【可视化大屏教程】用Python开发智慧城市数据分析大屏!


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  • @马哥python说 ,这是我独立开发的Python可视化大屏,看下演示效果:
    截图:大屏
    视频演示效果:
    https://www.zhihu.com/zvideo/1556218745923821568

    这个大屏,是通过pyecharts可视化开发框架实现。

    下面详细介绍,这个大屏的实现过程。

    二、讲解代码

    注:由于我的MySQL数据库环境问题,暂通过模拟假数据,对接可视化代码。

    2.1 大标题+背景图

    由于pyecharts组件没有专门用作标题的图表,我决定灵活运用Line组件实现大标题。

    line3 = (
    		Line(init_opts=opts.InitOpts(width="1420px",  # 宽度
    		                             height="800px",  # 高度
    		                             bg_color={"type": "pattern", "image": JsCode("img"),
    		                                       "repeat": "repeat", }))  # 设置背景图片
    			.add_xaxis([None])  # 插入空数据
    			.add_yaxis("", [None])  # 插入空数据
    			.set_global_opts(
    			title_opts=opts.TitleOpts(title=v_title,
    			                          pos_left='center',
    			                          pos_top='1%',
    			                          title_textstyle_opts=opts.TextStyleOpts(font_size=45,
    			                                                                  font_family='cursive',
    			                                                                  color='white',
    			                                                                  align='left'),
    			                          ),
    			yaxis_opts=opts.AxisOpts(is_show=False),  # 不显示y轴
    			xaxis_opts=opts.AxisOpts(is_show=False))  # 不显示x轴
    	)
    # 设置背景图片
    line3.add_js_funcs(
    	"""
    	var img = new Image(); img.src = './static/城市1.jpeg';
    	"""
    )
    

    这里最关键的逻辑,就是背景图片的处理。我找了一张智慧城市的炫丽背景图片:城市背景图

    然后用add_js_funcs代码把此图片设置为整个大屏的背景图。

    大标题效果:大标题+背景图

    由于背景图片太大(4360x2910),只显示出了上半部分,恰恰是我预期的效果!

    2.2 各区县交通事故统计图-系列柱形图

    针对城市交通事故统计数据,绘制系列柱形图:

    x_data = [str(i) + '月' for i in range(1, 13)]
    y1_data = [193, 242, 206, 198, 335, 298, 38, 93, 88, 285, 297, 302]
    y2_data = [96, 41, 28, 95, 36, 94, 29, 61, 42, 85, 99, 31]
    bar = (
    	Bar(init_opts=opts.InitOpts(theme=theme_config, width="750px", height="350px", chart_id='bar_county'))
    		.add_xaxis(x_data)
    		.add_yaxis("高峰期", y1_data, gap="0%")
    		.add_yaxis("非高峰期", y2_data, gap="0%")
    		.set_global_opts(title_opts=opts.TitleOpts(title=v_title,
    	                                               pos_left='center',
    	                                               title_textstyle_opts=opts.TextStyleOpts(color=chart_text_color),
    	                                               ),
    	                     legend_opts=opts.LegendOpts(pos_right='10%', orient='vertical'),
    	                     tooltip_opts=opts.TooltipOpts(
    		                     trigger="axis", axis_pointer_type="cross", is_show=True),  # 提示框配置
    	                     xaxis_opts=opts.AxisOpts(axislabel_opts=opts.LabelOpts(color=chart_text_color), ),
    	                     yaxis_opts=opts.AxisOpts(axislabel_opts=opts.LabelOpts(color=chart_text_color), ),
    	                     )
    )
    

    效果图如下:系列柱形图

    这种两两一组的柱形图,在pyecharts中叫做:系列柱形图,Bar with different series gap

    2.3 图书馆建设率-水球图

    图书馆建设率,采用pyecharts的水球图(动态)展示效果:

    data_list = [[23, 0.6328]]
    l1 = Liquid(init_opts=opts.InitOpts(theme=theme_config, width="450px", height="350px", chart_id=v_chart_id))
    l1.add("完成率", [data_list[0][1]], center=["30%", "50%"], label_opts=opts.LabelOpts(font_size=20, position='inside'))
    l1.set_global_opts(title_opts=opts.TitleOpts(title=v_title,
                                                 pos_left='15%',
                                                 pos_top='15%',
                                                 title_textstyle_opts=opts.TextStyleOpts(color=chart_text_color),
                                                 ))
    
    

    效果图如下:(此处是静态截图,其实有动态波纹效果)水球图

    2.4 当年城市空气质量aqi指数-面积图

    城市空气质量aqi,采用面积图展示:

    x_data = [str(i) + '月' for i in range(1, 13)]
    y_data = [36.8, 35.2, 36.0, 31.9, 29.5, 14.9, 33.5, 20.8, 37.1, 42.6, 44.9, 53.3]
    area_color_js = (  # 设置美观背景色
    	"new echarts.graphic.LinearGradient(0, 0, 0, 1, "
    	"[{offset: 0, color: '#eb64fb'}, {offset: 1, color: '#3fbbff0d'}], false)"
    )
    
    line = (
    	Line(init_opts=opts.InitOpts(theme=theme_config, width="450px", height="300px", chart_id='line_aqi'))
    		.add_xaxis(xaxis_data=x_data)
    		.add_yaxis(
    		series_name="增长率",
    		y_axis=y_data,
    		is_smooth=True,  # 是否平滑
    		is_symbol_show=True,
    		symbol="circle",
    		symbol_size=6,
    		linestyle_opts=opts.LineStyleOpts(color="#fff"),
    		label_opts=opts.LabelOpts(is_show=True, position="top", color="white"),
    		itemstyle_opts=opts.ItemStyleOpts(
    			color="red", border_color="#fff", border_width=3
    		),
    		tooltip_opts=opts.TooltipOpts(is_show=False),
    		areastyle_opts=opts.AreaStyleOpts(color=JsCode(area_color_js), opacity=1),
    	)
    		.set_global_opts(
    		title_opts=opts.TitleOpts(
    			title=v_title,
    			pos_left="center",
    			pos_top='9%',
    			title_textstyle_opts=opts.TextStyleOpts(color=chart_text_color),
    		),
    		xaxis_opts=opts.AxisOpts(
    			type_="category",
    			boundary_gap=False,
    			axislabel_opts=opts.LabelOpts(margin=30, color=chart_text_color),
    			axisline_opts=opts.AxisLineOpts(is_show=False),
    			axistick_opts=opts.AxisTickOpts(
    				is_show=True,
    				length=25,
    				linestyle_opts=opts.LineStyleOpts(color="#ffffff1f"),
    			),
    			splitline_opts=opts.SplitLineOpts(
    				is_show=True, linestyle_opts=opts.LineStyleOpts(color="#ffffff1f")
    			),
    		),
    		yaxis_opts=opts.AxisOpts(
    			type_="value",
    			position="left",
    			axislabel_opts=opts.LabelOpts(margin=20, color=chart_text_color),
    			axisline_opts=opts.AxisLineOpts(
    				linestyle_opts=opts.LineStyleOpts(width=2, color="#fff")
    			),
    			axistick_opts=opts.AxisTickOpts(
    				is_show=True,
    				length=15,
    				linestyle_opts=opts.LineStyleOpts(color="#ffffff1f"),
    			),
    			splitline_opts=opts.SplitLineOpts(
    				is_show=True, linestyle_opts=opts.LineStyleOpts(color="#ffffff1f")
    			),
    		),
    		legend_opts=opts.LegendOpts(is_show=True, pos_right='right', pos_top='10%'),
    		tooltip_opts=opts.TooltipOpts(
    			trigger="axis", axis_pointer_type="cross", is_show=True),  # 提示框配置
    	)
    )
    

    效果图如下:面积图

    2.5 近7年人均生产总值变化图-面积图

    与2.4章节逻辑实现相同,替换对应数据即可,不再赘述。

    2.6 城市人才占比结构图-柱形图

    分别统计该城市的博士人才、硕士人才、本科人才、专科人才、专科以下的占比情况,通过柱形图展示:

    x_data = ['博士人才', '硕士人才', '本科人才', '专科人才', '专科以下']
    y_data = [0.4, 5.8, 26.4, 29.8, 37.6, ]
    # 画柱形图
    bar = Bar(
    	init_opts=opts.InitOpts(theme=theme_config, width="450px", height="350px", chart_id='bar_talent'))  # 初始化条形图
    bar.add_xaxis(x_data)  # 增加x轴数据
    bar.add_yaxis("占比", y_data)  # 增加y轴数据
    bar.set_series_opts(label_opts=opts.LabelOpts(position="right"))  # Label出现位置
    bar.set_global_opts(
    	legend_opts=opts.LegendOpts(pos_left='right'),
    	title_opts=opts.TitleOpts(title=v_title,
    	                          pos_left='center',
    	                          title_textstyle_opts=opts.TextStyleOpts(color=chart_text_color),
    	                          ),  # 标题
    	toolbox_opts=opts.ToolboxOpts(is_show=False),  # 不显示工具箱
    	tooltip_opts=opts.TooltipOpts(
    		trigger="axis", axis_pointer_type="cross", is_show=True),  # 提示框配置
    	xaxis_opts=opts.AxisOpts(name="人才类型",  # x轴名称
    	                         axislabel_opts=opts.LabelOpts(rotate=0, color=chart_text_color),
    	                         splitline_opts=opts.SplitLineOpts(is_show=False)
    	                         ),
    	yaxis_opts=opts.AxisOpts(name="百分比",  # y轴名称
    	                         axislabel_opts=opts.LabelOpts(rotate=0, color=chart_text_color),  # y轴名称
    	                         )
    )
    

    效果图如下:柱形图

    2.7 城市宣传片视频-大屏左上角位置

    难点来了!

    pyecharts本身并无播放视频的组件,怎么实现的视频播放呢?

    首先,任意开发一个简单的图表,柱形图、折线图、散点图什么都可以,后续把它拖拽到大屏左上角。

    最后我会用宣传片视频替换掉这个图表。

    2.8 组合以上图表,生成临时大屏

    通过pyecharts提供的Page组件,采用DraggablePageLayout的layout方法,组合大屏:

    # 绘制:整个页面
    page = Page(
    	page_title="智慧城市数据可视化分析监控大屏",  # 页面标题
    	layout=Page.DraggablePageLayout,  # 采用拖拽方式
    )
    page.add(
    	# 大标题
    	make_title(v_title="智慧城市数据可视化分析监控大屏"),
    	# 近五年城建重点项目数变化情况
    	make_key_project_bar(v_title="近年城建重点项目统计"),
    	# 各区县交通事故统计图
    	make_county_traffic_bar(v_title="各区县交通事故统计图"),
    	# 城市人才占比结构统计图
    	make_talent_reversal_bar(v_title="城市人才占比结构统计图"),
    	# 近7年人均生产总值变化图
    	make_gdp_area_line(v_title="近7年人均生产总值变化图"),
    	# 当年城市空气质量aqi变化图
    	make_aqi_area_line(v_title="当年城市空气质量aqi变化图"),
    	# 教育文化设施数量占比-图书馆
    	make_edu_liquid(v_title="图书馆建设率", v_chart_id='liquid_1', ),
    )
    # 执行完毕后,打开临时html并拖拽,拖拽完点击Save Config,把chart_config.json放到本目录下
    page.render('大屏_临时.html')
    print('生成完毕:大屏_临时.html')
    

    至此,临时大屏文件已经生成。

    下面就开始手动拖拽,拖拽的过程,就不文字阐述了,可点击这个视频,观看拖拽过程:

    2.9 生成最终大屏

    很关键!!

    除了常规的拖拽组合大屏操作外,还记得2.7章节留下的疑问吗?

    定义一个存放视频的div,把它存到一个字符串里:

    video_new = r"""
     

    """

    注意看这行代码下面这行代码,把mp4视频文件放到static目录下:

    
    

    在临时html里找到左上角图表的代码部分,用正则表达式替换成这个视频的代码:

    with open('大屏_临时.html', 'r', encoding='utf8') as f:
    	text = f.read()
    # 正则表达式替换文本
    text2 = re.sub('
    ', video_new, text, flags=re.DOTALL) with open('大屏_临时2.html', 'w', encoding='utf8') as f: f.write(text2) print('已写入:大屏_临时2.html')

    最后,再执行常规生成最终大屏的代码:

    Page.save_resize_html(
    	source="大屏_临时2.html",  # 源html文件
    	cfg_file="chart_config.json",  # 配置文件
    	dest="大屏_最终.html"  # 目标html文件
    )
    

    这样,就完成了把视频布局到大屏里的最终目的!

    最后,再看一次大屏演示效果:
    https://www.zhihu.com/zvideo/1556218745923821568

    2.10 部署到服务器-供外部访问

    通过flask框架,将html大屏网页快速部署到服务器:

    from flask import Flask, render_template
    
    app = Flask(__name__, template_folder='./', )
    
    # 定义路由及视图函数
    @app.route('/')  # 装饰器
    def f_index():
    	return render_template('大屏_最终.html')
    
    if __name__ == '__main__':
    	app.run(host='0.0.0.0', port=7888, debug=True)
    

    需要注意的是,host设置为'0.0.0.0',不要把host设置为'127.0.0.1'或者'localhost',否则只能自己在本地访问,外部用户无法访问。

    再多说一句,如果host设置没问题,外部用户仍然无法访问,请查看你的云服务器防火墙配置、端口映射、win出入站访问等安全策略,是否存在问题。

    三、在线演示

    大屏演示地址:智慧城市数据可视化分析监控大屏

    我的服务器是乞丐版的,带宽有限,左上角视频播放会卡顿,大家悠着点访问~~

    我是 @马哥python说 ,持续分享python干货中!


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