间和对应色块

    假设设置5档颜色,那我们就要设置5个档位的数值来对应。档位的设置规则看你的实际情况,一般可以用最小值、最大值、平均值:

    9919a69095453c2706c1c5bf5c69a897.png
    数据区间点、颜色编号、对应色块

    一般数值、颜色对应的逻辑都是值越大,颜色越深,当然你也可以设置不同的区间,用不同的颜色。

    3. 在作图数据源中,增加辅助列,匹配颜色编号

    9dfcf2213f4f72c6d0f656d80392fbf4.png
    数据源中添加辅助列,对应第2步的颜色编号

    匹配颜色的方法,就直接用函数vlookup,需要注意的是最后一个参数为1,即模糊匹配。这样才能让每个销售额都有对应的颜色编号。

    4. 用VBA对各省图形块进行对应编号颜色填充

    大家不要怕VBA,因为代码我已经写好了(下图))。实际使用中,大家只要把代码其中的2个单元格区域的地方修改一下,就能使用了:

    f9047ff6ae27da9450dbef934ce8e7cb.png
    VBA代码填充颜色
    • 代码中的Q4:Q8就对应下图的这个区域(代码中的双引号不要动)

    • 代码中的K4:K34就对应下图的这个区域(代码中的双引号不要动)

    9653458427df7aa8fd9df3a8f1bf793c.png

    5、插入按钮控件,选择宏为“heatmap”,就是代码过程的名称

    以下动图示范控件关联宏的方法,关联后单击按钮即可更新热力图了!下图中也示范了更改2个区间点颜色,然后再点击按钮后的着色效果,请留意查看:

    28f7cb924d147c467df55683a1ab1b8e.gif


    热力图知识扩展


    掌握该方法后,不仅可以制作中国地图热力图,省、市的地图也一样通用,甚至你用一个购物中心的平面图也行。如果你要做呈现的这些区域,在网上可能无法找到相应的矢量地图,这时我们可以自行绘制。

    ●  找到一个当地的地图图片,一般JPG格式的地图还是很好找的,导入Excel。

    ●  使用插入->形状->线条->任意多边形:自由曲线,按照每一块图形的轮廓进行勾描,每块图形的勾描都要形成一个封闭形状,最后就得到一个由多个图形块组成的效果图了。这个还是很费劲的,但是你一次做完后即可长期拥有使用,还是值得的~

    6d014442cfd2d11594d6d92afdf124fa.png
    自定义曲线

    以下用动图示范一下,建议大家勾描形状时,可以调节视图百分比,放大一些比较方便对照勾描,慢一点去勾勒出和平面图相同的形状来,把整个平面图按铺位、通道等分好图形块,就可以按我们上文介绍的办法去实现热力图了。

    05afd1584e8f863982cb669e8ae6dfc8.gif

    用自定义曲线勾描商场平面图

    万物皆可矢量化,所以其实每样东西都可以用来做热力图,比如办公室大家行走的区域,街道小区,店铺的各个通道......所以学到了这种技巧其实你就学会了一种高大上的热力图“装逼”神奇。

    下一期讲标签云的Excel制作方法,敬请关注。

    ————

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  • 1.3某地区人口热力图制作

    千次阅读 2020-05-28 11:51:33
    新的工作中有涉及到一些为决策规划提供数据指导的内容,会需要制作关于人口流动方面的地图数据,这里以热力图为例。 如图: 上图为某区域的单日24小时人口总人口流动热力图,由蓝到橙色颜色变化,越往后说明该...

    1.制图背景 

    新的工作中有涉及到一些为决策规划提供数据指导的内容,会需要制作关于人口流动方面的地图数据,这里以热力图为例。 

          如图:

    上图为某区域的单日24小时人口总人口流动热力图,由蓝到橙色颜色变化,越往后说明该区域单日24小时内人口流动次数越高,再结合一些其他交通数据就可辅助分析一些交通现状问题。

    2.制图相关知识

    制作热力图主要用到的ArcGIS工具有两个,‘核密度分析’和‘按掩膜提取’,位置分别是Spatial Analyst Tools-密度分析-核密度分析,提取分析-按掩膜提取。

    核密度分析(空间分析)理解

    摘要:核密度分析使用核函数根据点或折线要素计算每单位面积的量值以将各个点或折线拟合为光滑锥状表面。

    插图

    用法:(以下部分为arcgis文档介绍)

    • 搜索半径参数值越大,生成的密度栅格越平滑且概化程度越高。值越小,生成的栅格所显示的信息越详细。

    • 计算密度时,仅考虑落入邻域范围内的点或线段。如果没有点或线段落入特定像元的邻域范围内,则为该像元分配 NoData。

    • 如果面积单位比例因子的单位相对于要素(点间距离或线段长度,取决于要素类型)很小,则输出值可能会很小。要获取较大的值,请选择单位较大的面积单位比例因子(例如,平方千米与平方米)。

    • 对于 ArcGIS 10.2.1 及更高版本,默认搜索半径(带宽)是基于空间配置和输入点数计算的。此方法可更正空间异常值(距离其他输入点非常远的点),这样将不会导致搜索半径过大。

    • Population 字段中的值过大或过小都会使结果看起来并不直观。如果 population 字段的平均值远大于 1(例如,城市人口),则默认搜索半径可能会非常小,导致在输入点周围生成很小的环。如果 population 字段的平均值远小于 1,则计算的带宽看起来可能会非常大。在这些情况下,您可能想要输入自己的搜索半径。

    • 密度计算依赖于准确的距离和面积计算。在大多数情况下,建议使用 GEODESIC 方法。如果要对投影准确保留了正确距离和面积的本地区域执行分析,可使用 PLANAR 方法。请参阅了解有关地理和投影坐标系的详细信息以确定适用的投影。

    • 有关适用于此工具的地理处理环境的详细信息,请参阅分析环境和 Spatial Analyst。

    简单理解,点线数据越密集,数据值越高,生成的栅格颜色就越深。

    按掩膜提取(空间分析)理解

    摘要:提取所定义掩膜区域内的栅格像元。

    插图

    用法:(以下部分为arcgis文档介绍)

    • 使用按掩膜提取工具的结果与设置掩膜环境大体相同,但二者的区别在于输入掩膜只适用于即时实例,而在环境中设置的掩膜可在发生更改或被禁用之前应用于所有工具。

    • 当输入为多波段栅格时,将输出一个新的多波段栅格。对输入多波段栅格中的每一单个波段都会进行相应分析。

      默认输出格式为地理数据库栅格。如果输出格式指定为 Esri 格网栈,请注意名称不得以数字开头,不得使用空格且长度不能超过九个字符。

    • 如果输入内容为根据多波段栅格(超过三个波段)创建的图层,提取操作将只考虑图层加载(符号化)的波段。因此,输出的多波段栅格只会具有三个波段,分别对应于输入图层显示中使用的多波段栅格。

    • 如果输入掩膜是栅格,则会将非 NoData 输入像元位置的值复制到输出栅格。可用来创建掩膜栅格的工具包括条件函数、条件测试,以及提取分析工具集中的其他工具。

    • 当为输入栅格掩膜指定多波段栅格时,将只在运算中使用第一个波段。

    • 如果输入栅格为整型,那么输出栅格也为整型。如果输入栅格为浮点型,则输出栅格也为浮点型。

    • 有关适用于此工具的地理处理环境的详细信息,请参阅分析环境和 Spatial Analyst。

    简单理解,设置一片区域提取该区域内的栅格像元。

    3.制图流程

    由arcgis文档可知,做核密度分析的源数据为点线数据,事先准备该类源数据后进行核密度分析。

    实际工作中,取得的是面数据和表格数据,这里需要先将表格数据与面数据连接,获取到每个面的population字段。

    以上取得population字段,即是实际的SUM字段值,然后利用toolbox要素转点工具即可得到所需要的用来做核密度分析的数据。

    下一步做核密度分析之前需要先确保点数据坐标系为投影坐标系,因为核密度分析有涉及到搜索半径的选项。

    系统工具箱-Spatial Analyst Tools.tbx-密度分析-核密度分析

    如上图设置各个参数,输出像元大小和搜索半径以实际数据为准,这里示例数据为某省会城市的某三个街道的各个小区数据。

    设置好参数和环境后即可进行核密度分析:

    得到核密度分析后的栅格数据,可在图形属性设置渲染的颜色,分类等级或者按实际情况更换中断值。(这一步可在按掩膜提取后进行)

    最后使用按掩膜提取工具,将所需区域的热力图提取出来即可。

    系统工具箱-Spatial Analyst Tools.tbx-提取分析-按掩膜提取

    获得成果热力图:

    最后按照出图要求,设置布局视图、添加文本、添加比例尺、指北针等。

    4.制图总结

    数据准备:面数据需要转点或线,点线数据坐标系为投影坐标系。

    制图过程:核密度分析设置像元大小和搜索半径根据实际情况变化,设置环境内的应用范围为所需制作热力图的范围。设置符号系统分类数量根据实际情况,采样数量大于10k时需要更改采样最大值。

     

     

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