13 KiB

Raw Permalink Blame History

Vizualizácia vzťahov: Všetko o mede 🍯


Vizualizácia vzťahov - Sketchnote od @nitya

Pokračujúc v prírodnom zameraní nášho výskumu, objavme zaujímavé vizualizácie na zobrazenie vzťahov medzi rôznymi druhmi medu podľa datasetu odvodeného z Ministerstva poľnohospodárstva Spojených štátov.

Tento dataset obsahuje približne 600 položiek a zobrazuje produkciu medu v mnohých štátoch USA. Napríklad môžete preskúmať počet kolónií, výnos na kolóniu, celkovú produkciu, zásoby, cenu za libru a hodnotu vyprodukovaného medu v danom štáte od roku 1998 do 2012, pričom každý riadok predstavuje jeden rok pre každý štát.

Bude zaujímavé vizualizovať vzťah medzi produkciou v danom štáte za rok a napríklad cenou medu v tom istom štáte. Alternatívne by ste mohli vizualizovať vzťah medzi výnosom medu na kolóniu v jednotlivých štátoch. Toto obdobie zahŕňa aj ničivý fenomén 'CCD' alebo 'Colony Collapse Disorder', ktorý bol prvýkrát zaznamenaný v roku 2006 (http://npic.orst.edu/envir/ccd.html), takže ide o dojímavý dataset na štúdium. 🐝

Kvíz pred prednáškou

V tejto lekcii môžete použiť knižnicu Seaborn, ktorú ste už používali, ako skvelý nástroj na vizualizáciu vzťahov medzi premennými. Obzvlášť zaujímavá je funkcia relplot v Seaborne, ktorá umožňuje rýchlo vytvárať bodové a čiarové grafy na vizualizáciu 'štatistických vzťahov', čo umožňuje dátovému analytikovi lepšie pochopiť, ako sa premenné navzájom ovplyvňujú.

Bodové grafy

Použite bodový graf na zobrazenie, ako sa cena medu vyvíjala rok čo rok v jednotlivých štátoch. Seaborn, pomocou relplot, pohodlne zoskupuje údaje podľa štátov a zobrazuje dátové body pre kategorizované aj číselné údaje.

Začnime importovaním údajov a knižnice Seaborn:

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

Všimnete si, že údaje o mede obsahujú niekoľko zaujímavých stĺpcov, vrátane roku a ceny za libru. Preskúmajme tieto údaje, zoskupené podľa štátov USA:

štát	počet kolónií	výnos na kolóniu	celková produkcia	zásoby	cena za libru	hodnota produkcie	rok
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

Vytvorte základný bodový graf na zobrazenie vzťahu medzi cenou za libru medu a jeho pôvodným štátom v USA. Nastavte os y dostatočne vysokú, aby zobrazila všetky štáty:

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

Teraz zobrazte tie isté údaje s farebnou schémou pripomínajúcou med, aby ste ukázali, ako sa cena vyvíja v priebehu rokov. Môžete to dosiahnuť pridaním parametra 'hue', ktorý ukáže zmenu rok čo rok:

✅ Viac o farebných paletách, ktoré môžete použiť v Seaborne - vyskúšajte krásnu dúhovú farebnú schému!

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

S touto zmenou farebnej schémy môžete vidieť, že cena za libru medu má zjavne silný progres v priebehu rokov. Ak sa pozriete na vzorku údajov (napríklad štát Arizona), môžete vidieť vzor zvyšovania cien rok čo rok, s niekoľkými výnimkami:

štát	počet kolónií	výnos na kolóniu	celková produkcia	zásoby	cena za libru	hodnota produkcie	rok
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

Ďalším spôsobom, ako vizualizovať tento progres, je použiť veľkosť namiesto farby. Pre používateľov s poruchami farebného videnia by to mohla byť lepšia možnosť. Upravte svoju vizualizáciu tak, aby zvýšenie ceny bolo znázornené zväčšením obvodu bodov:

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

Vidíte, že veľkosť bodov sa postupne zväčšuje.

Je to jednoduchý prípad ponuky a dopytu? Kvôli faktorom, ako je zmena klímy a kolaps kolónií, je k dispozícii menej medu na predaj rok čo rok, a preto cena rastie?

Aby sme objavili koreláciu medzi niektorými premennými v tomto datasete, preskúmajme niekoľko čiarových grafov.

Čiarové grafy

Otázka: Je zrejmý nárast ceny medu za libru rok čo rok? Najjednoduchšie to zistíte vytvorením jedného čiarového grafu:

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

Odpoveď: Áno, s niekoľkými výnimkami okolo roku 2003:

✅ Keďže Seaborn agreguje údaje do jednej čiary, zobrazuje "viacero meraní pre každú hodnotu x tým, že vykresľuje priemer a 95% interval spoľahlivosti okolo priemeru". Zdroj. Toto časovo náročné správanie môžete vypnúť pridaním ci=None.

Otázka: No, v roku 2003 môžeme tiež vidieť nárast v zásobách medu? Čo ak sa pozriete na celkovú produkciu rok čo rok?

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

Odpoveď: Nie celkom. Ak sa pozriete na celkovú produkciu, zdá sa, že v tomto konkrétnom roku skutočne vzrástla, aj keď všeobecne množstvo vyprodukovaného medu v týchto rokoch klesá.

Otázka: V tom prípade, čo mohlo spôsobiť ten nárast ceny medu okolo roku 2003?

Aby sme to zistili, môžeme preskúmať mriežku aspektov.

Mriežky aspektov

Mriežky aspektov berú jeden aspekt vášho datasetu (v našom prípade môžete zvoliť 'rok', aby sa nevytvorilo príliš veľa aspektov). Seaborn potom môže vytvoriť graf pre každý z týchto aspektov vašich zvolených súradníc x a y pre jednoduchšie vizuálne porovnanie. Vyniká rok 2003 v tomto type porovnania?

Vytvorte mriežku aspektov pokračovaním v používaní relplot, ako odporúča dokumentácia Seaborn.

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

V tejto vizualizácii môžete porovnať výnos na kolóniu a počet kolónií rok čo rok, vedľa seba, s nastavením wrap na 3 pre stĺpce:

Pre tento dataset nič zvlášť nevyniká, pokiaľ ide o počet kolónií a ich výnos, rok čo rok a štát po štáte. Existuje iný spôsob, ako nájsť koreláciu medzi týmito dvoma premennými?

Dvojité čiarové grafy

Vyskúšajte viacnásobný čiarový graf prekrytím dvoch čiarových grafov na seba, pomocou funkcie Seaborn 'despine' na odstránenie horných a pravých osí a použitia ax.twinx odvodeného z Matplotlib. Twinx umožňuje grafu zdieľať os x a zobraziť dve osi y. Zobrazte výnos na kolóniu a počet kolónií, prekryté:

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();

Aj keď nič výrazne nevyniká okolo roku 2003, umožňuje nám to ukončiť túto lekciu na trochu pozitívnejšiu nôtu: aj keď počet kolónií celkovo klesá, ich počet sa stabilizuje, aj keď ich výnos na kolóniu klesá.

Do toho, včely, do toho!

🐝❤️

🚀 Výzva

V tejto lekcii ste sa dozvedeli viac o iných využitiach bodových grafov a mriežok aspektov, vrátane mriežok aspektov. Vyzvite sa na vytvorenie mriežky aspektov pomocou iného datasetu, možno takého, ktorý ste použili pred týmito lekciami. Všimnite si, ako dlho trvá ich vytvorenie a ako musíte byť opatrní pri počte mriežok, ktoré potrebujete vykresliť pomocou týchto techník.

Kvíz po prednáške

Prehľad a samoštúdium

Čiarové grafy môžu byť jednoduché alebo pomerne zložité. Prečítajte si trochu viac v dokumentácii Seaborn o rôznych spôsoboch, ako ich môžete vytvoriť. Skúste vylepšiť čiarové grafy, ktoré ste vytvorili v tejto lekcii, pomocou iných metód uvedených v dokumentácii.

Zadanie

Ponorte sa do úľa

Upozornenie:
Tento dokument bol preložený pomocou služby AI prekladu Co-op Translator. Hoci sa snažíme o presnosť, prosím, berte na vedomie, že automatizované preklady môžu obsahovať chyby alebo nepresnosti. Pôvodný dokument v jeho rodnom jazyku by mal byť považovaný za autoritatívny zdroj. Pre kritické informácie sa odporúča profesionálny ľudský preklad. Nie sme zodpovední za akékoľvek nedorozumenia alebo nesprávne interpretácie vyplývajúce z použitia tohto prekladu.

13 KiB Raw Permalink Blame History