[오픈 소스 기반 데이터 분석] 11강 - 데이터 시각화

💡해당 게시글은 방송통신대학교 정재화 교수님의 '오픈 소스 기반 데이터 분석' 강의를 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.

학습 개요

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• 데이터 시각화는 데이터의 구조와 의미를 효과적으로 전달하는 전략적 표현 방식이며 특히 복잡하거나 고차원적인 데이터를 분석하는 데 있어 시각화는 데이터의 특성과 맥락을 통찰력 있게 드러낼 수 있도록 도와줌
• 따라서 고급 시각화 기법과 이를 구성하는 시각적 요소들에 대한 이해는 데이터 분석가에게 반드시 요구되는 역량임
• 고급 시각화 기법과 그래프 스타일링 기법에 대해 학습함
• 보편적으로 사용되는 시각화 기법 이외에 계층적, 공간적, 관계적 구조를 명확하게 표현할 수 있는 시각화 방법을 다룸
• 시각화의 전달력을 극대화하기 위한 시각 구성 요소들을 학습함
• 컬러 설정, 컬러 맵 적용, 텍스트 구성(제목, 레이블, 범례 등), 마커 및 선 스타일, 폰트 크기와 글꼴 설정, 서브 플롯 구성, 인터랙티브 시각화 구현 등은 사용자와 데이터 간의 상호 작용을 고려한 디자인 구성 방법에 대해 학습함
• 이러한 구성을 동적으로 할 수 있는 인터랙티브 시각화 기법에 대해 다룸

학습 목표

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• 색상, 레이블, 주석 등의 시각화 요소를 효과적으로 활용하여 데이터의 의미를 명확히 전달할 수 있음
• 서브 플롯을 활용한 대시보드 구성과 인터랙티브 시각화 기법을 구현할 수 있음
• 실제 비즈니스 문제에 데이터 시각화를 적용하여 의사 결정에 필요한 통찰력을 도출할 수 있음

강의록

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고급 시각화 기법

트리맵(Treemap)

• 계층적 데이터를 시각화하는 그래픽 표현 방법
  • 카테고리형 데이터를 표현하는 데 효과적이며, 데이터 간의 관계성을 시각적으로 직관적으로 이해하는 데 유용

  

지도 시각화(Map Visualization)

• 공간적 데이터를 효과적으로 분석하고 전달하는 기법

• 지도 위에 데이터를 시각적으로 표현함으로써 지역 간 차이, 특정 지역의 특성, 이동 경로 등의 정보를 쉽게 파악 가능

  

네트워크 그래프

• 개체들 간의 연결 관계를 시각적으로 표현하는 도구
• 개체(노드)는 점으로 표현되며, 노드 간의 관계(간선)는 선으로 표현
  • 개체들 간의 상호 작용을 분석

  

바이올린 플롯

• 데이터의 분포와 밀도, 요약 통계(중앙값 등)를 종합적으로 표현할 수 있는 시각화 기법

• 데이터의 전반적인 분포와 중심 값, 퍼짐 정도를 확인

  

등고선 그래프

• 3차원 데이터를 2차원 평면에 표현하는 그래프

• 표면의 높낮이 변화나 함수의 값이 위치에 따라 어떻게 변하는지 시각적으로 표현

  

그래프 스타일링

컬러 설정

• 적절한 컬러 선택은 그래프의 가독성을 높이고, 데이터를 효과적으로 전달
• 컬러 지정 방법
  • ‘b’(blue), ‘g’(green), ‘r’(red), ‘c’(cyan), ‘m’(magenta), ‘y’(yellow), ‘k’(black), ‘w’(white)
  • RGB(Red, Green, Blue), RGBA(R, G, B, Alpha)
  • 밝은 계열, 어두운 계열, 중간톤 계열 등 ‘skyblue’, ‘salmon’, ‘forestgreen’과 같이 다양한 컬러 이름을 통해 컬러 지정 가능

컬러 맵

• 데이터의 값에 따라 색을 변화 시키며, 데이터의 크기나 경향성을 시각적으로 표현할 때 사용
  • 연속적인 값의 변화나 밀도, 강약의 차이를 표현
• 연속형, 발산형, 정성적, 주기형, 특수 목적형 등 다양한 유형의 컬러맵 존재
  • ‘skyblue’, ‘salmon’, ‘forestgreen’과 같은 이름으로 색상 지정 가능
  • 기본, 밝은, 어두운, 중간톤 계열 등 다양한 색상 제공
• 데이터 값에 따라 색상을 변화시켜 연속적인 값의 변화나 밀도를 표현
  • ‘viridis’, ‘plasma’, ‘Blues’ 등 다양한 맵 제공

  

축, 레이블, 제목 설정

기능	함수	설명
x축 레이블 설정	plt.xlabel()	x축 아래에 설명 글자를 추가
y축 레이블 설정	plt.ylabel()	y축 왼쪽에 설명 글자를 추가
x축 범위 설정	plt.xlim(시작, 끝)	x축의 최소 값과 최대 값 설정
y축 범위 설정	plt.ylim(시작, 끝)	y축의 최소 값과 최대 값 설정
그래프 제목 설정	plt.title()	그래프 상단에 제목 추가
글자 크기 설정	fontsize=숫자	글자 크기 설정 (ex 12, 14 등)
색상 설정	color='색상명'	글자 색상 설정 (ex) ‘red’, ‘blue’ 등)

마커와 선 스타일

마커 기호	의미
’.’	작은 점
‘o’	동그라미
’^’	위쪽 삼각형
’s’	사각형
‘D’	마름모
‘x’	x자 모양

선 스타일	기호	의미
실선	’-‘	실선
점선	’–’	점선
점-대시 선	’-.’	점-대시 선
점선	’:’	점선

텍스트 크기 및 글꼴 설정

• 적절한 글자 크기와 글꼴 선택은 정보의 계층 구조를 만들고 시각적 일관성을 유지하는 데 필수적
• 글자 크기 설정
  • fontsize 파라미터를 통해 제목, 축 레이블, 범례 등의 텍스트 크기 조정

  • ex)

    class="highlight">

      plt.title("그래프 제목", fontsize=15)