熱力圖-數(shù)據(jù)可視化的強(qiáng)大工具(上)
本文將以熱力圖的基礎(chǔ)概念為切入點(diǎn),結(jié)合豐富且具代表性的具體案例,深入挖掘其在技術(shù)應(yīng)用層面的實(shí)際價(jià)值,并有案例的詳盡解析。旨在助力讀者全面且透徹地領(lǐng)悟熱力圖在行業(yè)中的重要價(jià)值,為相關(guān)行業(yè)提供啟示與思路。
近年來(lái),隨著數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的迅猛發(fā)展,熱力圖憑借其直觀且高效的可視化表達(dá)方式,在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
從地理信息系統(tǒng)中的交通擁堵、疫情分布、降雨量等,到各類B端業(yè)務(wù)場(chǎng)景,如充電站選址、用電負(fù)荷分布、用戶行為分析、銷售數(shù)據(jù)挖掘以及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控,熱力圖無(wú)處不在。
一、什么是熱力圖
1. 簡(jiǎn)易版解讀
“世上本沒有路,走的人多了也就成了路”
魯迅先生的這句名言,是解讀熱力圖最形象的比喻。不妨先思考一個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題:在下方的圖中,草坪上被踩踏最多的區(qū)域究竟位于何處呢?
圖片引自網(wǎng)絡(luò) 侵刪
答案不言而喻,裸露的泥土即為被踩踏最為頻繁的位置。
所以,將這種現(xiàn)象類比到熱力圖,它展現(xiàn)的是“踩踏多”或“利用高”的區(qū)域:可以是網(wǎng)頁(yè)的高點(diǎn)擊率區(qū)域、商場(chǎng)內(nèi)人流密集區(qū)、城市道路的交通熱點(diǎn),甚至是全國(guó)氣溫分布。
數(shù)據(jù)越密集,痕跡越明顯,這便是熱力圖關(guān)于數(shù)據(jù)分布的直觀表達(dá)。
2. 專業(yè)版解讀
在 AntV 的官方文檔里,對(duì)熱力圖的概念有如下專業(yè)的描述:
“熱力圖(Heat Map),“熱力圖”一詞最初是由軟件設(shè)計(jì)師 Cormac Kinney 于 1991 年提出并創(chuàng)造的,用來(lái)描述一個(gè) 2D 顯示實(shí)時(shí)金融市場(chǎng)信息。最開始的熱力圖,是矩形色塊加上顏色編碼。經(jīng)過(guò)多年的演化,習(xí)語(yǔ)上的熱力圖,如今更規(guī)范,更被大多數(shù)人理解的是這種經(jīng)過(guò)平滑模糊過(guò)的熱力圖譜?!?/strong>
簡(jiǎn)言之,熱力圖通過(guò)顏色的深淺漸變,直觀展現(xiàn)數(shù)據(jù)的大小和分布:顏色越深表示數(shù)值越大,顏色越淺則反之。
通過(guò)這種簡(jiǎn)單卻強(qiáng)大的表達(dá)方式,熱力圖被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)數(shù)據(jù)的分析與決策。
通過(guò)兩種解讀方式,我們對(duì)熱力圖有了初步的認(rèn)知,它具體可以傳遞哪些信息、又可應(yīng)用于哪些場(chǎng)景呢?
二、熱力圖的信息傳遞
盡管熱力圖以顏色變化傳遞信息,其包含的數(shù)據(jù)維度卻具有極大的實(shí)用性。以下是熱力圖的主要信息傳遞能力:
1. 分布與密度
熱力圖通過(guò)顏色的梯度展示數(shù)據(jù)分布及其密集程度。例如,在充電站選址中,熱力圖可顯示充電樁的密度分布,幫助運(yùn)營(yíng)者快速識(shí)別適合建站的高需求區(qū)域。
以下是一張充電選址的蜂窩熱力圖,借助顏色的深淺變化,能夠輔助客戶進(jìn)行決策,篩選出最佳的充電樁建站地址,這類信息無(wú)疑具備極為強(qiáng)大的商業(yè)價(jià)值。
實(shí)際案例示意圖
2. 趨勢(shì)與模式
在呈現(xiàn)事物發(fā)展趨勢(shì)方面,熱力圖同樣表現(xiàn)出色。它可借助顏色變化,直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)隨時(shí)間、空間變化而展現(xiàn)出的規(guī)律。
下圖是一張來(lái)自Metacritic網(wǎng)站,關(guān)于各種電影類型在不同年份評(píng)分的可視化呈現(xiàn)。Y軸的不同電影類型(如喜劇片、紀(jì)錄片、動(dòng)畫片、戰(zhàn)爭(zhēng)片等)隨著X軸的時(shí)間推移(10年一個(gè)跨度,從1890到2020年間),展示了不同電影類型評(píng)分隨年代的起伏,直觀呈現(xiàn)文化偏好的演變。
圖片引自MongoDB官網(wǎng)
3. 熱點(diǎn)區(qū)域
熱力圖善于標(biāo)識(shí)熱點(diǎn)區(qū)域,用于市場(chǎng)分析和用戶行為研究。
例如以下兩張網(wǎng)頁(yè)熱力圖,精準(zhǔn)反映了用戶在頁(yè)面上的點(diǎn)擊、瀏覽等各類行為,據(jù)此能夠判斷出頁(yè)面中最受用戶關(guān)注的區(qū)域,這類數(shù)據(jù)為 PC 端產(chǎn)品的優(yōu)化提供了極為有力的理論支撐。
圖片引自 Instapage 網(wǎng)站
4. 關(guān)聯(lián)性
在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,熱力圖可用于呈現(xiàn)基因表達(dá)量的相關(guān)性。
在《生物信息分析之熱圖(Heatmap)》一文中,描述了通過(guò)顏色變化來(lái)呈現(xiàn)多個(gè)基因的全局表達(dá)量變化。下圖中顏色越紅數(shù)值越大,表示關(guān)聯(lián)性越強(qiáng),反之則數(shù)值越小。
圖片引自《生物信息分析之熱圖(Heatmap)》
三、熱力圖的應(yīng)用案例
上文已介紹了熱力圖能夠傳遞的信息種類,若對(duì)其進(jìn)行大體歸類,其應(yīng)用場(chǎng)景主要涵蓋以下 4 大方面:
接下來(lái),我們將通過(guò)具體案例,深入探究其實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。
1. 充電選址
隨著新能源汽車的迅猛崛起,各大充電樁的需求急劇攀升。在選擇最佳的充電車場(chǎng)地理位置時(shí),僅憑主觀感知判斷遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,此時(shí)熱力圖便能發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。
以下是一張城市充電熱力圖,其提供的數(shù)據(jù)維度極為豐富,涵蓋該城市不同電站的單日快、慢充電量,以及不同片區(qū)的充電站數(shù)量。
借助這樣的 “上帝視角” 觀測(cè)區(qū)域內(nèi)的充電量與電站數(shù)量,能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)工作指明更為明確的方向。
實(shí)際案例示意圖
當(dāng)然,熱力圖的配色并非局限于單色,而應(yīng)依據(jù)實(shí)際場(chǎng)景靈活選擇恰當(dāng)?shù)呐渖桨浮?/p>
實(shí)際案例示意圖
2. 電力監(jiān)測(cè)
在電力監(jiān)測(cè)領(lǐng)域,除了常見的大屏浮標(biāo)顯示數(shù)據(jù),還可以將電網(wǎng)負(fù)荷、用電檢修、電費(fèi)回收等數(shù)據(jù)生成城市熱力圖,更高效的保障居民用電體驗(yàn)。
實(shí)際案例示意圖
3. 網(wǎng)站分析
此應(yīng)用場(chǎng)景主要用于追蹤用戶在網(wǎng)站上的點(diǎn)擊、滾動(dòng)和停留時(shí)間等行為。通過(guò)深入分析這些數(shù)據(jù),能夠?qū)W(wǎng)頁(yè)布局進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)而提升用戶體驗(yàn)與轉(zhuǎn)化率。
例如下圖,一篇熱力圖分析文章中的案例佐證,通過(guò)對(duì)熱力圖的分析,發(fā)現(xiàn)版本A右側(cè)點(diǎn)擊按鈕的關(guān)注度弱于上面的banner?;诖税l(fā)現(xiàn),版本B進(jìn)行了優(yōu)化迭代,對(duì)按鈕與 banner 的位置加以調(diào)整。
如此微小的改動(dòng)竟使整體轉(zhuǎn)化率提升了 62%。
這充分彰顯了熱力圖在市場(chǎng)分析中的價(jià)值。尤其是在體驗(yàn)設(shè)計(jì)類工作進(jìn)行產(chǎn)品優(yōu)化時(shí),有了數(shù)據(jù)的有力支撐,產(chǎn)品優(yōu)化將更具說(shuō)服力。
圖片引自網(wǎng)絡(luò) 侵刪
4. 氣象分布
天氣預(yù)報(bào)中的熱力圖是大眾最為熟知的表現(xiàn)形式之一,它基于地理信息,全面展示全國(guó)各地的雨水、溫度等各類天氣的分布情形。如下可看到全國(guó)范圍內(nèi)的降雨量分布。
圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò) 侵刪
以及具體省份中各個(gè)城市的溫度分布。
圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò) 侵刪
5. 城市規(guī)劃
在城市規(guī)劃進(jìn)程中,熱力圖可用于剖析交通流量、人口密度和環(huán)境污染等問(wèn)題。例如,交通流量熱力圖有助于精準(zhǔn)識(shí)別交通擁堵點(diǎn),從而制定更為高效的交通管理方案。
以下是高德開發(fā)平臺(tái)的 DEMO 案例,從中可直觀感受到中間紅色區(qū)域的擁堵指數(shù)頗高,而綠色部分顏色由深至淺的變化,也清晰傳達(dá)了擁堵程度逐漸減弱的信息。
依據(jù)這些數(shù)據(jù),能夠?qū)煌肪€規(guī)劃、公共設(shè)施布局以及環(huán)保措施進(jìn)行優(yōu)化完善。
圖片引自高德平臺(tái)
6. 市場(chǎng)分析
熱力圖在市場(chǎng)分析中能夠清晰展示消費(fèi)者的行為模式與購(gòu)買熱點(diǎn)。
例如,下圖在商超當(dāng)中使用熱力圖,深色區(qū)域表示顧客停留時(shí)間較長(zhǎng),據(jù)此可精準(zhǔn)判斷出顧客最常駐足和購(gòu)買的區(qū)域,進(jìn)而優(yōu)化商品擺放位置,實(shí)現(xiàn)銷售額的顯著提升。
圖片引自網(wǎng)絡(luò) 侵刪
以下這個(gè)數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)源自帆軟(文末提供了地址,可免費(fèi)試用),對(duì)全國(guó)的銷售情況依據(jù)地域進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。
圖片引自帆軟
7. 醫(yī)學(xué)研究
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,熱力圖被用于展示疾病的地理分布以及醫(yī)療資源的利用情況。
借助這些數(shù)據(jù),能夠?qū)残l(wèi)生策略與資源分配進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。例如,流感傳播熱力圖有助于預(yù)測(cè)疫情高發(fā)區(qū)域,以便提前采取防控措施。
圖片引自國(guó)家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心
此外,熱力圖還可用于顯示基因表達(dá)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和代謝通路等生物數(shù)據(jù)的分布與變化,助力研究人員探尋關(guān)鍵的生物過(guò)程與信號(hào)通路,如基因表達(dá)水平、藥物效應(yīng)、病理分布等。
熱力圖能夠協(xié)助研究人員發(fā)現(xiàn)相關(guān)規(guī)律與模式,還可用于剖析醫(yī)學(xué)圖像中的病變區(qū)域,從而輔助醫(yī)生做出更為精準(zhǔn)的診斷。
圖片引自《生信數(shù)據(jù)分析——繪制差異熱圖 》
8. 趨勢(shì)研究
下圖的案例,呈現(xiàn)了日本東京142年里的溫度變化。Y軸是從1880年2010年,每10年一個(gè)區(qū)間,X軸是6月-9月的溫度變化。
可以清晰地看到,在 1880 年至 1920 年期間,高溫紅色區(qū)域占比較小,藍(lán)綠色居多;越接近 2010 年,紅色、橙色區(qū)域面積越大。這表明在每年最熱的 6 – 9 月中,東京的高溫天氣總時(shí)長(zhǎng)呈現(xiàn)逐年上升趨勢(shì)。
這張圖傳達(dá)的核心信息是:東京越來(lái)越熱了。
圖片引自東洋經(jīng)濟(jì)
四、在線繪制熱力圖網(wǎng)站
上文我們了解到熱力圖的概念以及使用范圍,若想進(jìn)一步了解還需要大家動(dòng)手試試。目前熱力圖的實(shí)現(xiàn)方式基本分為以下三種:
- 現(xiàn)成的框架和開源工具
- 第三方服務(wù)
- 自定義開發(fā)
第一種方式對(duì)于學(xué)習(xí)查看而言,成本相對(duì)較高,需要具備一定的代碼相關(guān)知識(shí),更適宜研發(fā)人員;而第二種方式則較為適合新手入門探索。以下是筆者列舉的一些可在線試用的平臺(tái)以及相關(guān)的可視化圖表介紹網(wǎng)站,有助于大家更好地理解熱力圖的概念。
1.熱圖繪制網(wǎng)站
https://www.bioladder.cn/web/#/pro/index
選擇里面的熱力圖模塊,然后通過(guò)上傳數(shù)據(jù),體驗(yàn)熱力圖的可視化呈現(xiàn)效果。
2.高德開放平臺(tái)
https://developer.amap.com/demo/loca-v2/demos/cat-heatmap/heatmap-diff
高德開放平臺(tái)提供第三方服務(wù),集成了各種樣式的可視化案例。本文的諸多案例截圖均來(lái)自于此。大家可在線了解一下高德的DEMO平臺(tái),加深對(duì)于熱力圖的理解。
3.帆軟
帆軟在數(shù)據(jù)可視化這塊也是相當(dāng)專業(yè)。他有配套的免費(fèi)試用平臺(tái),下載后會(huì)提供一個(gè)激活碼,包含了多種類型的數(shù)據(jù)可視,可以點(diǎn)擊看看里面相關(guān)的熱力板塊。
4.百度在線體驗(yàn)DEMO
https://#baidu.com/main/overview/demo/overview/index
這是一個(gè)后臺(tái)流量監(jiān)控的DEMO平臺(tái),里面有部分模塊的數(shù)據(jù)分析用到了熱力,這也是本文所闡釋的很重要的使用場(chǎng)景之一,根據(jù)監(jiān)控進(jìn)行網(wǎng)站分析。
5.阿里云數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)
https://datav.aliyun.com/portal/editor
阿里云的數(shù)據(jù)可視化做的真的很不錯(cuò),不過(guò)需要購(gòu)買后方可體驗(yàn)。該平臺(tái)對(duì)于各種數(shù)據(jù)大屏等都實(shí)現(xiàn)了組件化搭建,拖拖拽拽即可完成一個(gè)可視化界面的展示。
總結(jié)
熱力圖以其高效、直觀的數(shù)據(jù)可視化能力,已成為跨行業(yè)的重要工具。從展示數(shù)據(jù)分布到揭示趨勢(shì)規(guī)律,它助力優(yōu)化用戶體驗(yàn)、提升運(yùn)營(yíng)效率,并提供強(qiáng)大的決策支持。隨著技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,熱力圖的應(yīng)用場(chǎng)景將更加豐富,其潛力也將持續(xù)釋放。
熱力圖讓復(fù)雜數(shù)據(jù)“躍然紙上”,從視覺層面架起了數(shù)據(jù)與決策之間的橋梁,值得每一位數(shù)據(jù)工作者深入探索。
文末,我們用一張圖來(lái)進(jìn)行全文重點(diǎn)知識(shí)的總結(jié):
然而,熱力圖的世界廣袤無(wú)垠,遠(yuǎn)不止于此。不同類型的熱力圖在特定場(chǎng)景下各具優(yōu)勢(shì),而配色的抉擇更是決定一張熱力圖能否清晰準(zhǔn)確傳達(dá)信息的核心要素。
在下一篇文章中,我們將深入探究熱力圖的細(xì)分種類及其適用場(chǎng)景,并分享一些實(shí)用的配色技巧,誠(chéng)邀大家一同開啟這段探索之旅!‘
參考文獻(xiàn)
1.百度統(tǒng)計(jì)熱力圖:點(diǎn)擊熱力圖是什么?
2.MongoDB官網(wǎng)熱力圖趨勢(shì)詳解
https://www.mongodb.com/zh-cn/docs/
3.《生物信息分析之熱圖(Heatmap)》
https://zhuanlan.zhihu.com/p/585512411
4.圖之典熱力圖詳解
http://www.tuzhidian.com/chart?id=5c56e4284a8c5e048189c6fe
5.熱圖分析:畫出用戶的行為
http://22none.com/data-analysis/722475.html
6.Instapage 網(wǎng)站
https://instapage.com/blog/landing-page-heat-map
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