Animierte Visualisierungen: Treemaps zum US-Haushaltsdefizit und zum Strommix in Deutschland

Strommix in Deutschland 2000-2016 (Animation)

Manche Kennzahlen in unserer verrückten Welt wachsen exponentiell. In vielen Fällen zählen Staatsschulden und Haushaltsdefizite dazu. Oft werden solche Zusammenhänge in Liniendiagrammen dargestellt. Hier möchte ich eine alternative Darstellung vorschlagen: animierte Treemaps.

Anstieg des US-Haushaltsdefizits nach Präsident: Animierte Treemap

Anstieg des Haushaltsdefizits in den USA nach Präsident
Anstieg des Haushaltsdefizits in den USA nach Präsident
Erstellt mit R und den Paketen ggplot2, treemapify, animation und magick (und anderen)
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Hier geht es um einen visuellen Eindruck davon, wie stark das US-Haushaltsdefizit in den letzten Jahren im Vergleich zu früher anstieg. Die Gesamtfläche entspricht dem gesamten akkumulierten Haushaltsdefizit bis zum jeweiligen Zeitpunkt. Mit jedem neuen Präsidenten ändert sich somit die Bezugsgröße – die bisherigen Defizite werden zu dem jeweils neuesten ins Verhältnis gesetzt. Die Farbskala startet knapp negativ, weil zwei Präsidenten einen Überschuss erzielten: Harding (1922-1923) und Coolidge (1924-1929). Die Zahlen beziehen sich nicht auf die Amtsjahre, sondern auf die Jahre mit Haushaltsverantwortung.

Interessant, wie lange (drei Jahrzehnte) Präsident Roosevelt (1934-1945) heraussticht. Erst Ford (1975-1977) übertraf ihn hinsichtlich des Anstiegs beim Haushaltsdefizit.

Treemaps mit R erstellen: R-Pakete

Mit dem R-Paket treemap kann man treemaps einfach darstellen. Ich habe mich jedoch für treemapify entschieden, weil dieses Paket es ermöglicht, mit ggplot2 zu arbeiten. treemapify fügt ggplot2 neue geoms (Geometrien) hinzu, die mit geom_treemap beginnen und treemaps zeichnen sowie Text und, falls gewünscht, Untergruppen hinzufügen.

Animation mit den Paketen animation und magick

Dynamisch bzw. animiert wurde die Darstellung mit den R-Paketen animation und magick. In einer Schleife wurde bis zum jeweils letzten darzustellenden Präsidenten gefiltert und die treemap erstellt. magick sammelt die einzelnen Darstellungen ein und vereint sie in einem gif. Man kann einstellen, wie schnell die Bilder wechseln und ob eine Endlosschleife abgespielt werden soll.

Strommix in Deutschland 2000 bis 2016

Im zweiten Beispiel geht es um den Strommix in Deutschland von 2000 bis 2016:

Strommix in Deutschland 2000-2016 (Animation)
Strommix in Deutschland 2000-2016
Erstellt mit R und den Paketen ggplot2, treemapify, gganimate

Hier konnte ich auf das noch bequemere R-Paket gganimate zugreifen. Es erspart mir das Programmieren einer Schleife und erweitert ggplot2 um die Ästethetik frame, mit der ich hier das Jahr angeben kann. So wird mit einem kurzen R-Skript automatisch jeweils ein Diagramm pro Jahr erstellt und als .gif gespeichert.

2011, nach den Kernschmelzen in Fukushima, fiel der Anteil der Atomenergie erstmals unter 20%, während der Anteil der regenerativen Energien erstmals über 20% stieg. Seitdem hat sich der Abstand zugunsten der Erneuerbaren Energien weiter vergrößert.

In dieser Darstellung habe ich im Gegensatz zur ersten Animation mit der Option fixed = TRUE in den treemap-Aufrufen sichergestellt, dass die Energieträger unabhängig von ihrem jeweiligen Anteil immer an der gleichen Position dargestellt werden. Würden sie „springen“, wäre es wesentlich anstrengender, die Darstellung zu betrachten.

Die fossilen Energieträger Steinkohle, Braunkohle, Öl und Gas sind als Untergruppe zusammengefasst und werden dadurch in einem grauen Rahmen immer insgesamt rechteckig dargestellt.

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