Data-Science-For-Beginners/translations/lt/3-Data-Visualization/12-visualization-relationships

Vizualizuojame ryšius: Viskas apie medų 🍯

Ryšių vizualizavimas - Sketchnote by @nitya

Tęsdami gamtos tematiką mūsų tyrimuose, atraskime įdomius būdus vizualizuoti ryšius tarp įvairių medaus rūšių, remdamiesi duomenų rinkiniu, gautu iš JAV Žemės ūkio departamento.

Šis maždaug 600 įrašų duomenų rinkinys rodo medaus gamybą įvairiose JAV valstijose. Pavyzdžiui, galite analizuoti kolonijų skaičių, derlių vienai kolonijai, bendrą gamybą, atsargas, kainą už svarą ir medaus vertę tam tikroje valstijoje nuo 1998 iki 2012 metų, kur kiekviena eilutė atitinka vienerius metus kiekvienoje valstijoje.

Būtų įdomu vizualizuoti ryšį tarp tam tikros valstijos metinės gamybos ir, pavyzdžiui, medaus kainos toje valstijoje. Arba galite vizualizuoti ryšį tarp valstijų medaus derliaus vienai kolonijai. Šis laikotarpis apima niokojantį „kolonijų žlugimo sutrikimą“ (angl. Colony Collapse Disorder, CCD), pirmą kartą pastebėtą 2006 m. (http://npic.orst.edu/envir/ccd.html), todėl tai yra prasmingas duomenų rinkinys tyrimui. 🐝

Prieš paskaitą vykdomas testas

Šioje pamokoje galite naudoti Seaborn biblioteką, kurią jau naudojote anksčiau, kaip puikų įrankį vizualizuoti ryšius tarp kintamųjų. Ypač įdomi yra Seaborn funkcija relplot, leidžianti greitai kurti sklaidos diagramas ir linijines diagramas, skirtas 'statistiniams ryšiams' vizualizuoti. Tai padeda duomenų mokslininkams geriau suprasti, kaip kintamieji yra susiję tarpusavyje.

Sklaidos diagramos

Naudokite sklaidos diagramą, kad parodytumėte, kaip medaus kaina keitėsi metai iš metų kiekvienoje valstijoje. Seaborn, naudodamas relplot, patogiai grupuoja valstijų duomenis ir rodo duomenų taškus tiek kategoriniams, tiek skaitiniams duomenims.

Pradėkime importuodami duomenis ir Seaborn:

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

Pastebėsite, kad medaus duomenyse yra keletas įdomių stulpelių, įskaitant metus ir kainą už svarą. Išnagrinėkime šiuos duomenis, suskirstytus pagal JAV valstijas:

valstija	kolonijų skaičius	derlius vienai kolonijai	bendra gamyba	atsargos	kaina už svarą	gamybos vertė	metai
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

Sukurkite paprastą sklaidos diagramą, kad parodytumėte ryšį tarp medaus kainos už svarą ir jo kilmės valstijos. Padarykite y ašį pakankamai aukštą, kad būtų matomos visos valstijos:

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

Dabar parodykite tuos pačius duomenis su medaus spalvų schema, kad pavaizduotumėte, kaip kaina keitėsi per metus. Tai galite padaryti pridėdami 'hue' parametrą, kuris parodys pokyčius metai iš metų:

✅ Sužinokite daugiau apie spalvų paletes, kurias galite naudoti Seaborn - išbandykite gražią vaivorykštės spalvų schemą!

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

Naudodami šią spalvų schemą, galite pastebėti, kad medaus kaina už svarą akivaizdžiai didėja metai iš metų. Iš tiesų, jei patikrinsite duomenų pavyzdį (pavyzdžiui, Arizonos valstiją), galite pastebėti kainų didėjimo tendenciją su keliomis išimtimis:

valstija	kolonijų skaičius	derlius vienai kolonijai	bendra gamyba	atsargos	kaina už svarą	gamybos vertė	metai
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

Kitas būdas vizualizuoti šį progresą yra naudoti dydį, o ne spalvą. Spalvų neskiriantiems vartotojams tai gali būti geresnis pasirinkimas. Redaguokite savo vizualizaciją, kad kainos didėjimas būtų parodytas didėjančiu taško apskritimu:

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

Galite pastebėti, kaip taškų dydis palaipsniui didėja.

Ar tai paprastas pasiūlos ir paklausos atvejis? Dėl tokių veiksnių kaip klimato kaita ir kolonijų žlugimas, ar metai iš metų mažėja medaus pasiūla, todėl kaina kyla?

Norėdami atrasti koreliaciją tarp kai kurių šio duomenų rinkinio kintamųjų, panagrinėkime keletą linijinių diagramų.

Linijinės diagramos

Klausimas: Ar yra aiškus medaus kainos už svarą kilimas metai iš metų? Tai galite lengviausiai pastebėti sukurdami vieną linijinę diagramą:

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

Atsakymas: Taip, su keliomis išimtimis apie 2003 metus:

✅ Kadangi Seaborn agreguoja duomenis aplink vieną liniją, jis rodo „kelis matavimus kiekvienoje x reikšmėje, braižydamas vidurkį ir 95% pasitikėjimo intervalą aplink vidurkį“. Šaltinis. Šį laikui imlų veiksmą galima išjungti pridėjus ci=None.

Klausimas: Na, o 2003 metais, ar taip pat matome medaus pasiūlos šuolį? Ką, jei pažvelgtume į bendrą gamybą metai iš metų?

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

Atsakymas: Ne visai. Jei pažvelgsite į bendrą gamybą, ji iš tikrųjų atrodo padidėjusi tais metais, nors apskritai medaus gamyba mažėja per šiuos metus.

Klausimas: Tokiu atveju, kas galėjo sukelti medaus kainos šuolį apie 2003 metus?

Norėdami tai išsiaiškinti, galite naudoti facet grid.

Facet grid

Facet grid leidžia pasirinkti vieną jūsų duomenų rinkinio aspektą (mūsų atveju galite pasirinkti 'metus', kad būtų išvengta per daug facetų). Seaborn tada gali sukurti diagramą kiekvienam iš šių aspektų, naudojant pasirinktus x ir y koordinates, kad būtų lengviau palyginti. Ar 2003 metai išsiskiria tokiame palyginime?

Sukurkite facet grid, toliau naudodami relplot, kaip rekomenduoja Seaborn dokumentacija.

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

Šioje vizualizacijoje galite palyginti derlių vienai kolonijai ir kolonijų skaičių metai iš metų, šalia vienas kito, su wrap nustatytu 3 stulpeliams:

Šiame duomenų rinkinyje niekas ypatingai neišsiskiria, kalbant apie kolonijų skaičių ir jų derlių metai iš metų bei valstija iš valstijos. Ar yra kitas būdas ieškoti koreliacijos tarp šių dviejų kintamųjų?

Dvigubos linijinės diagramos

Išbandykite daugiagubą linijinę diagramą, uždėdami dvi linijines diagramas vieną ant kitos, naudodami Seaborn funkciją 'despine', kad pašalintumėte viršutines ir dešines ašis, ir naudodami ax.twinx iš Matplotlib. Twinx leidžia diagramai dalintis x ašimi ir rodyti dvi y ašis. Taigi, parodykite derlių vienai kolonijai ir kolonijų skaičių, uždėtus vieną ant kito:

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();

Nors niekas akivaizdžiai neišsiskiria apie 2003 metus, tai leidžia mums užbaigti šią pamoką šiek tiek linksmesne nata: nors kolonijų skaičius apskritai mažėja, jų skaičius stabilizuojasi, net jei derlius vienai kolonijai mažėja.

Pirmyn, bitės, pirmyn!

🐝❤️

🚀 Iššūkis

Šioje pamokoje sužinojote daugiau apie sklaidos diagramų ir linijinių tinklų, įskaitant facet grid, naudojimą. Iššūkis sau: sukurkite facet grid naudodami kitą duomenų rinkinį, galbūt tą, kurį naudojote prieš šias pamokas. Atkreipkite dėmesį, kiek laiko užtrunka jų kūrimas ir kaip reikia būti atsargiems dėl to, kiek tinklų reikia piešti naudojant šiuos metodus.

Po paskaitos vykdomas testas

Peržiūra ir savarankiškas mokymasis

Linijinės diagramos gali būti paprastos arba gana sudėtingos. Šiek tiek paskaitykite Seaborn dokumentacijoje apie įvairius būdus, kaip jas kurti. Pabandykite patobulinti linijines diagramas, kurias sukūrėte šioje pamokoje, naudodami kitus metodus, išvardytus dokumentacijoje.

Užduotis

Pasinerkite į avilį

---

Atsakomybės apribojimas:
Šis dokumentas buvo išverstas naudojant dirbtinio intelekto vertimo paslaugą Co-op Translator. Nors siekiame tikslumo, atkreipiame dėmesį, kad automatiniai vertimai gali turėti klaidų ar netikslumų. Originalus dokumentas jo gimtąja kalba turėtų būti laikomas autoritetingu šaltiniu. Kritinei informacijai rekomenduojama naudotis profesionalių vertėjų paslaugomis. Mes neprisiimame atsakomybės už nesusipratimus ar klaidingus aiškinimus, kylančius dėl šio vertimo naudojimo.