如何使用Python可视化具有大量节点和边的图？

Question

我想可视化一个具有大量节点和边的有向图。该图有大约 2000 个节点，这些节点之间的有向边数量几乎相同。边可以连接两个节点。例如，node_1 和node_2 可以通过边node_1_node_2 连接，反之亦然，node_2_node_1。可能存在多个将这些节点或其他节点连接到该节点的节点。 我想可视化所有节点和所有现有边。 目前，节点和边位于 CSV 表中，但可以将它们加载到 dict 或 json 文件中。 我用 python 实现了代码，并得到了一张漂亮的图形图片：

为此，我使用了以下代码：

from matplotlib import pyplot as plt
import networkx as nx

G = nx.MultiDiGraph([
    ('BAY_530', 'BAY_530_E'),
    ('BAY_530_E', 'BAY_530_W'),
    ('BAY_530_E', 'SSX_W'),
    ('BAY_530', 'INTR_530'),
    ('BAY_530_W', 'BAY_530'),
    ('INTR_530', 'BAY_530'),
    ('INTR_530', 'M_502_5'),
    ('M_502_1', 'M_502_2'),
    ('M_502_2', 'M_502_1'),
    ('M_502_2', 'M_502_3'),
    ('M_502_3', 'M_502_2'),
    ('M_502_3', 'M_502_4'),
    ('M_502_4', 'M_502_3'),
    ('M_502_4', 'M_502_5'),
    ('M_502_5', 'M_502_4'),
    ('M_502_5', 'SSX_S'),
    ('SSX_N', 'SSX_S'),
    ('SSX_N', 'SSX_W'),
    ('SSX_S', 'INTR_530'),
    ('SSX_S', 'SSX_N'),
    ('SSX_W', 'BAY_530_E'),
    ('SSX_W', 'SSX_N')
])

pos = nx.circular_layout(G)
#pos = nx.spring_layout(G, seed=3113794652)
names = {name: name for name in G.nodes}
options = {"edgecolors": "tab:gray", "node_size": 800, "alpha": 0.9}

nx.draw_networkx_nodes(G, pos, node_color='b', node_size=1500, alpha=1)
nx.draw_networkx_labels(G, pos, names, font_size=8, font_color='w')

ax = plt.gca()
for e in G.edges:
    ax.annotate("",
                xy=pos[e[1]], xycoords='data',
                xytext=pos[e[0]], textcoords='data',
                arrowprops=dict(arrowstyle="->", color="0",
                                shrinkA=10, shrinkB=10,
                                patchA=None, patchB=None,
                                connectionstyle="arc3,rad={}".format(0.3 * e[2])
                                )
                )

plt.tight_layout()
plt.axis('off')
plt.show()

它适用于少量的边和节点， 但是如果我增加节点的数量，就很难以漂亮的方式排列这些节点和边缘。因为它们相互重叠，所以不可能理解什么与什么相关。

我还尝试使用鼠标悬停来选择一个节点，然后突出显示进出该节点的边缘。 我必须在这里指出，为了更好地理解两个节点之间的连接/关系，每个连接的边必须是分开的。 我也尝试过使用圆形布局，但后来它变得很大并且没有显示所有连接。

我知道 javascript 中有一个 D3 库可能适合我，但我想用 python 实现它。

是否存在更好的方法在 python 中实现这一点，或者是否有更好的库可以处理大量的边和节点？我还希望支持动态元素，例如 onclick 或 mouseover，以便能够实现选择节点，然后突出显示连接的节点和边。

Answer 1

你能找到解决方案吗？我仍然需要使它适合我的用例，但此链接可能有用。

https://examples.holoviz.org/uk_researchers/uk_researchers.html