Pandasの散布図

公開日 2024-08-18

参考

Pandasを使わずMatplotlib単体で散布図を出力する場合、Matplotlibの散布図を参照ください。

PandasのDataFrameで散布図をプロットする方法は、以下の2つがあります。

• plot()メソッドにkind='scatter'オプションを渡す。

• plot.scatter()メソッドを使う（メソッドチェーン）。

両者にほぼ違いはありません。この記事では後者を使用します。 なお、PandasのSeriesでは散布図をプロットできません（系列が1つしかないため）。

簡単な例

pandas.DataFrameで散布図をプロットする簡単な例を以下に示します。 plot.scatter()メソッドのx引数に横軸方向のカラム名、y引数に縦軸方向のカラム名をそれぞれ与えます。

import pandas as pd

df = pd.DataFrame(
    [[1, 2, 1], [3, 1, 2], [2, 4, 3], [2, 3, 4]],
    columns=["spam", "ham", "egg"]
)

display(df)
df.plot.scatter(x="spam", y="ham")

	spam	ham	egg
0	1	2	1
1	3	1	2
2	2	4	3
3	2	3	4

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

plot(), plot.scatter()の各メソッドのオプションについては、Pandas グラフ作成の共通設定を参照して下さい。

マーカーの大きさ・形状を変更

マーカーの大きさはsオプションで指定できます。

df.plot.scatter(x="spam", y="ham", s=200)

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

マーカーの形状はmarkerオプションで指定できます。

df.plot.scatter(x="spam", y="ham", marker="v")

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

主なmarkerオプションを以下の表に示します。

marker	説明
o	丸
v	下向き三角
^	上向き三角
<	左向き三角
>	右向き三角
s	四角形(square)
p	五角形(pentagon)
+	+記号
x	x記号
D	ダイヤモンド

その他に指定可能なマーカーの形状については、以下の公式ページを参照ください。

matplotlib.markers — Matplotlib documentation

マーカーの枠線の太さ・色も変更できます。指定できるオプション名を以下の表に示します。

オプション	説明
linewidths	マーカー枠線の太さ
edgecolors	マーカー枠線の色

これらのオプションを使用した例を以下に示します。枠線の色をオレンジ、枠線の太さを3としています。

df.plot.scatter(x="spam", y="ham", s=200, edgecolors="orange", linewidths=3)

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

マーカーの色を変更

マーカーの色はcオプションで指定できます。cオプションで指定できる色の詳細は、Matplotlib 色の書式を参考にして下さい。

df.plot.scatter(x="spam", y="ham", c="green")

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

また、alphaオプションで透明度を変更できます。0から1の範囲を取り、値が小さいほど透明に近づきます。

df.plot.scatter(x="spam", y="ham", alpha=0.5)

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

カラーマップの指定

散布図の各点の色を、DataFrameのカラムの値に合わせて指定できます。cにカラム名を、colormapにカラーマップを指定します。

df.plot.scatter(x="spam", y="ham", c="egg", colormap='viridis')

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

指定可能なカラーマップについては、Matplotlibのカラーマップを参照下さい。

また、表示するカラーマップの範囲を固定したい場合、最小値と最大値をそれぞれvmin, vmaxで指定します。

df.plot.scatter(x="spam", y="ham", c="egg", colormap='viridis', vmin=-6, vmax=6)

<Axes: xlabel='spam', ylabel='ham'>

複数系列の散布図

散布図に系列を追加したい場合、少し工夫が必要になります。 pandas.DataFrameのplot.scatter()メソッド自体には複数系列を扱う機能がありません。 そこで、Matplotlibと連携させます。

以下に例を示します。 DataFrameを2つ用意し、それぞれMatplotlibで作成したグラフにプロットします。 具体的には、Axesオブジェクト（以下のaxes）を、各DataFrameのplot.scatter()メソッドのax引数に渡します。 さらに、cオプションで色を変更し、labelオプションで凡例に表示する系列名を与えます。

import matplotlib.pyplot as plt

# 新しいDataFrameを用意します（緑色でプロットする）
new_df = pd.DataFrame(
    [[1, 1], [2, 2], [3, 3], [4, 4]],
    columns=["spam", "ham"]
)

fig, axes = plt.subplots()
df.plot.scatter(x="spam", y="ham", ax=axes, c="blue", label="df")
new_df.plot.scatter(x="spam", y="ham", ax=axes, c="green", label="new_df")
axes.legend()
plt.show()