如何让Plotly Express动态Choropleth地图每年展示多个国家？

我在2020款M1芯片MacBook Pro上，使用Python 3.11.5版本的Jupyter Notebook运行代码，尝试用Plotly Express制作动态Choropleth地图，展示1460-1985年间各国的殖民情况。测试数据集包含4个国家（阿尔及利亚、安哥拉、澳大利亚、伯利兹），记录了对应殖民国家（法国、英国、葡萄牙、西班牙、未被殖民）及各年份的殖民状态，包含country、colonizer、year三列，数据子集如下：

我按年份对数据集排序col_sort_df = colonized_df.sort_values(by = ['Year'])，期望地图在年份重叠时显示所有4个国家，并按当年殖民国家着色，但实际每次仅显示一个国家和对应的殖民国家。使用的代码如下：

import pandas as pd
import plotly.express as px

# Add a color mapping for each colonizer
colonizer_color = {
    'Britain': 'blue',
    'France': 'red',
    'Spain': 'yellow',
    'Portugal': 'green',
    'Belgium': 'purple',
    'Germany': 'gray',
    'Italy': 'orange',
    'Not Colonized': 'black'
}

# Create the choropleth map
fig = px.choropleth(
    col_sort_df,
    locations="country",  # Column name for countries
    locationmode="country names",
    color="colonizer",  # Column name for the color mapping
    hover_name="country",
    animation_frame="year",  # Column name for the year to animate 
    color_discrete_map=colonizer_color,
    projection="natural earth",  # Projection style for the map
    title="Colonization by England and France (1800s-Present)"
)

# Update layout for a better appearance
fig.update_layout(
    geo=dict(
        showframe=False,
        showcoastlines=False
    )
)

# Show the figure
fig.show()

问题原因 #

核心问题是数据中部分年份缺少部分国家的记录，导致Plotly在渲染对应年份的动画帧时，仅加载有数据的国家；同时，即使年份存在多个国家记录，也可能因国家名称匹配误差或数据分组异常，导致仅显示单个国家。

修复步骤 #

1. 补全年份-国家的完整记录
   确保每个年份下，所有4个国家都有对应的殖民状态记录，缺失的记录可填充为Not Colonized（根据实际历史调整）：

   # 生成所有年份和国家的笛卡尔积
   years = col_sort_df['year'].unique()
   countries = col_sort_df['country'].unique()
   full_index = pd.MultiIndex.from_product([years, countries], names=['year', 'country'])
   full_df = pd.DataFrame(index=full_index).reset_index()
   
   # 合并原数据，填充缺失的殖民状态
   full_df = full_df.merge(col_sort_df, on=['year', 'country'], how='left')
   full_df['colonizer'] = full_df['colonizer'].fillna('Not Colonized')
   

2. 验证国家名称匹配
   Plotly的locationmode="country names"对拼写要求严格，确保数据中的国家名称与Plotly识别的名称完全一致：

   • 确认Belize、Algeria等名称无拼写错误
   • 若Britain匹配异常，可尝试替换为United Kingdom（同步修改颜色映射）

3. 调整数据排序与去重
   确保数据按年份和国家正确排序，同时移除重复的年份-国家记录：

   full_df = full_df.sort_values(by=['year', 'country'])
   full_df.drop_duplicates(subset=['year', 'country'], inplace=True)
   

修改后的完整代码 #

import pandas as pd
import plotly.express as px

# 加载原始数据并排序
colonized_df = pd.read_csv('你的数据文件路径.csv')  # 替换为实际数据加载方式
col_sort_df = colonized_df.sort_values(by=['year'])

# 补全年份-国家完整记录
years = col_sort_df['year'].unique()
countries = col_sort_df['country'].unique()
full_index = pd.MultiIndex.from_product([years, countries], names=['year', 'country'])
full_df = pd.DataFrame(index=full_index).reset_index()
full_df = full_df.merge(col_sort_df, on=['year', 'country'], how='left')
full_df['colonizer'] = full_df['colonizer'].fillna('Not Colonized')

# 颜色映射
colonizer_color = {
    'Britain': 'blue',
    'France': 'red',
    'Spain': 'yellow',
    'Portugal': 'green',
    'Belgium': 'purple',
    'Germany': 'gray',
    'Italy': 'orange',
    'Not Colonized': 'black'
}

# 创建动态地图
fig = px.choropleth(
    full_df,
    locations="country",
    locationmode="country names",
    color="colonizer",
    hover_name="country",
    animation_frame="year",
    color_discrete_map=colonizer_color,
    projection="natural earth",
    title="1800年至今各国殖民状态变化"
)

fig.update_layout(
    geo=dict(
        showframe=False,
        showcoastlines=False
    )
)

fig.show()

额外提示 #

如果补全数据后仍有匹配问题，可将locationmode改为"ISO-3"，并在数据中添加国家的ISO 3位代码列（如阿尔及利亚为DZA），能大幅提升匹配准确率。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Brynė Hadnott