12 KiB

Raw Permalink Blame History

Wizualizacja relacji: Wszystko o miodzie 🍯


Wizualizacja relacji - Sketchnote autorstwa @nitya

Kontynuując nasz fokus na naturę w badaniach, odkryjmy ciekawe wizualizacje, które pokazują relacje między różnymi rodzajami miodu, zgodnie z danymi pochodzącymi z Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych.

Ten zestaw danych, zawierający około 600 pozycji, przedstawia produkcję miodu w wielu stanach USA. Na przykład można przeanalizować liczbę kolonii, wydajność na kolonię, całkowitą produkcję, zapasy, cenę za funt oraz wartość wyprodukowanego miodu w danym stanie w latach 1998-2012, z jednym wierszem na rok dla każdego stanu.

Ciekawie będzie zwizualizować relację między produkcją danego stanu w danym roku a, na przykład, ceną miodu w tym stanie. Alternatywnie można zwizualizować relację między wydajnością miodu na kolonię w różnych stanach. Ten zakres lat obejmuje niszczycielski 'CCD' lub 'Colony Collapse Disorder', który po raz pierwszy zaobserwowano w 2006 roku (http://npic.orst.edu/envir/ccd.html), co czyni ten zestaw danych szczególnie interesującym do analizy. 🐝

Quiz przed wykładem

W tej lekcji możesz użyć biblioteki Seaborn, którą już wcześniej stosowałeś, jako świetnego narzędzia do wizualizacji relacji między zmiennymi. Szczególnie interesująca jest funkcja relplot w Seaborn, która umożliwia tworzenie wykresów punktowych i liniowych, aby szybko zwizualizować 'relacje statystyczne', co pozwala naukowcom danych lepiej zrozumieć, jak zmienne są ze sobą powiązane.

Wykresy punktowe

Użyj wykresu punktowego, aby pokazać, jak cena miodu zmieniała się rok po roku w poszczególnych stanach. Seaborn, korzystając z relplot, wygodnie grupuje dane stanowe i wyświetla punkty danych zarówno dla danych kategorycznych, jak i numerycznych.

Zacznijmy od zaimportowania danych i biblioteki Seaborn:

import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
honey = pd.read_csv('../../data/honey.csv')
honey.head()

Zauważasz, że dane dotyczące miodu zawierają kilka interesujących kolumn, w tym rok i cenę za funt. Zbadajmy te dane, pogrupowane według stanów USA:

stan	numcol	yieldpercol	totalprod	stocks	priceperlb	prodvalue	year
AL	16000	71	1136000	159000	0.72	818000	1998
AZ	55000	60	3300000	1485000	0.64	2112000	1998
AR	53000	65	3445000	1688000	0.59	2033000	1998
CA	450000	83	37350000	12326000	0.62	23157000	1998
CO	27000	72	1944000	1594000	0.7	1361000	1998

Stwórz podstawowy wykres punktowy, aby pokazać relację między ceną za funt miodu a jego stanem pochodzenia. Ustaw oś y wystarczająco wysoką, aby wyświetlić wszystkie stany:

sns.relplot(x="priceperlb", y="state", data=honey, height=15, aspect=.5);

Teraz pokaż te same dane z kolorystyką inspirowaną miodem, aby zobrazować, jak cena zmienia się na przestrzeni lat. Możesz to zrobić, dodając parametr 'hue', który pokazuje zmiany rok po roku:

✅ Dowiedz się więcej o paletach kolorów dostępnych w Seaborn - wypróbuj piękną tęczową paletę kolorów!

sns.relplot(x="priceperlb", y="state", hue="year", palette="YlOrBr", data=honey, height=15, aspect=.5);

Dzięki tej zmianie kolorystyki możesz zauważyć wyraźny postęp w cenach na przestrzeni lat. Rzeczywiście, jeśli spojrzysz na próbkę danych, aby to zweryfikować (wybierz na przykład stan Arizona), możesz dostrzec wzorzec wzrostu cen rok po roku, z nielicznymi wyjątkami:

stan	numcol	yieldpercol	totalprod	stocks	priceperlb	prodvalue	year
AZ	55000	60	3300000	1485000	0.64	2112000	1998
AZ	52000	62	3224000	1548000	0.62	1999000	1999
AZ	40000	59	2360000	1322000	0.73	1723000	2000
AZ	43000	59	2537000	1142000	0.72	1827000	2001
AZ	38000	63	2394000	1197000	1.08	2586000	2002
AZ	35000	72	2520000	983000	1.34	3377000	2003
AZ	32000	55	1760000	774000	1.11	1954000	2004
AZ	36000	50	1800000	720000	1.04	1872000	2005
AZ	30000	65	1950000	839000	0.91	1775000	2006
AZ	30000	64	1920000	902000	1.26	2419000	2007
AZ	25000	64	1600000	336000	1.26	2016000	2008
AZ	20000	52	1040000	562000	1.45	1508000	2009
AZ	24000	77	1848000	665000	1.52	2809000	2010
AZ	23000	53	1219000	427000	1.55	1889000	2011
AZ	22000	46	1012000	253000	1.79	1811000	2012

Innym sposobem wizualizacji tego postępu jest użycie rozmiaru zamiast koloru. Dla osób z daltonizmem może to być lepsza opcja. Zmień swoją wizualizację, aby pokazać wzrost ceny poprzez zwiększenie obwodu punktów:

sns.relplot(x="priceperlb", y="state", size="year", data=honey, height=15, aspect=.5);

Możesz zauważyć, że rozmiar punktów stopniowo się zwiększa.

Czy to prosty przypadek podaży i popytu? Z powodu takich czynników jak zmiany klimatyczne i zjawisko zaniku kolonii, czy dostępność miodu na sprzedaż zmniejsza się rok po roku, a co za tym idzie, cena rośnie?

Aby odkryć korelację między niektórymi zmiennymi w tym zestawie danych, przeanalizujmy wykresy liniowe.

Wykresy liniowe

Pytanie: Czy istnieje wyraźny wzrost ceny miodu za funt rok po roku? Najłatwiej to odkryć, tworząc pojedynczy wykres liniowy:

sns.relplot(x="year", y="priceperlb", kind="line", data=honey);

Odpowiedź: Tak, z pewnymi wyjątkami w okolicach roku 2003:

✅ Ponieważ Seaborn agreguje dane wokół jednej linii, wyświetla "wiele pomiarów dla każdej wartości x, rysując średnią i 95% przedział ufności wokół średniej". Źródło. To czasochłonne zachowanie można wyłączyć, dodając ci=None.

Pytanie: Cóż, czy w 2003 roku można również zauważyć wzrost podaży miodu? Co jeśli spojrzysz na całkowitą produkcję rok po roku?

sns.relplot(x="year", y="totalprod", kind="line", data=honey);

Odpowiedź: Niekoniecznie. Jeśli spojrzysz na całkowitą produkcję, wydaje się, że faktycznie wzrosła w tym konkretnym roku, mimo że ogólnie rzecz biorąc ilość produkowanego miodu maleje w tych latach.

Pytanie: W takim razie, co mogło spowodować ten wzrost ceny miodu w okolicach roku 2003?

Aby to odkryć, możesz przeanalizować siatkę wykresów.

Siatki wykresów

Siatki wykresów biorą jeden aspekt twojego zestawu danych (w naszym przypadku możesz wybrać 'rok', aby uniknąć zbyt wielu wygenerowanych wykresów). Seaborn może następnie stworzyć wykres dla każdego z tych aspektów, używając wybranych współrzędnych x i y, co ułatwia porównanie. Czy rok 2003 wyróżnia się w tego typu porównaniu?

Stwórz siatkę wykresów, kontynuując użycie relplot, zgodnie z zaleceniami dokumentacji Seaborn.

sns.relplot(
    data=honey, 
    x="yieldpercol", y="numcol",
    col="year", 
    col_wrap=3,
    kind="line"

Na tej wizualizacji możesz porównać wydajność na kolonię i liczbę kolonii rok po roku, obok siebie, z ustawionym wrapem na 3 dla kolumn:

Dla tego zestawu danych nic szczególnego nie wyróżnia się w odniesieniu do liczby kolonii i ich wydajności rok po roku oraz stan po stanie. Czy istnieje inny sposób, aby znaleźć korelację między tymi dwoma zmiennymi?

Wykresy z dwiema liniami

Spróbuj wykresu wieloliniowego, nakładając na siebie dwa wykresy liniowe, używając funkcji 'despine' w Seaborn, aby usunąć górne i prawe osie, oraz ax.twinx pochodzącego z Matplotlib. Twinx pozwala wykresowi dzielić oś x i wyświetlać dwie osie y. Wyświetl wydajność na kolonię i liczbę kolonii, nałożone na siebie:

fig, ax = plt.subplots(figsize=(12,6))
lineplot = sns.lineplot(x=honey['year'], y=honey['numcol'], data=honey, 
                        label = 'Number of bee colonies', legend=False)
sns.despine()
plt.ylabel('# colonies')
plt.title('Honey Production Year over Year');

ax2 = ax.twinx()
lineplot2 = sns.lineplot(x=honey['year'], y=honey['yieldpercol'], ax=ax2, color="r", 
                         label ='Yield per colony', legend=False) 
sns.despine(right=False)
plt.ylabel('colony yield')
ax.figure.legend();

Chociaż nic szczególnego nie rzuca się w oczy w okolicach roku 2003, pozwala nam to zakończyć tę lekcję na nieco bardziej optymistycznej nucie: mimo że ogólnie liczba kolonii maleje, ich liczba stabilizuje się, nawet jeśli ich wydajność na kolonię spada.

Naprzód, pszczoły, naprzód!

🐝❤️

🚀 Wyzwanie

W tej lekcji dowiedziałeś się nieco więcej o innych zastosowaniach wykresów punktowych i siatek wykresów, w tym siatek wykresów. Podejmij wyzwanie, tworząc siatkę wykresów, używając innego zestawu danych, może takiego, który używałeś wcześniej w tych lekcjach. Zauważ, jak długo zajmuje ich tworzenie i jak musisz być ostrożny w kwestii liczby siatek, które chcesz wygenerować, korzystając z tych technik.

Quiz po wykładzie

Przegląd i samodzielna nauka

Wykresy liniowe mogą być proste lub dość złożone. Przeczytaj trochę więcej w dokumentacji Seaborn o różnych sposobach ich budowy. Spróbuj ulepszyć wykresy liniowe, które stworzyłeś w tej lekcji, korzystając z innych metod wymienionych w dokumentacji.

Zadanie

Zanurz się w ulu

Zastrzeżenie:
Ten dokument został przetłumaczony za pomocą usługi tłumaczenia AI Co-op Translator. Chociaż dokładamy wszelkich starań, aby tłumaczenie było precyzyjne, prosimy pamiętać, że automatyczne tłumaczenia mogą zawierać błędy lub nieścisłości. Oryginalny dokument w jego rodzimym języku powinien być uznawany za autorytatywne źródło. W przypadku informacji o kluczowym znaczeniu zaleca się skorzystanie z profesjonalnego tłumaczenia przez człowieka. Nie ponosimy odpowiedzialności za jakiekolwiek nieporozumienia lub błędne interpretacje wynikające z użycia tego tłumaczenia.

12 KiB Raw Permalink Blame History