データを洞察へ変換するための最高のPythonデータ可視化ライブラリ

Name: Amber de Ligt

Published on 2023/8/17

データ可視化はデータサイエンスの世界において重要な要素であり、Pythonはその豊富なライブラリエコシステムにより、このタスクを達成するための主要なツールとしてその地位を確立しています。しかし、数多くのライブラリの中からどのPythonデータ可視化ライブラリが自分のニーズに最適なのか、どのように選ぶのでしょうか？この記事では、最も人気のあるPythonデータ可視化ライブラリのいくつか（Matplotlib、Seaborn、Plotly、Bokeh、そして新星のPyGWalker）を包括的に比較することで、その問いに答えることを目指します。

Pythonのデータ可視化の領域では、これらのライブラリが初心者からエキスパートまで多くの人々によって使用されており、実績があります。簡単な統計グラフィックスから複雑なインタラクティブなWebベースの可視化まで、あなたのデータ可視化ニーズに最適なPythonライブラリが必ずあります。それでは、これらのライブラリを詳しく見ていきましょう。

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Matplotlib: 包括的な選択肢

Matplotlibは、データ可視化のために最も広く使用されているPythonライブラリの一つです。網羅的で強力かつ柔軟性があり、単純なものから複雑な可視化まで作成するための優れた選択肢です。Matplotlibを使用すると、線グラフ、散布図、棒グラフ、エラーグラフ、ヒストグラムなど、さまざまな種類のプロットを生成することができます。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
 
x = np.linspace(0, 10, 100)
y = np.sin(x)
 
plt.plot(x, y)
plt.show()

この簡単な例では、Matplotlibを使用して基本的な折れ線グラフを作成する方法を示しています。しかし、その単純さに惑わされてはいけません。Matplotlibの真の力は、ラベルや凡例から色の設定、レイアウトまで、プロットのすべての側面をカスタマイズできる点にあります。

Seaborn: ユーザーフレンドリーな選択肢

Seabornは、もう一つの人気のあるPythonデータ可視化ライブラリです。Matplotlibをベースに構築されたSeabornは、美しい統計的に有意な可視化を作成するためのハイレベルなインターフェースを提供します。使いやすく直感的な操作性を備えており、初心者には最適な選択肢です。

import seaborn as sns
import pandas as pd
 
# サンプルのtipsデータセットを読み込む
tips = sns.load_dataset("tips")
 
# 曜日ごとのtotal_billの分布を示す箱ひげ図を描画する
sns.boxplot(x="day", y="total_bill", data=tips)

この例では、Seabornの組み込みデータセット "tips" を使用して箱ひげ図を作成しています。Seabornは、わずか数行のコードで複雑な統計的プロットを作成するのに優れています。さらに、Pandasライブラリとの統合も円滑であり、DataFramesから直接データを可視化することが簡単になります。

Plotly: ウェブベースの選択肢

インタラクティブなウェブベースの可視化を作成したい場合は、Plotlyが最適なライブラリです。Plotlyを使用すると、3Dチャートや地理的なマップ、アニメーションなど、さまざまな種類のインタラクティブなプロットを作成することができます。

import plotly.express as px
 
# 簡単なインタラクティブな散布図を作成する
df = px.data.iris()
fig = px.scatter(df, x="sepal_width", y="sepal_length", color="species", size='petal_length', hover_data=['petal_width'])
fig.show()

この例では、Plotlyの高レベルインターフェースであるPlotly Expressを使用してインタラクティブな散布図を作成しています。Plotlyを使用することで、あなたの可視化は

PyGWalker: ドラッグアンドドロップで可視化を作成する

PyGWalkerは、Pythonのデータ可視化ライブラリの中でも人気のある選択肢です。PyGWalkerは、可視化を伴う探索的データ分析のために設計されたPythonライブラリです。PyGWalkerは、pandas DataFrameやpolars DataFrameをTableauスタイルのユーザーインタフェースに変換することで、Jupyter Notebookのデータ分析とデータ可視化のワークフローを簡素化します。

(opens in a new tab)

import pandas as pd
import pygwalker as pyg
 
# データをDataFrameに読み込む
df = pd.read_csv('bikesharingdc.csv', parse_dates=['date'])
 
# DataFrameを使用してGraphic Walkerを呼び出す
gwalker = pyg.walk(df)

この例では、高レベルなインターフェースであるPlotly Expressを使用して、対話的な散布図を作成しています。Plotlyを使用すると、視覚化が可能です

ドラッグアンドドロップで視覚化を作成するPyGWalker

PyGWalkerは、Pythonの視覚化ライブラリの一つで、人気があります。これは、探索的データ分析と視覚化のために設計されたPythonライブラリです。PyGWalkerは、pandas DataFrameとpolars DataFrameをTableauスタイルのユーザーインターフェースに変換して、Jupyter Notebookのデータ分析とデータ視覚化ワークフローを簡素化します。

(opens in a new tab)

import pandas as pd
import pygwalker as pyg
 
# データをDataFrameにロードする
df = pd.read_csv('bikesharingdc.csv', parse_dates=['date'])
 
# DataFrameを使用してグラフィックウォーカーを呼び出す
gwalker = pyg.walk(df)

この例では、PyGWalkerを使用してDataFrameをロードし、視覚化のためのTableauのようなユーザーインターフェースを作成しています。PyGWalkerは、Jupyter Notebookや他のJupyterベースのノートブックともうまく統合し、データサイエンティストがデータを分析し、シンプルなドラッグアンドドロップ操作でパターンを可視化することができます。

PyGWalkerを次のいずれかのオンラインノートブックでお試しください：

Kaggleで実行 (opens in a new tab)	Colabで実行 (opens in a new tab)
(opens in a new tab)	(opens in a new tab)

PyGWalkerは、Graphic WalkerのPythonバインディングの略称です。これはTableauとは異なるタイプのオープンソースの代替品であり、使いやすいインターフェースと強力な視覚化機能で人気を集めています。PyGWalkerについての詳細は、GitHubページ (opens in a new tab)で確認できます。

Bokeh: インタラクティブな選択肢

Bokehは、モダンなウェブブラウザ向けのインタラクティブな視覚化を作成するためのPythonライブラリです。これは、インタラクティブなプロット、ダッシュボード、データアプリケーションの作成をサポートするように設計されています。Bokehの強みは、複雑でエレガントな視覚化をシンプルな方法で作成できることです。

from bokeh.plotting import figure, show
from bokeh.sampledata.iris import flowers
 
# タイトルと軸ラベルを持つ新しいプロットを作成する
p = figure(title="Iris Morphology", x_axis_label='Petal Length', y_axis_label='Petal Width')
 
# 凡例と塗りつぶし色を持つ散布図レンダラを追加する
p.circle(flowers["petal_length"], flowers["petal_width"], legend_label="Petal", fill_color="red")
 
# 結果を表示する
show(p)

この例では、Bokehを使用して対話的な散布図を作成しています。Bokehを使用すると、Webベースのプレゼンテーションやダッシュボードに適した様々なインタラクティブなプロットを作成することができます。

これらのライブラリは、それぞれに独自の長所があり、さまざまなタイプのタスクに適しています。初心者向けの使いやすいライブラリを探している場合や、強力なツールを必要とする経験豊富なデータサイエンティストの場合、Pythonの視覚化ライブラリはそれぞれが提供するものがあります。そして、新興のPyGWalkerが参加していることで、Pythonの視覚化の領域は進化と拡大を続けています。

適切なPythonの視覚化ライブラリを選ぶ

適切なPythonの視覚化ライブラリを選ぶことは、主に特定のニーズとプロジェクトの性質に依存します。幅広い視覚化タスクを処理できる包括的なライブラリを求める場合、Matplotlibは確かな選択肢です。より使いやすい直感的なインターフェースを好む場合には、Seabornが優れたオプションです。インタラクティブでWebベースの視覚化を作成する必要がある場合には、PlotlyとBokehが共に強力な候補です。

ただし、視覚化のためのTableauスタイルのユーザーインターフェースを提供するライブラリをお探しの場合、新興のPyGWalkerも考慮に値するでしょう。これは、Jupyter Notebookや他のJupyterベースのノートブックともうまく統合しており、データサイエンティストがデータを分析し、シンプルなドラッグアンドドロップ操作でパターンを可視化することができます。

最終的には、最も自分のニーズに合ったPythonの視覚化ライブラリが最も適しています。各ライブラリの長所と機能を理解することで、知識を深めて、データの視覚化目標を達成するのに最適なライブラリを選ぶことができます。

よくある質問

Pythonの可視化ライブラリについてさらに理解を深めるために、以下によくある質問をいくつかご紹介します：

初心者に最適なPythonの可視化ライブラリは何ですか？

Seabornは、使いやすく直感的なインターフェースを持つため、初心者にはよくおすすめされます。Matplotlibの上に構築されており、美しい統計に基づいた可視化を作成するためのハイレベルなインターフェースを提供しています。ただし、初心者にとっての最適なライブラリは、彼らの特定のニーズやプロジェクトの性質によって異なります。
Pythonの可視化ライブラリはインタラクティブなウェブベースの可視化を作成することができますか？

はい、PlotlyやBokehなどのライブラリは、インタラクティブでウェブベースの可視化を作成するために特に設計されています。ウェブベースのプレゼンテーションやダッシュボードに最適な、さまざまなインタラクティブなプロットを作成することができます。
自分のニーズに合ったPythonの可視化ライブラリを選ぶにはどうすればよいですか？

自分のニーズやプロジェクトの性質に合ったPythonの可視化ライブラリを選ぶには、主に次のような要素を考慮する必要があります。作成する可視化の複雑さ、ウェブベースのインタラクティブな可視化の作成の有無、Pythonとデータ可視化の経験レベルなどです。

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