You can not select more than 25 topics
Topics must start with a letter or number, can include dashes ('-') and can be up to 35 characters long.
184 lines
12 KiB
184 lines
12 KiB
<!--
|
|
CO_OP_TRANSLATOR_METADATA:
|
|
{
|
|
"original_hash": "cad419b574d5c35eaa417e9abfdcb0c8",
|
|
"translation_date": "2025-08-24T22:40:38+00:00",
|
|
"source_file": "3-Data-Visualization/12-visualization-relationships/README.md",
|
|
"language_code": "pl"
|
|
}
|
|
-->
|
|
# Wizualizacja relacji: Wszystko o miodzie 🍯
|
|
|
|
| ](../../sketchnotes/12-Visualizing-Relationships.png)|
|
|
|:---:|
|
|
|Wizualizacja relacji - _Sketchnote autorstwa [@nitya](https://twitter.com/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](https://www.nass.usda.gov/About_NASS/index.php).
|
|
|
|
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](https://purple-hill-04aebfb03.1.azurestaticapps.net/quiz/22)
|
|
|
|
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](https://seaborn.pydata.org/tutorial/relational.html?highlight=relationships)', 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:
|
|
|
|
```python
|
|
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:
|
|
|
|
```python
|
|
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](https://seaborn.pydata.org/tutorial/color_palettes.html) - wypróbuj piękną tęczową paletę kolorów!
|
|
|
|
```python
|
|
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:
|
|
|
|
```python
|
|
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:
|
|
|
|
```python
|
|
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](https://seaborn.pydata.org/tutorial/relational.html). 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?
|
|
|
|
```python
|
|
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](https://seaborn.pydata.org/generated/seaborn.FacetGrid.html?highlight=facetgrid#seaborn.FacetGrid).
|
|
|
|
```python
|
|
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](https://matplotlib.org/stable/api/_as_gen/matplotlib.axes.Axes.twinx.html). Twinx pozwala wykresowi dzielić oś x i wyświetlać dwie osie y. Wyświetl wydajność na kolonię i liczbę kolonii, nałożone na siebie:
|
|
|
|
```python
|
|
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](https://purple-hill-04aebfb03.1.azurestaticapps.net/quiz/23)
|
|
|
|
## Przegląd i samodzielna nauka
|
|
|
|
Wykresy liniowe mogą być proste lub dość złożone. Przeczytaj trochę więcej w [dokumentacji Seaborn](https://seaborn.pydata.org/generated/seaborn.lineplot.html) 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](assignment.md)
|
|
|
|
**Zastrzeżenie**:
|
|
Ten dokument został przetłumaczony za pomocą usługi tłumaczenia AI [Co-op Translator](https://github.com/Azure/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. |