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写作与研究

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更新于 10-15 09:49

技能介绍

Scientific Figures & Visualization — Craft Guide(科学图表与可视化——制作指南)是一份面向科研写作的图表制作规范与实操指南。其核心主张是:图表承载论文的证据,必须做到准确、清晰、可访问且可复现;一个误导性或难以阅读的图表会削弱原本扎实的研究。

一、用途 该指南用于指导科研人员为论文、报告等出版物制作高质量的科学图表与数据可视化,帮助在选图、编码、配色、导出、图注和复现等环节遵循统一标准。

二、主要能力

  1. 图表选型:按“信息 + 数据”选择图表类型。分布用直方图、箱线图、小提琴图/条带图/蜂群图(小样本需展示原始数据点);组间比较用带误差棒/置信区间的柱状图,或点图/森林图(比多柱更清晰);关系用散点图(含回归线与置信区间)、气泡图(第三变量用大小表示)、密集数据用六边形分箱图;趋势/时间/能量序列用带不确定带的折线图,多序列用小倍数图;构成用堆叠/百分比柱状图,避免饼图(难以比较),仅 2–3 个大扇区例外;类别间的部分-整体用分组柱状图或热力图;多维数据用小倍数图(分面)、平行坐标、多目标优化的 Pareto 前沿散点图;网络用节点-链接图(文献计量图、BIM/数据图),需有意义的布局。
  2. 诚实编码(不可妥协):柱状图从零开始,不截断坐标轴以夸大差异;存在不确定性时必须展示(误差棒/置信区间/不确定带),并说明其含义(SD?SE?95% CI?);每个坐标轴标注量 + 单位,有效数字保持一致;一图一信息,避免过载;不用 3D 效果、图表垃圾、双 y 轴(会误导);不暗示数据不支持的精度;不用线连接分类点。
  3. 颜色与可访问性:使用色盲友好配色——定性用 Okabe–Ito,顺序用 viridis/cividis,发散色图(如 RdBu)仅用于真正的中点;约 8% 男性有色觉缺陷;增加冗余编码,除颜色外变化形状/线型/填充图案,使图在灰度打印下仍可读;确保足够对比度和在最终印刷尺寸下可读的字号(按单栏宽度检查)。
  4. 格式与分辨率:图表、示意图及任何含文字/线条的内容用矢量格式(PDF/SVG/EPS),缩放不产生像素化;高 DPI 位图(≥300 dpi TIFF/PNG)仅用于照片/点云渲染;嵌入字体;在场所要求时匹配稿件字体;遵守栏宽限制。
  5. 图注与引用:图注置于图下方(表注在表上方);图注需自包含,说明图展示内容、关键缩写、样本量及误差棒含义;每张图必须在正文中被引用并按顺序编号;LaTeX 中使用 \cref。
  6. 可复现的图表代码(优先于手工绘制):Python 用 matplotlib/seaborn,设置 rcParams(字号、dpi、savefig format='pdf'),seaborn 用于统计图,用 plt.savefig('fig.pdf', bbox_inches='tight') 导出;R 用 ggplot2,theme_minimal()/theme_classic()、scale_color_viridis_*、ggsave('fig.pdf', ...);交互/探索用 plotly/bokeh(打印时导出静态图);脚本与数据保留在仓库中,使图表可精确重新生成。示例代码(matplotlib,可访问默认值): import matplotlib.pyplot as plt plt.rcParams.update({"figure.dpi": 150, "savefig.format": "pdf", "font.size": 9, "axes.spines.top": False, "axes.spines.right": False}) okabe_ito = ["#E69F00","#56B4E9","#009E73","#F0E442","#0072B2","#D55E00","#CC79A7","#000000"]

... plot with these colors + distinct markers/linestyles, labelled axes (units), error bars ...

plt.savefig("fig_results.pdf", bbox_inches="tight") 7. 示意图(工作流、系统、概念图):Mermaid 用于在 markdown 中渲染的快速流程图/图(用于研究工作流和 PRISMA 图);TikZ 用于 LaTeX 内的出版级矢量图(完全控制、字体一致);Graphviz(DOT)用于图/本体/BIM 数据结构的自动布局;draw.io/Inkscape 用于手工矢量图(导出 PDF/SVG);保持层级清晰、标注关系、尽量避免边交叉。 8. 视觉/图形摘要:用一张清晰的图传达研究的核心思想/发现,用于目录(许多 AEC 期刊提供此选项);需自解释、文字最少、与论文图表风格一致。 9. 诚信:绝不伪造或“美化”数据、拼接图像或选择性裁剪以误导(图像操纵属于学术不端);披露任何合法的图像处理;若用户未提供数据,交付设计 + 可复现代码并明确标注占位数据,绝不编造结果。

三、使用方式 该指南以规范条目和代码示例的形式给出,用户可将其作为写作与制图时的检查清单,并直接采用其中的 matplotlib/ggplot2 配置与导出方式生成图表。

四、适用场景 适用于科研论文、工程研究(如 AEC 领域)中的图表制作、数据可视化设计、图形摘要制作,以及需要可复现图表代码的学术写作流程。

五、限制 资料未提供该技能的安装方式、平台支持范围、收费或价格信息,暂未提供。