气泡图

气泡图的简介

气泡图是一种多变量图表，是散点图的变体，也可以认为是散点图和百分比区域图的组合。

气泡图最基本的用法是使用三个值来确定每个数据序列，和散点图一样，气泡图将两个维度的数据值分别映射为笛卡尔坐标系上的坐标点，其中 X 和 Y 轴分别代表不同的两个维度的数据，但是不同于散点图的是，气泡图的每个气泡都有分类信息（他们显示在点旁边或者作为图例）。每一个气泡的面积代表第三个数值数据。另外还可以使用不同的颜色来区分分类数据或者其他的数值数据，或者使用亮度或者透明度。表示时间维度的数据时，可以将时间维度作为直角坐标系中的一个维度，或者结合动画来表现数据随着时间的变化情况。

气泡图通常用于比较和展示不同类别圆点（这里我们称为气泡）之间的关系，通过气泡的位置以及面积大小。从整体上看，气泡图可用于分析数据之间的相关性。

需要注意的是，气泡图的数据大小容量有限，气泡太多会使图表难以阅读。但是可以通过增加一些交互行为弥补：隐藏一些信息，当鼠标点击或者悬浮时显示，或者添加一个选项用于重组或者过滤分组类别。

另外，气泡的大小是映射到面积而不是半径或者直径绘制的。因为如果是基于半径或者直径的话，圆的大小不仅会呈指数级变化，而且还会导致视觉误差。

英文名：Bubble Chart

气泡图的构成

基础气泡图

图表类型	基础气泡图
适合的数据	多维度数据：至少两个连续型数据字段（X、Y 轴）和一个数值型数据字段（气泡大小）
功能	展示多个变量之间的关系，发现数据模式和相关性
数据与图形的映射	两个连续变量映射到 XY 坐标第三个变量映射到气泡的大小可选的分类型变量映射到气泡的颜色或形状
适合的数据条数	通常不超过 100 个数据点，过多会导致图表拥挤
视觉设计建议	使用半透明气泡避免重叠遮挡气泡大小范围应适中，避免过大或过小添加网格线辅助阅读坐标值

对数气泡图

图表类型	对数气泡图
适合的数据	数值范围差异极大的数据集，需要对数变换来展示
功能	处理数据跨度很大的情况，如人口数据、GDP 数据等
数据与图形的映射	与基础气泡图相同，但采用对数比例尺两个连续变量映射到 XY 坐标第三个变量通过对数映射到气泡的大小
使用场景	当数据出现指数增长或数值范围跨越多个数量级时
实现方法	使用`scale: { size: { type: 'log', range: [4, 20] } }`配置对数比例尺
注意事项	应在图例或标签中明确指出使用了对数变换，避免误导读者

气泡图的应用场景

适合的场景

气泡图最适合用于以下几类场景：

多维数据分析 - 当需要同时分析三个或更多变量之间的关系
比较特征聚类 - 发现数据中的分组模式和异常值
资源分配可视化 - 展示多维度指标下的资源分布
风险与机会分析 - 同时考虑多个因素的决策辅助

示例 1: 经济与人口健康指标分析

下图展示了不同国家人均 GDP、预期寿命与人口数量的关系，同时用颜色区分了不同大洲，有效地在一个图表中展现了四个维度的数据。

country（国家）	GDP（人均 GDP）	lifeExpectancy（预期寿命）	population（人口）	continent（大洲）
China	12547	76.9	1403500365	Asia
United States	59532	78.5	321773631	Americas
India	6427	68.3	1324517249	Asia
Japan	38428	83.9	127141000	Asia
Germany	46136	81.0	82695000	Europe
…	…	…	…	…

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
  theme: 'classic',
});

chart.options({
  type: 'point',
  autoFit: true,
  data: {
    type: 'fetch',
    value: 'https://gw.alipayobjects.com/os/antvdemo/assets/data/bubble.json',
  },
  encode: {
    x: 'GDP',
    y: 'LifeExpectancy',
    size: 'Population',
    color: 'continent',
    shape: 'point',
  },
  scale: {
    size: { type: 'log', range: [4, 20] },
  },
  style: {
    fillOpacity: 0.3,
    lineWidth: 1,
  },
  legend: {
    size: false,
  },
});

chart.render();

分析：

GDP 字段映射到 X 轴，表示国家人均 GDP，可以看出发达国家集中在右侧
LifeExpectancy 字段映射到 Y 轴，表示国民预期寿命，能够观察到人均 GDP 与预期寿命有正相关性
Population 字段映射到气泡大小，通过对数比例尺处理，使得中国、印度等人口大国清晰可见
continent 字段映射到颜色，可以看出不同大洲国家的聚类分布

洞察：通过此图，我们可以直观地观察到:

经济水平与健康水平的正相关关系
人口规模与经济发展之间并无必然联系
不同大洲国家的发展模式存在差异

不适合的场景

例子 1: 数据点过多或气泡重叠过度

当数据点超过 100 个或气泡严重重叠时，气泡图可能变得混乱难以阅读。在这种情况下，可以考虑使用热力图或分面图表。

以下是一个包含大量数据点的气泡图示例，可以看到随着数据点的增加，气泡之间的重叠让图表变得难以解读：

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
  theme: 'classic',
});

// 生成200个随机数据点
const data = Array.from({ length: 200 }, () => ({
  x: Math.random() * 100,
  y: Math.random() * 100,
  size: Math.random() * 20 + 5,
  category: ['A', 'B', 'C', 'D'][Math.floor(Math.random() * 4)],
}));

chart.options({
  type: 'point',
  autoFit: true,
  data,
  encode: {
    x: 'x',
    y: 'y',
    size: 'size',
    color: 'category',
  },
  style: {
    fillOpacity: 0.3,
    lineWidth: 1,
  },
});

chart.render();

例子 2: 只有两个变量需要比较

当只需比较两个变量之间的关系时，散点图比气泡图更简洁有效。气泡图的第三个变量（气泡大小）如果没有必要，反而会增加认知负担。

例子 3: 展示趋势变化的时序数据

气泡图不适合展示时序趋势数据。对于需要展示随时间变化趋势的数据，折线图或面积图是更好的选择。

下面是一个不使用气泡图而使用折线图展示时序数据的例子：

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
  theme: 'classic',
});

chart.options({
  type: 'line',
  autoFit: true,
  data: [
    { day: '2015/9/1', share: 10, volume: 1200 },
    { day: '2015/9/5', share: 20, volume: 2100 },
    { day: '2015/9/10', share: 32, volume: 3400 },
    { day: '2015/9/15', share: 45, volume: 2900 },
    { day: '2015/9/20', share: 51, volume: 4100 },
    { day: '2015/9/25', share: 45, volume: 3800 },
    { day: '2015/9/30', share: 40, volume: 2700 },
  ],
  encode: { x: 'day', y: 'share' },
  axis: {
    y: {
      title: '股价',
    },
    x: {
      title: '日期',
    },
  },
  style: {
    lineWidth: 3,
  },
});

chart.render();

如果确实需要在时序数据中加入第三个维度的信息，可以使用带有大小编码的时间序列气泡图：

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
  theme: 'classic',
});

chart.options({
  type: 'point',
  autoFit: true,
  data: [
    { day: '2015/9/1', share: 10, volume: 1200 },
    { day: '2015/9/5', share: 20, volume: 2100 },
    { day: '2015/9/10', share: 32, volume: 3400 },
    { day: '2015/9/15', share: 45, volume: 2900 },
    { day: '2015/9/20', share: 51, volume: 4100 },
    { day: '2015/9/25', share: 45, volume: 3800 },
    { day: '2015/9/30', share: 40, volume: 2700 },
  ],
  encode: {
    x: 'day',
    y: 'share',
    size: 'volume',
  },
  scale: {
    size: { range: [10, 40] },
  },
  style: {
    fillOpacity: 0.6,
    stroke: '#1890ff',
    fill: '#1890ff',
  },
  axis: {
    y: { title: '股价' },
    x: { title: '日期' },
  },
});

chart.render();

气泡图与其他图表的对比

气泡图和散点图、热力图

图表类型	主要特点	适用场景	数据维度
气泡图	通过点的大小编码额外维度	多变量关系分析	3-4 个变量(X、Y、大小、颜色)
散点图	仅展示点的位置	二维相关性分析	2-3 个变量(X、Y、颜色)
热力图	通过颜色深浅展示密度或量值	展示分布密度	3 个变量(X、Y、颜色强度)

气泡图和散点地图、气泡地图

图表类型	坐标系统	数据约束	应用场景
气泡图	抽象坐标系	可使用任意数值作为 XY 坐标	多维数据关系可视化
气泡地图	地理坐标系	点位置受地理坐标约束	地理数据中多变量分析
散点地图	地理坐标系	点位置受地理坐标约束	地理位置的简单分布

气泡图最佳实践

设计建议

气泡大小选择
- 设置合适的气泡大小范围，避免过大导致重叠，或过小导致难以辨认
- 使用半透明填充色，降低重叠区域的视觉干扰
数据处理
- 当气泡大小差异过大时，考虑使用对数比例尺
- 适当筛选数据，避免图表过于拥挤
标签和交互
- 添加悬停交互，显示详细数据信息
- 对重要数据点添加标签，但避免标签过多造成混乱

代码示例：添加悬停交互的气泡图

import { Chart } from '@antv/g2';

const chart = new Chart({
  container: 'container',
  theme: 'classic',
});

chart.options({
  type: 'point',
  autoFit: true,
  data: [
    { x: 10, y: 20, size: 20, category: 'A', name: '项目1' },
    { x: 20, y: 40, size: 35, category: 'A', name: '项目2' },
    { x: 30, y: 30, size: 15, category: 'B', name: '项目3' },
    { x: 40, y: 60, size: 40, category: 'B', name: '项目4' },
    { x: 50, y: 50, size: 25, category: 'C', name: '项目5' },
  ],
  encode: {
    x: 'x',
    y: 'y',
    size: 'size',
    color: 'category',
    shape: 'point',
  },
  style: {
    fillOpacity: 0.6,
    lineWidth: 1,
  },
  tooltip: {
    items: [
      { field: 'name', name: '项目名称' },
      { field: 'x', name: 'X值' },
      { field: 'y', name: 'Y值' },
      { field: 'size', name: '大小' },
    ],
  },
  interaction: [{ type: 'tooltip' }, { type: 'elementHighlight' }],
});

chart.render();

相似图表

带气泡的地图

地图类比较类

分类

分布类关系类