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如何优雅的使用Excel作出高大上的图片

 解螺旋 2020-08-27

解螺旋公众号·陪伴你科研的第2200天

Excel绘制弦图、标准化热图、相关性系数图、地图、Cleveland图全在行!
几乎所有人电脑上都安装有Excel。微软花了20年时间耗费数亿美金将Excel打造为人类办公软件精华,其功能强大到“令人发指”!

那么号称除了不能给你生孩子外其他的事情都能干的Excel表格到底能绘制哪些高大上的图形呢? 举几个例子,下图是Excel绘制的Z score标准化热图、相关性系数图、GO富集弦图与地图:

Excel可以绘制出不逊于编程与其他专业软件的图形效果,还能够导出适合发表的高分辨图片。此外Excel还能够实现一些常用软件不能绘制的图形绘制,例如上述图形Graphpad prism 8.0均不能绘制。只需要一台安装有Excel的电脑我们就能轻松绘各种高大上的图形,今天半夏就给大家分享使用Excel2019绘制高大上的图形!

1

Excel绘制相关性系数图

相关性系数图(Corrplot)在SCI论文中广泛使用,其优点是可便捷的显示多个变量之间的相关性:

示例数据为不同组中的基因表达水平,下图仅为部分数据:

这么多数据堆在一起,如果没有合适的图形呈现我们很难发现各组之间是否有相关性!相关性系数图是一个很好的选择。商业化软件Graphpad prism 8.0只能绘制简单的热图,而不能绘制相关性系数图。

步骤:
1. 计算Pearson相关系数

Pearson相关系数是范围在 -1.0 到 1.0 之间(包括 -1.0 和1.0 在内)的无量纲指数,反映了两个数据集合之间的线性相关程度。我们使用Pearson (array1, array2) 返回Pearson乘积矩相关系数r。各组与自身的相关系数为1,$固定单元格,使用 =PEARSON($B:$B,C:C)计算Demo_A与其余各组的相关系数:

使用同样的函数计算剩余各组间的Pearson相关系数r:

2. 基本热图绘制

Excel开始菜单 -> 调节格式 -> 色阶,得到基本热图:

选择数据,右击设置单元格格式 -> 数字 -> 自定义 -> 类型中输入;;;(三个分号),将隐藏数字:

依次选中热图的7行与7列调整热图格子的大小:

设置X轴标签文字方向为竖排文字、向上旋转文字:

得到了基本的相关性热图:

3. 美化相关性系数图

视图下去除勾选网格线:

选择数据,右击设置单元格格式,设置内边框与外边框,可选择颜色:

例如,设置内、外边框均设置为黑色或外边框设置为黑色、内边框为白色:

接下来给相关性系数图添加图例,即每种颜色所对应的值是多少。将所有相关性系数至于一列中,分别使用Max与Min函数计算相关系数中的最大值与最小值,得到其最大值为1、最小值为0.976623:

图例的范围应该包括相关系数的最大值与最小值,因此设置图例范围为0.95-1,在Excel表格中输入0.95-1的数值,开始菜单 -> 调节格式 -> 色阶:

隐藏数值,设置黑色边框,在右侧输入数值,最终得到一个高颜值的相关性系数图:

相关性系数图效果也可以为仅展示左下角部分:

4. 导出高清图片

使用XL toolbox(https://www./ )Import&Export下导出高清图片:

扩展
另外一个有意思的功能是在条件格式下可插入图标集:

例如插入表示等级的五角星:

在其他规则处还可以根据自己的需求编辑规则:

通过设置单元格的规则我们可以绘制0,1类别图,如1代表上调、0代表下调,绘制效果如下:

2

标准化热图绘制

使用Graphpad prism 8.0热图示例数据进行标准化热图绘制:

问题来了为什么需要进行数据标准化?
标准化有利于信息的展示,能够更加明显的显示差异。例如实例数据未进行标准化与进行行标准化后的比较,以Liver为例标准化后其数据差异更加明显:

如何进行Z-score标准化?
一列(行)数据的标准化,就是将该列(行)每个数值减去该列(行)的平均值,然后除以该列(行)的标准偏差。公式如下:

Excel中使用Average函数计算平均值,STDEV计算标准偏差。

选择行标准化还是列标准化?

选择行还是选择列标准化的热图取决于所需要展示的信息。如示例数据,展示同一器官不同基因表达采用行标准化,展示同一基因在不同器官表达采用列标准化。

利用Excel函数进行行标准化后,根据相关性系数图的绘制方法绘制热图、进行美化,导出高清图片即可:

关于列标准化,大家可以自行尝试!在此还给大家分享一个自动进行行、列标准化的Excel模板:

输入数据,点击行标准化或列标准化可以自行进行标准化,得到热图与标准化后的数据:

3

Excel绘制弦图

GO富集分析是组学分析中最常用的分析方法之一,GO富集弦图(GO chord)可以很好的展示富集结果,即哪些蛋白参与了何种GO term。

示例数据为参与GO term的基因,0代表不参与、1代表参与:

Excelhome大神EH wangg913写了一个弦图绘制模板,下载链接为:http://club./forum.php?mod=viewthread&tid=1474230。
将准备好的数据输入Excel模板:

点击画图,即可快速得到一个漂亮的GO富集弦图,参与GO term的蛋白一目了然:

页面布局处颜色可以更改配色:

此外,相同的数据每次点击画图都可以得到不同颜色的弦图:

使用XL toolbox(https://www./)Import&Export下导出高清图片即可。

4

Excel绘制地图

Excel2019绘制中国地图的基本操作为先准备好各个省份的数据:

选择数据 -> 插入 -> 选择地图或者推荐的图表 -> 选择着色地图 -> 确定,得到地图:

绘制世界地图的方法与绘制中国地图的方法类似:

绘制三维地图方法则为在菜单栏插入 -> 三维地图:

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