【CCVI数据微观点】美国GDP数据地图

我在纽约数据科学学院培训期间设计了一个可视化美国GDP发展数据的Shiny app。这个app的主要目的是为了让人们更好的了解美国经济，聚焦美国经济发展，通过将相关数据可视化，让人们能轻松看懂各州，各地理区域，以及不同行业之间不同的经济发展趋势。在美国经历互联网泡沫和巨大的金融危机后，全面回顾过去的20年中，美国经济发展的高潮与低谷，及其对社会各方面造成的影响，是十分有意义的。下面将对其内容进行详细的介绍和说明。

我们使用的数据来自美国经济分析局，含括1997-2015年各州各地各行业的：GDP\GDP增长，个人收入，人口数据，以及20多个主要行业的GDP数据，如采矿,基础建设,政府等。

US GDP Map | 美国GDP地图

app首页（上图）的美国地图，根据各地区不同的GDP增长数据采用了不同的标示颜色，其中蓝色为GDP增长较高的地区，红色为GDP增长较低或负增长的地区(深浅表示增长或负增长的程度)

通过页面左边第一个下拉菜单可以选择名义GDP*，实际GDP及人均收入等数据在地图上进行展示。第二个下拉菜单中可以选择行业，而左边最下的滑块可以选择年份。

（*名义GDP（Nominal GDP）也称货币GDP，是用生产物品和劳务的当年价格计算的全部最终产品的市场价值。）

通过这个地图，我们能轻松可视化各州经济实力数据。例如，纽约州在金融方面势头强劲，德州在采矿/石油工业方面力量雄厚，而农业和信息业则是加州的强项等。同时我们也能看出，虽然加州是全美国GDP最高的一个州，但其人均GDP却不是最高的，这很可能是近几年加州人口快速增长导致的。

US GDP Plot | 美国GDP数据图

第二项为美国GDP数据图，展现的是各种经济数据随时间的变化。为了更清晰的表示变量之间的关系，我们只允许用户同时选择在两个州或两个区域来进行发展趋势的对比分析。

上图为得克萨斯州和加利福尼亚州的实际GDP的比较。不难看到，人口众多的加州的实际GDP，在1997-2015期间都保持着稳定的领先位置。

2D Heat Map & Correlation |

二维热图及相关性矩阵

接下来，让我们切换到另一个角度，使用二维热图工具来研究实际GDP增长率随时间的变化，以及不同州或者不同的行业之间的相关性。

下图为各州在不同年份的GDP增长热图，州与年份交汇处的方块颜色，代表了此州此年的GDP增长绝对值。黑色代表负增长，橙/红色代表正增长，颜色越浅代表GDP增长的趋势越强劲。

大家肯定发现了上面这张热图中有一条水平的线颜色特别深。这就是2008-2009年金融危机展现在热图上的样子，几乎全美国的每一个州的GDP都呈现出了负增长！

热图中颜色最浅（即GDP增长最大）的部分来自2007-2012年的北达科他州。当时整个美国都遭受着自大萧条以来最严重的经济危机，而北达科他州，由于水力压裂采油技术的兴起，经济开始了为期5年的蓬勃发展。

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下图为美国五大地区历年来政府版块GDP增长的二维热图，此图可视化了2008年经济危机给美国经济留下的长期影响。

不难发现政府的经济发展，包括联邦政府、各州政府以及所有的当地政府，在经济危机以后受到了重挫，至今仍未有明显的恢复趋势。

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另一个值得我们关注的版块是娱乐/电影业。上面的热图我们可以看到，虽然在我们的常识中，金融危机远比互联网泡沫更加严重，但这两次危机给娱乐行业带来的冲击是不相上下的。这也许是因为当人们开始节约开支时，第一个想到的都是削减在娱乐方面的开销，所有这个行业对经济发展趋势的反应，是最为敏感和直观的。

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我们可以通过选择二维热图下方的下拉菜单改变X轴Y轴的变量值，来查看和研究各州或各行业在不同时间的GDP/GDP增长。

而当X轴和Y轴的变量被设成相同时，热图就会自动变成相关性矩阵（如下图）。蓝色表示相关性，红色表示非相关性。

我们从上面州与州的GDP增长相关矩阵中，可以看到大部分州的GDP增长趋势都和其他州的GDP增长趋势有着极高的相关性，也可以说，美国各州的经济发展趋势是相对统一的。当然也有例外，这就是“万蓝丛中一点红”的阿拉斯加和北达科他州。

阿拉斯加与美国其他州在经济发展趋势上的不统一，可能与其地势偏远，未与美国大陆接壤有关系。

而上图北达科他州对应的代表有着极高分相关性的红色，则展现了由于水力压裂采油技术的兴起，北达科他州的经济在美国其他地区都遭遇经济发展危机时异常急速增长情况。

❹ 

在行业间的相关性矩阵中，我们发现采矿/石油，教育以及医疗这三个行业，有着与众不同的经济发展表现。

采矿/石油行业与其他行业在经济增长上面有很强的非相关性。而教育和医疗保健行业则有一定的非相关性。商品能源和医疗保健行业是金融业界公认的与大多数经济趋势"不同步"，不太会受到其他行业经济表现的影响。事实上，金融业也利用了商品能源业与其他行业的非相关性的这种特质，建立商品/能源基金，以对冲市场风险。

医疗行业是自带“防御性”的，在经济衰退期也不太受到影响。社会对医疗服务的需求，不会被经济发展的趋势所左右，而是独立于其之外的。

Bubbles & Bubble Chart | 气泡和动态气泡图

我们的app还包含了另外两个部分：为了更具活力的视觉体验而做的气泡和动态气泡图。

感兴趣的朋友们可以访问shinyapp 地址(https://ikovskyshiny.shinyapps.io/GDP_app/)，自行更多的探索。

结语

美国的GDP一直都得到了全世界的广泛关注，这一点从5000万条“US GDP”的google搜索结果就可以看出。

不同于在新闻头条上被反复提起的名义GDP，在不同州、不同行业中，GDP的发展趋势则是各自不同的，动态的，有时甚至与全国趋势背道而驰。

通过建立这个shiny的app，我们希望让不仅仅经济学家或金融专业人士，而是更多的公众和网络爱好者，了解到美国GDP数据中所包含的经济发展趋势的信息及其对我们日常生活的影响。

而对于没有直接经历过经融危机的年轻一代，这也不失为一个用来了解美国经济发展历史的工具。

转自纽约数据科学

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