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【原】如何優(yōu)雅的使用Excel作出高大上的圖片

 解螺旋 2020-08-27

解螺旋公眾號·陪伴你科研的第2200天

Excel繪制弦圖、標(biāo)準(zhǔn)化熱圖、相關(guān)性系數(shù)圖、地圖、Cleveland圖全在行！
幾乎所有人電腦上都安裝有Excel。微軟花了20年時間耗費數(shù)億美金將Excel打造為人類辦公軟件精華，其功能強(qiáng)大到“令人發(fā)指”！

那么號稱除了不能給你生孩子外其他的事情都能干的Excel表格到底能繪制哪些高大上的圖形呢？ 舉幾個例子，下圖是Excel繪制的Z score標(biāo)準(zhǔn)化熱圖、相關(guān)性系數(shù)圖、GO富集弦圖與地圖：

Excel可以繪制出不遜于編程與其他專業(yè)軟件的圖形效果，還能夠?qū)С鲞m合發(fā)表的高分辨圖片。此外Excel還能夠?qū)崿F(xiàn)一些常用軟件不能繪制的圖形繪制，例如上述圖形Graphpad prism 8.0均不能繪制。只需要一臺安裝有Excel的電腦我們就能輕松繪各種高大上的圖形，今天半夏就給大家分享使用Excel2019繪制高大上的圖形！

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Excel繪制相關(guān)性系數(shù)圖

相關(guān)性系數(shù)圖（Corrplot）在SCI論文中廣泛使用，其優(yōu)點是可便捷的顯示多個變量之間的相關(guān)性：

示例數(shù)據(jù)為不同組中的基因表達(dá)水平，下圖僅為部分?jǐn)?shù)據(jù)：

這么多數(shù)據(jù)堆在一起，如果沒有合適的圖形呈現(xiàn)我們很難發(fā)現(xiàn)各組之間是否有相關(guān)性！相關(guān)性系數(shù)圖是一個很好的選擇。商業(yè)化軟件Graphpad prism 8.0只能繪制簡單的熱圖，而不能繪制相關(guān)性系數(shù)圖。

步驟：
1. 計算Pearson相關(guān)系數(shù)

Pearson相關(guān)系數(shù)是范圍在 -1.0 到 1.0 之間（包括 -1.0 和1.0 在內(nèi)）的無量綱指數(shù)，反映了兩個數(shù)據(jù)集合之間的線性相關(guān)程度。我們使用Pearson (array1, array2) 返回Pearson乘積矩相關(guān)系數(shù)r。各組與自身的相關(guān)系數(shù)為1，$固定單元格，使用 =PEARSON($B:$B,C:C)計算Demo_A與其余各組的相關(guān)系數(shù)：

使用同樣的函數(shù)計算剩余各組間的Pearson相關(guān)系數(shù)r：

2. 基本熱圖繪制

Excel開始菜單 -> 調(diào)節(jié)格式 -> 色階，得到基本熱圖：

選擇數(shù)據(jù)，右擊設(shè)置單元格格式 -> 數(shù)字 -> 自定義 -> 類型中輸入；；；（三個分號），將隱藏數(shù)字：

依次選中熱圖的7行與7列調(diào)整熱圖格子的大?。?/span>

設(shè)置X軸標(biāo)簽文字方向為豎排文字、向上旋轉(zhuǎn)文字：

得到了基本的相關(guān)性熱圖：

3. 美化相關(guān)性系數(shù)圖

視圖下去除勾選網(wǎng)格線：

選擇數(shù)據(jù)，右擊設(shè)置單元格格式，設(shè)置內(nèi)邊框與外邊框，可選擇顏色：

例如，設(shè)置內(nèi)、外邊框均設(shè)置為黑色或外邊框設(shè)置為黑色、內(nèi)邊框為白色：

接下來給相關(guān)性系數(shù)圖添加圖例，即每種顏色所對應(yīng)的值是多少。將所有相關(guān)性系數(shù)至于一列中，分別使用Max與Min函數(shù)計算相關(guān)系數(shù)中的最大值與最小值，得到其最大值為1、最小值為0.976623：

圖例的范圍應(yīng)該包括相關(guān)系數(shù)的最大值與最小值，因此設(shè)置圖例范圍為0.95-1，在Excel表格中輸入0.95-1的數(shù)值，開始菜單 -> 調(diào)節(jié)格式 -> 色階：

隱藏數(shù)值，設(shè)置黑色邊框，在右側(cè)輸入數(shù)值，最終得到一個高顏值的相關(guān)性系數(shù)圖：

相關(guān)性系數(shù)圖效果也可以為僅展示左下角部分：

4. 導(dǎo)出高清圖片

使用XL toolbox（https://www./ ）Import＆Export下導(dǎo)出高清圖片：

擴(kuò)展：
另外一個有意思的功能是在條件格式下可插入圖標(biāo)集：

例如插入表示等級的五角星：

在其他規(guī)則處還可以根據(jù)自己的需求編輯規(guī)則：

通過設(shè)置單元格的規(guī)則我們可以繪制0，1類別圖，如1代表上調(diào)、0代表下調(diào)，繪制效果如下：

2

標(biāo)準(zhǔn)化熱圖繪制

使用Graphpad prism 8.0熱圖示例數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化熱圖繪制：

問題來了為什么需要進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化？
標(biāo)準(zhǔn)化有利于信息的展示，能夠更加明顯的顯示差異。例如實例數(shù)據(jù)未進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化與進(jìn)行行標(biāo)準(zhǔn)化后的比較，以Liver為例標(biāo)準(zhǔn)化后其數(shù)據(jù)差異更加明顯：

如何進(jìn)行Z-score標(biāo)準(zhǔn)化？
一列（行）數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化，就是將該列（行）每個數(shù)值減去該列（行）的平均值，然后除以該列（行）的標(biāo)準(zhǔn)偏差。公式如下：

Excel中使用Average函數(shù)計算平均值，STDEV計算標(biāo)準(zhǔn)偏差。

選擇行標(biāo)準(zhǔn)化還是列標(biāo)準(zhǔn)化？

選擇行還是選擇列標(biāo)準(zhǔn)化的熱圖取決于所需要展示的信息。如示例數(shù)據(jù)，展示同一器官不同基因表達(dá)采用行標(biāo)準(zhǔn)化，展示同一基因在不同器官表達(dá)采用列標(biāo)準(zhǔn)化。

利用Excel函數(shù)進(jìn)行行標(biāo)準(zhǔn)化后，根據(jù)相關(guān)性系數(shù)圖的繪制方法繪制熱圖、進(jìn)行美化，導(dǎo)出高清圖片即可：

關(guān)于列標(biāo)準(zhǔn)化，大家可以自行嘗試！在此還給大家分享一個自動進(jìn)行行、列標(biāo)準(zhǔn)化的Excel模板：

輸入數(shù)據(jù)，點擊行標(biāo)準(zhǔn)化或列標(biāo)準(zhǔn)化可以自行進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到熱圖與標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)：

3

Excel繪制弦圖

GO富集分析是組學(xué)分析中最常用的分析方法之一，GO富集弦圖（GO chord）可以很好的展示富集結(jié)果，即哪些蛋白參與了何種GO term。

示例數(shù)據(jù)為參與GO term的基因，0代表不參與、1代表參與：

Excelhome大神EH wangg913寫了一個弦圖繪制模板，下載鏈接為：http://club./forum.php?mod=viewthread&tid=1474230。
將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)輸入Excel模板：

點擊畫圖，即可快速得到一個漂亮的GO富集弦圖，參與GO term的蛋白一目了然：

頁面布局處顏色可以更改配色：

此外，相同的數(shù)據(jù)每次點擊畫圖都可以得到不同顏色的弦圖：

使用XL toolbox（https://www./）Import＆Export下導(dǎo)出高清圖片即可。

4

Excel繪制地圖

Excel2019繪制中國地圖的基本操作為先準(zhǔn)備好各個省份的數(shù)據(jù)：

選擇數(shù)據(jù) -> 插入 -> 選擇地圖或者推薦的圖表 -> 選擇著色地圖 -> 確定,得到地圖：

繪制世界地圖的方法與繪制中國地圖的方法類似：

繪制三維地圖方法則為在菜單欄插入 -> 三維地圖：

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