色块图

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色块图的简介

典型的色块图，是一种使用颜色编码数值数据的可视化图表。它将矩形区域划分为网格，每个网格单元代表一组分类数据的交叉点，通过颜色的深浅表示数值的大小。与热力图不同，色块图通常用于显示离散分类数据之间的关系，而不是连续的数据分布。

色块图特别适合展示多个分类变量之间的关系和模式，例如不同时间段内不同产品的销售额、不同地区不同年份的气温变化等。通过颜色编码，用户可以快速识别出数据集中的高低值区域和整体分布模式。

需要注意的是，当色块图中的分类过多时，可能会导致标签重叠和可读性下降的问题，下面我们会举例说明。

英文名：Color Map, Color Block Chart

色块图的构成

基础色块图

图表类型	基础色块图
适合的数据	具有两个分类维度和一个数值维度的数据集
功能	展示两个分类维度和一个数值变量之间的关系
数据与图形的映射	两个分类数据维度映射到网格的行和列数值数据映射到颜色深浅可以添加文本标签显示具体数值
适合的数据条数	每个维度通常不超过 20 个分类，总单元格数建议不超过 400 个

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

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

chart.options({
  type: 'cell',
  autoFit: true,
  data: [
    { month: '一月', product: '产品A', sales: 123 },
    { month: '一月', product: '产品B', sales: 231 },
    { month: '一月', product: '产品C', sales: 145 },
    { month: '二月', product: '产品A', sales: 132 },
    { month: '二月', product: '产品B', sales: 112 },
    { month: '二月', product: '产品C', sales: 178 },
    { month: '三月', product: '产品A', sales: 99 },
    { month: '三月', product: '产品B', sales: 288 },
    { month: '三月', product: '产品C', sales: 133 },
    { month: '四月', product: '产品A', sales: 181 },
    { month: '四月', product: '产品B', sales: 223 },
    { month: '四月', product: '产品C', sales: 141 },
    { month: '五月', product: '产品A', sales: 152 },
    { month: '五月', product: '产品B', sales: 219 },
    { month: '五月', product: '产品C', sales: 109 },
    { month: '六月', product: '产品A', sales: 167 },
    { month: '六月', product: '产品B', sales: 187 },
    { month: '六月', product: '产品C', sales: 255 },
  ],
  coordinate: {
    type: 'cartesian',
  },
  legend: {
    color: {
      position: 'right',
      flipPage: false,
    },
  },
  scale: {
    color: {
      palette: 'rdBu',
      offset: (t) => 1 - t,
    },
  },
  encode: {
    x: 'month',
    y: 'product',
    color: 'sales',
    link: 'sales',
  },
  style: {
    inset: 1,
  },
  labels: [
    {
      text: 'sales',
      style: {
        fill: (d) => (d.sales > 200 ? '#fff' : '#000'),
      },
    },
  ],
});

chart.render();

带条件格式的色块图

图表类型	带条件格式的色块图
适合的数据	需要突出显示特定阈值或范围的数据集
功能	根据数据值的不同范围应用不同的颜色编码，突出显示关键数据点
数据与图形的映射	除基础色块图的映射外，还可以添加自定义的颜色区间和边界标记
使用建议	为不同颜色区间添加清晰的图例说明使用对比鲜明的颜色表示不同的数据状态避免使用过多的颜色区间造成混淆

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

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

const data = [
  { month: '一月', product: '产品A', sales: 123, target: 150 },
  { month: '一月', product: '产品B', sales: 231, target: 200 },
  { month: '一月', product: '产品C', sales: 145, target: 150 },
  { month: '二月', product: '产品A', sales: 132, target: 150 },
  { month: '二月', product: '产品B', sales: 112, target: 200 },
  { month: '二月', product: '产品C', sales: 178, target: 150 },
  { month: '三月', product: '产品A', sales: 99, target: 150 },
  { month: '三月', product: '产品B', sales: 288, target: 200 },
  { month: '三月', product: '产品C', sales: 133, target: 150 },
  { month: '四月', product: '产品A', sales: 181, target: 150 },
  { month: '四月', product: '产品B', sales: 223, target: 200 },
  { month: '四月', product: '产品C', sales: 141, target: 150 },
  { month: '五月', product: '产品A', sales: 152, target: 150 },
  { month: '五月', product: '产品B', sales: 219, target: 200 },
  { month: '五月', product: '产品C', sales: 109, target: 150 },
  { month: '六月', product: '产品A', sales: 167, target: 150 },
  { month: '六月', product: '产品B', sales: 187, target: 200 },
  { month: '六月', product: '产品C', sales: 255, target: 150 },
];

// 计算每个单元格的性能状态
const processedData = data.map((d) => ({
  ...d,
  // 计算与目标的比例
  performance: d.sales / d.target,
  // 添加状态标签
  status:
    d.sales < d.target * 0.8
      ? '不达标'
      : d.sales < d.target
      ? '接近目标'
      : d.sales < d.target * 1.2
      ? '达标'
      : '超额完成',
}));

chart.options({
  type: 'cell',
  autoFit: true,
  data: processedData,
  coordinate: {
    type: 'cartesian',
  },
  legend: {
    color: {
      position: 'right',
      flipPage: false,
    },
  },
  scale: {
    color: {
      type: 'threshold',
      domain: [0.8, 1, 1.2],
      range: ['#F4664A', '#FAAD14', '#30BF78', '#0891B2'],
    },
  },
  encode: {
    x: 'month',
    y: 'product',
    color: 'performance',
  },
  style: {
    inset: 1,
  },
  labels: [
    {
      text: (d) => `${d.sales}/${d.target}`,
      style: {
        fill: (d) => (d.performance > 0.95 ? '#fff' : '#000'),
        textAlign: 'center',
        fontSize: 11,
      },
    },
  ],
});

chart.render();

色块图的应用场景

适合的场景

例子 1: 杭州地铁票价图

下图是模拟的杭州地铁票价图。这个色块图展示了不同地铁站点之间的票价关系，通过颜色深浅表示不同的票价级别。可以快速识别票价区间以及任意两站间的出行成本。

from（起点）	to（终点）	price（票价）
湘湖	滨和路	2
湘湖	西兴	3
…	…	…

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

const chart = new Chart({
  container: 'container',
  theme: 'classic',
  height: 500,
});

// 地铁1号线站点
const sites = [
  '湘湖',
  '滨康路',
  '西兴',
  '滨和路',
  '江陵路',
  '近江',
  '婺江路',
  '城站',
  '定安路',
  '龙翔桥',
  '凤起路',
  '武林广场',
  '西湖文化广场',
  '打铁关',
  '火车东站',
  '闸弄口',
  '彭埠',
  '七堡',
  '九和路',
  '九堡',
  '客运中心',
  '下沙西',
  '金沙湖',
  '高沙路',
  '文泽路',
];

// 生成地铁票价数据
const data = [];
for (let i = 0; i < sites.length; i++) {
  for (let j = sites.length - 1; j >= i; j--) {
    let price = 0;
    const step = Math.abs(j - i);
    if (step <= 2) {
      price = 2;
    } else if (step <= 4) {
      price = 3;
    } else if (step <= 7) {
      price = 4;
    } else if (step <= 13) {
      price = 5;
    } else if (step <= 16) {
      price = 6;
    } else if (step <= 21) {
      price = 7;
    } else {
      price = 8;
    }
    data.push({ from: sites[i], to: sites[j], price: price });
  }
}

chart.options({
  type: 'cell',
  autoFit: true,
  data,
  coordinate: {
    type: 'cartesian',
  },
  legend: {
    color: {
      position: 'right',
      title: '票价（元）',
      flipPage: false,
    },
  },
  scale: {
    color: {
      domain: [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8],
      range: [
        '#ffffcc',
        '#c7e9b4',
        '#7fcdbb',
        '#41b6c4',
        '#2c7fb8',
        '#253494',
        '#081d58',
      ],
    },
    from: {
      values: sites,
    },
    to: {
      values: sites.slice().reverse(),
    },
  },
  axis: {
    x: {
      title: false,
      grid: false,
      tickLine: false,
      labelRotate: -Math.PI / 4,
      labelOffset: 5,
    },
    y: {
      title: false,
      grid: false,
      tickLine: false,
    },
  },
  encode: {
    x: 'from',
    y: 'to',
    color: 'price',
  },
  style: {
    inset: 1,
    stroke: '#fff',
    strokeWidth: 1,
  },
  labels: [
    {
      text: 'price',
      style: {
        fill: (d) => (d.price > 5 ? '#fff' : '#000'),
        textAlign: 'center',
        fontSize: 10,
      },
    },
  ],
});

chart.render();

分析：

站名映射到了 x、y 轴，以确定位置
票价映射到颜色深浅
票价数据是模拟的，仅表示大概情况
色块图便于快速识别票价区间和站点间的出行成本

例子 2: 考试成绩分析

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

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

const students = [
  '张三',
  '李四',
  '王五',
  '赵六',
  '钱七',
  '孙八',
  '周九',
  '吴十',
];
const subjects = ['语文', '数学', '英语', '物理', '化学', '生物'];

// 生成成绩数据
const data = [];
students.forEach((student) => {
  subjects.forEach((subject) => {
    // 随机生成50-100之间的成绩
    const score = Math.floor(Math.random() * 51) + 50;
    data.push({
      student,
      subject,
      score,
    });
  });
});

chart.options({
  type: 'cell',
  autoFit: true,
  data,
  coordinate: {
    type: 'cartesian',
  },
  legend: {
    color: {
      position: 'right',
      flipPage: false,
      title: '分数',
    },
  },
  scale: {
    color: {
      domain: [60, 70, 80, 90],
      range: ['#F4664A', '#FAAD14', '#30BF78', '#0891B2', '#5B8FF9'],
    },
  },
  encode: {
    x: 'subject',
    y: 'student',
    color: 'score',
  },
  style: {
    inset: 1,
  },
  labels: [
    {
      text: 'score',
      style: {
        fill: (d) => (d.score > 85 ? '#fff' : '#000'),
        textAlign: 'center',
      },
    },
  ],
});

chart.render();

不适合的场景

例子 1: 数据点过少

当数据集只有少量的分类交叉点时，色块图可能不是最佳选择，这种情况下简单的表格或条形图可能更为直观。

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

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

// 只有很少的数据点
const data = [
  { region: '东部', year: '2022', value: 125 },
  { region: '西部', year: '2022', value: 87 },
];

chart.options({
  type: 'cell',
  autoFit: true,
  data,
  encode: {
    x: 'year',
    y: 'region',
    color: 'value',
  },
  style: {
    inset: 1,
  },
  labels: [
    {
      text: 'value',
    },
  ],
});

chart.render();

这种情况下，使用柱状图会更加直观：

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

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

chart.options({
  type: 'interval',
  autoFit: true,
  data: [
    { region: '东部', year: '2022', value: 125 },
    { region: '西部', year: '2022', value: 87 },
  ],
  encode: {
    x: 'region',
    y: 'value',
    color: 'region',
  },
  labels: [
    {
      text: 'value',
      position: 'top',
    },
  ],
});

chart.render();

例子 2: 需要展示精确趋势变化

当需要展示随时间的精确变化趋势时，色块图不如折线图直观。以下是一个使用色块图展示月度数据变化的例子，但这种情况更适合使用折线图。

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

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

const months = [
  '一月',
  '二月',
  '三月',
  '四月',
  '五月',
  '六月',
  '七月',
  '八月',
  '九月',
  '十月',
  '十一月',
  '十二月',
];
const data = months.map((month, index) => ({
  month,
  metric: '销售额',
  value: 100 + Math.sin(index / 2) * 50 + Math.random() * 10,
}));

chart.options({
  type: 'cell',
  autoFit: true,
  data,
  encode: {
    x: 'month',
    y: 'metric',
    color: 'value',
  },
  style: {
    inset: 1,
  },
  labels: [
    {
      text: (d) => d.value.toFixed(0),
    },
  ],
});

chart.render();

使用折线图更适合展示趋势：

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

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

const months = [
  '一月',
  '二月',
  '三月',
  '四月',
  '五月',
  '六月',
  '七月',
  '八月',
  '九月',
  '十月',
  '十一月',
  '十二月',
];
const data = months.map((month, index) => ({
  month,
  value: 100 + Math.sin(index / 2) * 50 + Math.random() * 10,
}));

chart.options({
  type: 'line',
  autoFit: true,
  data,
  encode: {
    x: 'month',
    y: 'value',
  },
  style: {
    lineWidth: 2,
    point: {
      fill: '#1890ff',
      r: 4,
    },
  },
  labels: [
    {
      text: (d) => d.value.toFixed(0),
      position: 'top',
    },
  ],
});

chart.render();

色块图与其他图表的对比

色块图和热力图、矩形树图

图表类型	主要特点	适用场景	数据要求
色块图	使用规则网格展示两个分类维度的交叉	分类数据之间的关系对比	两个分类维度和一个数值维度
热力图	可以使用连续尺度，展示数据的空间分布	展示空间密度或强度分布	通常需要连续的或近似连续的数据
矩形树图	通过嵌套矩形展示层次结构数据	表示层次数据的比例关系	需要有明确的层次结构

色块图最佳实践

设计建议

颜色选择
- 使用顺序色板表示连续数据的大小变化
- 使用发散色板表示与中心值的偏离程度
- 为颜色添加明确的图例和说明
网格设计
- 保持网格单元大小一致，确保可读性
- 在单元格中添加数值标签，增强精确度
- 考虑在单元格之间添加间距，提高辨识度
标签和交互
- 为重要数据点添加标签
- 添加悬停交互，显示详细信息
- 考虑添加排序功能，便于数据比较

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

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

// 生成示例数据
const rows = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E'];
const cols = ['P1', 'P2', 'P3', 'P4', 'P5', 'P6'];
const data = [];

rows.forEach((row) => {
  cols.forEach((col) => {
    const value = Math.floor(Math.random() * 100);
    const baseline = 50;
    data.push({
      row,
      col,
      value,
      diff: value - baseline,
      performance: value >= baseline ? '达标' : '不达标',
    });
  });
});
console.log('data', data);

chart.options({
  type: 'cell',
  autoFit: true,
  data,
  scale: {
    color: {
      type: 'threshold',
      domain: [0],
      range: ['#2B83BA', '#D7191C'],
    },
  },
  tooltip: {
    title: (d) => `${d.row}-${d.col}`,
    items: [
      { field: 'value', name: '数值' },
      { field: 'diff', name: '与基准差异' },
      { field: 'performance', name: '达标状态' },
    ],
  },
  legend: false,
  interaction: [{ type: 'tooltip' }, { type: 'elementHighlight' }],
  encode: {
    x: 'col',
    y: 'row',
    color: 'diff',
  },
  style: {
    inset: 2,
  },
  labels: [
    {
      text: 'value',
      style: {
        fill: (d) => (Math.abs(d.diff) > 25 ? '#fff' : '#000'),
        textAlign: 'center',
        fontWeight: 'bold',
      },
    },
  ],
});

chart.render();

色块图的扩展

色块图可以通过多种方式进行扩展，使其更适应不同的数据可视化需求：

分层色块图：在传统色块图基础上添加层级结构，使用嵌套矩形表示层次关系。
交互式色块图：增加悬停、点击等交互功能，允许用户探索详细信息。
动态色块图：通过动画展示随时间变化的数据模式，适合时间序列数据的可视化。
带聚类的色块图：结合聚类算法，自动对行或列进行重新排序，以便更容易识别相似模式。
带边界标记的色块图：在特定条件下为色块添加边框或标记，突出显示重要信息。

相似图表

矩形树图

比较类占比类关系类

热力图

分布类比较类

分类

比较类分布类