最好用的 20 款数据可视化工具
程序员文章站
2022-03-03 18:24:55
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数据可视化可以让数据更加直观，为开发者做出正确决策奠定基础。本文将介绍20款不同的数据可视化工具，从简单列表到复杂表格，再到地图和信息图表。这些工具中大部分都是免费的，希望能够为你带来帮助。
一、入门级
首先，我们来看看你所熟知的工具，它们可能会有意想不到的用途。如果你是刚刚入门，那么首先要知道这些工具。
1、Excel
事实上运用Excel你可以运算很复杂的数据，比如从单元格的热图到散点图。作为一款入门级的工具，它可以快速搜索数据，或者为内部使用创建可视化数据，但由于默认设置了颜色、线条和风格，使其难以创建用于某些专业刊物或网站的图形。尽管如此，我仍然推荐你使用Excel。
Excel是微软办公套件中的一种工具，如果你没有它的话，其他工具也可以实现类似的功能，比如Google Docs和Google Drive。
2、CSV/JSON
CSV（逗号分隔值）和JSON（JavaScript对象符号）不算是一种可视化工具，但它们是基本数据格式。你需要了解它们的结构，知道如何获取数据。以下提到的工具包所支持的数据格式，至少包含它们中的1至2个。
二、网络数据可视化
3、Google Chart API
部分静态图像工具包已不再被人们使用，Google图表工具网站现在只提供动态图表工具。这些工具功能强大，并且所有浏览器都支持SVG、canvas和 VML。但有一个严重的问题，它们是在客户端上生成的，如果设备上不支持JavaScript、非联网状态使用或者用不同格式保存，都会引发问题。而静态图像则不会有这些问题。
然而，API拥有所有的功能，包括条形图、折线图、地图，甚至是QR代码。你可以根据实际所需，通过Google查找到合适的可视化图形，而不需要特殊定制。作为一个起点，这是一个非常棒的工具。
4、Flot（浮悬）
浮悬是一个很棒的线图和条形图创建工具，可以运用于支持canvas的所有浏览器——意味着大多数主流浏览器。这是一个jQuery库，如果你已经熟悉jQuery，你就可以容易的对图像进行回调、风格和行为操作。
浮悬的优点是你可以访问大量的调用函数，这样就可以运行你自己的代码。设定一种风格，可以让在用户悬停鼠标、点击、移开鼠标时展示不同的效果。比起其他制图工具，浮悬给予你更多的灵活空间。浮悬提供的选项不多，但它可以很好地执行常见的功能。
5、Raphaël（拉斐尔）
拉斐尔是另一种很棒的JavaScript库，用于创建图表和图形。与其他库最大的区别在于，它着重于SVG和VML输出形式。这有优点也有缺点。由于 SVG是矢量格式，在任何分辨率下看上去都很好，但它为每个元素创建了一个DOM节点，这个过程要比通过canvas创建栅格化图像要慢一点。不过，好处是你可以针对每个DOM元素操作、添加事件，就像HTML一样。网页有大量的演示拉斐尔如何轻易的创建通用表格和图形，正因为它可以任意呈现SVG，它可以创建非常复杂的可视化效果，你就不必使用其他插图或者矢量绘图工具了。
6、D3
D3（数据驱动文件）是另外一种支持SVG渲染的JavaScript库。不仅可以创建简单的条形图和折线图，还可以完成更复杂的Voronoi图、树图、圆形集图和字符云。用D3可以做出复杂的交互，但不意味着必须使用它。选择正确的工具把图像鲜明的展示出来是非常重要的。
7、Visual.ly
如果你需要用到信息图表，而非数据可视化图形，那么正要介绍的这款工具能帮到你的忙。Visual.ly是非常流行好用的。网络上经常用到信息图表设计，它提供了一个模板选项，将图表链接到你的Facebook或Twitter账户，还能显示可爱的卡通背景。虽然用途有限，但它是一个很有用的灵感来源。
三、交互式GUI控件
如果把数据可视化和GUI控件结合起来时，会达到怎样的效果？随着在线可视化的发展，按钮、下拉和滑块演变成更复杂的界面元素，使你扩展内容，同时改变输入参数和数据。控件和内容合为一体。下面介绍到的工具可以帮助你探索这种可行性。
8、Crossfilter
我们构建更复杂的工具，使客户能够快速查看到各类数据。Crossfilter是一种JavaScript库，它可以完成上述所有的内容。显示数据的时候，你还可以限制一个范围，同时，还能查看其它链接图表。
9、Tangle
Tangle 使控件和内容之间的界限变得模糊。当你尝试描述一个复杂的相互作用或方程式时，想让用户调整输入值，并让输出结果提供一种强大的控制方式来探索数据。用JavaScript库Tangle就可以完成。拖动即可增加或减少变量值的大小，并能够看到附图表格自动随之变化，效果很神奇。
四、地图
地图在网络上非常难用，Google Maps打翻了在线地图如何工作的先入为主的观念。随后，谷歌发布了地图API，它允许任何开发人员在自己的网站中嵌入谷歌地图。从那时起，市场成熟了许多。如果你正寻找在项目中嵌入自定义地图的解决方案，目前已有不少的选择，关键在于选择最合适的。
10、Modest Maps
Modest Maps是一个微小的地图库，只有10KB大小，它是本文介绍的所有工具中最小的一个。这使得它的基本形式非常有限，但不要小看它，装上一些扩展，类似于Wax，该工具就会变得非常强大。已有的产品包括Stamen、Bloom、MapBox等。
11、Leaflet
Leaflet是由 CloudMade 团队开发的一种微小的地图框架，小巧而轻便，用来创建对移动页面友好的地图应用。Leaflet和Modest Maps都是开源的，你可以根据自己网站的需求灵活运用它们。该工具有强大的备份功能，你不用担心它们会消失不见。
12、Polymaps
Polymaps也是一种地图库，可直接用于数据可视化。Polymaps还是一个强大的资源库，类似于CSS选择器，允许创建独特的地图风格。
13、OpenLayers
OpenLayers或许是最强大的地图库。虽然文档不多，操作难度高，但其在某些运用方面没有其他工具可与之相比。当你需要用到一个非常特殊的工具，而其他库没有提供的时候，就可以选择OpenLayers了。
14、Kartogragh
Kartogragh中的标记线重新定义了地图。我们已经习惯了Mercator projection（墨卡托投影），但Kartogragh提供了更多的选择。如果你不是在处理世界范围的数据，且希望把你的地图放在定义框内，那么运用Kartogragh可以使你的设计脱颖而出。
15、CartoDB
CartoDB可以轻易的结合表格数据与地图。比如，当你输入一个地址字符串，它就可以转换为经度和纬度，还可以在地图上标示出来。它有五个免费的表，其他的需要按月度付费使用。
五、数据可视化进阶工具
如果你想做高水平的数据可视化，那么除了简单基于网页的工具，你还需要更有用的东西，包括桌面应用程序和编程环境。
16、Processing
Processing可谓是交互式可视化处理的模范工具，它能让你使用更简单的代码，再循序编译成Java。Processing.js工具可以使你的网页在没有Java应用程序的情况下运用Processing，其Objective-C端口使你能够在iOS平台上使用它。它是一个可以运用在所有平台上的桌面应用，近几年来网上已经有大量实例和代码了。
17、NodeBox
NodeBox是一个OS X应用程序，用来创建二维图形和数据可视化。你需要掌握Python代码，除此之外，它可以简单快速的调整变量，并立即看到结果。有点类似于Processing，但NodeBox没有互动性。
六、专业工具
除了以上介绍的几种简单工具外，还有比较专业的数据处理工具，供专业人士使用。行业标准的工具，例如SPSS和SAS，需要昂贵的订购费用，所以一般只有大型和学术机构能够使用它们。我们将要介绍的工具，可供免费使用，而且功能强大。这些开源软件非常好用，并且有强大的插件和支持。
18、R
有多少款软件是自带搜索引擎的呢？R是一种非常复杂的软件，是用于分析大型数据集的统计数据包，拥有强大的社区和库，需要花一定时间掌握。R是本文介绍所有工具中最难学习的工具，当你掌握以后，你就会有自豪感。
19、Weka
程度再加深一点，当你达到专家水平时，你就需要扩展能力，不仅仅是创建数据可视化，还要学会数据挖掘技术。Weka用于各种属性的数据分类和聚类，以便能够很好的进行数据浏览。此外，它还能够生成简单的平面图。
20、Gephi
人们谈论关联性、社交图和相关关系的时候，通常指的是同一个网络连接内相互有关系的两个节点。这里的节点可能是公司中的某个人，文件中的单词或者是足球比赛中的传球员，但原理是一样的。Gephi是基于图表可视化的数据浏览器，不仅可以压缩大型数据集，创建出漂亮的可视化效果，还支持清除和整理数据。
扩展阅读：
一、入门级
首先，我们来看看你所熟知的工具，它们可能会有意想不到的用途。如果你是刚刚入门，那么首先要知道这些工具。
1、Excel
事实上运用Excel你可以运算很复杂的数据，比如从单元格的热图到散点图。作为一款入门级的工具，它可以快速搜索数据，或者为内部使用创建可视化数据，但由于默认设置了颜色、线条和风格，使其难以创建用于某些专业刊物或网站的图形。尽管如此，我仍然推荐你使用Excel。
Excel是微软办公套件中的一种工具，如果你没有它的话，其他工具也可以实现类似的功能，比如Google Docs和Google Drive。
2、CSV/JSON
CSV（逗号分隔值）和JSON（JavaScript对象符号）不算是一种可视化工具，但它们是基本数据格式。你需要了解它们的结构，知道如何获取数据。以下提到的工具包所支持的数据格式，至少包含它们中的1至2个。
二、网络数据可视化
3、Google Chart API
部分静态图像工具包已不再被人们使用，Google图表工具网站现在只提供动态图表工具。这些工具功能强大，并且所有浏览器都支持SVG、canvas和 VML。但有一个严重的问题，它们是在客户端上生成的，如果设备上不支持JavaScript、非联网状态使用或者用不同格式保存，都会引发问题。而静态图像则不会有这些问题。
然而，API拥有所有的功能，包括条形图、折线图、地图，甚至是QR代码。你可以根据实际所需，通过Google查找到合适的可视化图形，而不需要特殊定制。作为一个起点，这是一个非常棒的工具。
4、Flot（浮悬）
浮悬是一个很棒的线图和条形图创建工具，可以运用于支持canvas的所有浏览器——意味着大多数主流浏览器。这是一个jQuery库，如果你已经熟悉jQuery，你就可以容易的对图像进行回调、风格和行为操作。
浮悬的优点是你可以访问大量的调用函数，这样就可以运行你自己的代码。设定一种风格，可以让在用户悬停鼠标、点击、移开鼠标时展示不同的效果。比起其他制图工具，浮悬给予你更多的灵活空间。浮悬提供的选项不多，但它可以很好地执行常见的功能。
5、Raphaël（拉斐尔）
拉斐尔是另一种很棒的JavaScript库，用于创建图表和图形。与其他库最大的区别在于，它着重于SVG和VML输出形式。这有优点也有缺点。由于 SVG是矢量格式，在任何分辨率下看上去都很好，但它为每个元素创建了一个DOM节点，这个过程要比通过canvas创建栅格化图像要慢一点。不过，好处是你可以针对每个DOM元素操作、添加事件，就像HTML一样。网页有大量的演示拉斐尔如何轻易的创建通用表格和图形，正因为它可以任意呈现SVG，它可以创建非常复杂的可视化效果，你就不必使用其他插图或者矢量绘图工具了。
6、D3
D3（数据驱动文件）是另外一种支持SVG渲染的JavaScript库。不仅可以创建简单的条形图和折线图，还可以完成更复杂的Voronoi图、树图、圆形集图和字符云。用D3可以做出复杂的交互，但不意味着必须使用它。选择正确的工具把图像鲜明的展示出来是非常重要的。
7、Visual.ly
如果你需要用到信息图表，而非数据可视化图形，那么正要介绍的这款工具能帮到你的忙。Visual.ly是非常流行好用的。网络上经常用到信息图表设计，它提供了一个模板选项，将图表链接到你的Facebook或Twitter账户，还能显示可爱的卡通背景。虽然用途有限，但它是一个很有用的灵感来源。
三、交互式GUI控件
如果把数据可视化和GUI控件结合起来时，会达到怎样的效果？随着在线可视化的发展，按钮、下拉和滑块演变成更复杂的界面元素，使你扩展内容，同时改变输入参数和数据。控件和内容合为一体。下面介绍到的工具可以帮助你探索这种可行性。
8、Crossfilter
我们构建更复杂的工具，使客户能够快速查看到各类数据。Crossfilter是一种JavaScript库，它可以完成上述所有的内容。显示数据的时候，你还可以限制一个范围，同时，还能查看其它链接图表。
9、Tangle
Tangle 使控件和内容之间的界限变得模糊。当你尝试描述一个复杂的相互作用或方程式时，想让用户调整输入值，并让输出结果提供一种强大的控制方式来探索数据。用JavaScript库Tangle就可以完成。拖动即可增加或减少变量值的大小，并能够看到附图表格自动随之变化，效果很神奇。
四、地图
地图在网络上非常难用，Google Maps打翻了在线地图如何工作的先入为主的观念。随后，谷歌发布了地图API，它允许任何开发人员在自己的网站中嵌入谷歌地图。从那时起，市场成熟了许多。如果你正寻找在项目中嵌入自定义地图的解决方案，目前已有不少的选择，关键在于选择最合适的。
10、Modest Maps
Modest Maps是一个微小的地图库，只有10KB大小，它是本文介绍的所有工具中最小的一个。这使得它的基本形式非常有限，但不要小看它，装上一些扩展，类似于Wax，该工具就会变得非常强大。已有的产品包括Stamen、Bloom、MapBox等。
11、Leaflet
Leaflet是由 CloudMade 团队开发的一种微小的地图框架，小巧而轻便，用来创建对移动页面友好的地图应用。Leaflet和Modest Maps都是开源的，你可以根据自己网站的需求灵活运用它们。该工具有强大的备份功能，你不用担心它们会消失不见。
12、Polymaps
Polymaps也是一种地图库，可直接用于数据可视化。Polymaps还是一个强大的资源库，类似于CSS选择器，允许创建独特的地图风格。
13、OpenLayers
OpenLayers或许是最强大的地图库。虽然文档不多，操作难度高，但其在某些运用方面没有其他工具可与之相比。当你需要用到一个非常特殊的工具，而其他库没有提供的时候，就可以选择OpenLayers了。
14、Kartogragh
Kartogragh中的标记线重新定义了地图。我们已经习惯了Mercator projection（墨卡托投影），但Kartogragh提供了更多的选择。如果你不是在处理世界范围的数据，且希望把你的地图放在定义框内，那么运用Kartogragh可以使你的设计脱颖而出。
15、CartoDB
CartoDB可以轻易的结合表格数据与地图。比如，当你输入一个地址字符串，它就可以转换为经度和纬度，还可以在地图上标示出来。它有五个免费的表，其他的需要按月度付费使用。
五、数据可视化进阶工具
如果你想做高水平的数据可视化，那么除了简单基于网页的工具，你还需要更有用的东西，包括桌面应用程序和编程环境。
16、Processing
Processing可谓是交互式可视化处理的模范工具，它能让你使用更简单的代码，再循序编译成Java。Processing.js工具可以使你的网页在没有Java应用程序的情况下运用Processing，其Objective-C端口使你能够在iOS平台上使用它。它是一个可以运用在所有平台上的桌面应用，近几年来网上已经有大量实例和代码了。
17、NodeBox
NodeBox是一个OS X应用程序，用来创建二维图形和数据可视化。你需要掌握Python代码，除此之外，它可以简单快速的调整变量，并立即看到结果。有点类似于Processing，但NodeBox没有互动性。
六、专业工具
除了以上介绍的几种简单工具外，还有比较专业的数据处理工具，供专业人士使用。行业标准的工具，例如SPSS和SAS，需要昂贵的订购费用，所以一般只有大型和学术机构能够使用它们。我们将要介绍的工具，可供免费使用，而且功能强大。这些开源软件非常好用，并且有强大的插件和支持。
18、R
有多少款软件是自带搜索引擎的呢？R是一种非常复杂的软件，是用于分析大型数据集的统计数据包，拥有强大的社区和库，需要花一定时间掌握。R是本文介绍所有工具中最难学习的工具，当你掌握以后，你就会有自豪感。
19、Weka
程度再加深一点，当你达到专家水平时，你就需要扩展能力，不仅仅是创建数据可视化，还要学会数据挖掘技术。Weka用于各种属性的数据分类和聚类，以便能够很好的进行数据浏览。此外，它还能够生成简单的平面图。
20、Gephi
人们谈论关联性、社交图和相关关系的时候，通常指的是同一个网络连接内相互有关系的两个节点。这里的节点可能是公司中的某个人，文件中的单词或者是足球比赛中的传球员，但原理是一样的。Gephi是基于图表可视化的数据浏览器，不仅可以压缩大型数据集，创建出漂亮的可视化效果，还支持清除和整理数据。
扩展阅读：
- 提供大量数据可视化的实例和灵感的博客：vizualize.tumblr.com
- 尼古拉斯•费尔顿的博客：feltron.tumblr.com
- Processing工具创始人：benfry.com/writing
- Stamen Design：stamen.com
- 最新潮数据可视化设计，提供在线视频观看：Eyeo Festival