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.
218 lines
21 KiB
218 lines
21 KiB
<!--
|
|
CO_OP_TRANSLATOR_METADATA:
|
|
{
|
|
"original_hash": "80a20467e046d312809d008395051fc7",
|
|
"translation_date": "2025-09-05T21:34:36+00:00",
|
|
"source_file": "3-Data-Visualization/10-visualization-distributions/README.md",
|
|
"language_code": "th"
|
|
}
|
|
-->
|
|
# การแสดงภาพการกระจายตัวของข้อมูล
|
|
|
|
|](../../sketchnotes/10-Visualizing-Distributions.png)|
|
|
|:---:|
|
|
| การแสดงภาพการกระจายตัวของข้อมูล - _ภาพสเก็ตช์โดย [@nitya](https://twitter.com/nitya)_ |
|
|
|
|
ในบทเรียนก่อนหน้านี้ คุณได้เรียนรู้ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับชุดข้อมูลเกี่ยวกับนกในรัฐมินนิโซตา คุณพบข้อมูลที่ผิดพลาดโดยการแสดงภาพจุดที่อยู่นอกกรอบ และได้ดูความแตกต่างระหว่างหมวดหมู่นกโดยพิจารณาจากความยาวสูงสุดของพวกมัน
|
|
|
|
## [แบบทดสอบก่อนเรียน](https://ff-quizzes.netlify.app/en/ds/quiz/18)
|
|
## สำรวจชุดข้อมูลนก
|
|
|
|
อีกวิธีหนึ่งในการเจาะลึกข้อมูลคือการดูการกระจายตัวของข้อมูล หรือวิธีที่ข้อมูลถูกจัดเรียงตามแกนตัวอย่าง เช่น คุณอาจต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับการกระจายตัวทั่วไปของความกว้างปีกสูงสุดหรือมวลร่างกายสูงสุดของนกในรัฐมินนิโซตาในชุดข้อมูลนี้
|
|
|
|
มาค้นพบข้อเท็จจริงบางอย่างเกี่ยวกับการกระจายตัวของข้อมูลในชุดข้อมูลนี้กัน ในไฟล์ _notebook.ipynb_ ที่อยู่ในโฟลเดอร์บทเรียนนี้ ให้ import Pandas, Matplotlib และข้อมูลของคุณ:
|
|
|
|
```python
|
|
import pandas as pd
|
|
import matplotlib.pyplot as plt
|
|
birds = pd.read_csv('../../data/birds.csv')
|
|
birds.head()
|
|
```
|
|
|
|
| | Name | ScientificName | Category | Order | Family | Genus | ConservationStatus | MinLength | MaxLength | MinBodyMass | MaxBodyMass | MinWingspan | MaxWingspan |
|
|
| ---: | :--------------------------- | :--------------------- | :-------------------- | :----------- | :------- | :---------- | :----------------- | --------: | --------: | ----------: | ----------: | ----------: | ----------: |
|
|
| 0 | Black-bellied whistling-duck | Dendrocygna autumnalis | Ducks/Geese/Waterfowl | Anseriformes | Anatidae | Dendrocygna | LC | 47 | 56 | 652 | 1020 | 76 | 94 |
|
|
| 1 | Fulvous whistling-duck | Dendrocygna bicolor | Ducks/Geese/Waterfowl | Anseriformes | Anatidae | Dendrocygna | LC | 45 | 53 | 712 | 1050 | 85 | 93 |
|
|
| 2 | Snow goose | Anser caerulescens | Ducks/Geese/Waterfowl | Anseriformes | Anatidae | Anser | LC | 64 | 79 | 2050 | 4050 | 135 | 165 |
|
|
| 3 | Ross's goose | Anser rossii | Ducks/Geese/Waterfowl | Anseriformes | Anatidae | Anser | LC | 57.3 | 64 | 1066 | 1567 | 113 | 116 |
|
|
| 4 | Greater white-fronted goose | Anser albifrons | Ducks/Geese/Waterfowl | Anseriformes | Anatidae | Anser | LC | 64 | 81 | 1930 | 3310 | 130 | 165 |
|
|
|
|
โดยทั่วไป คุณสามารถดูการกระจายตัวของข้อมูลได้อย่างรวดเร็วโดยใช้ scatter plot เหมือนที่เราเคยทำในบทเรียนก่อนหน้านี้:
|
|
|
|
```python
|
|
birds.plot(kind='scatter',x='MaxLength',y='Order',figsize=(12,8))
|
|
|
|
plt.title('Max Length per Order')
|
|
plt.ylabel('Order')
|
|
plt.xlabel('Max Length')
|
|
|
|
plt.show()
|
|
```
|
|
|
|
|
|
นี่เป็นภาพรวมของการกระจายตัวทั่วไปของความยาวร่างกายต่อลำดับของนก แต่ไม่ใช่วิธีที่เหมาะสมที่สุดในการแสดงการกระจายตัวที่แท้จริง งานนี้มักจะทำโดยการสร้าง Histogram
|
|
|
|
## การทำงานกับ Histogram
|
|
|
|
Matplotlib มีวิธีที่ดีมากในการแสดงภาพการกระจายตัวของข้อมูลโดยใช้ Histogram ซึ่งเป็นกราฟที่คล้ายกับกราฟแท่งที่การกระจายตัวสามารถเห็นได้จากการเพิ่มขึ้นและลดลงของแท่ง เพื่อสร้าง Histogram คุณต้องมีข้อมูลเชิงตัวเลข ในการสร้าง Histogram คุณสามารถวาดกราฟโดยกำหนดชนิดเป็น 'hist' สำหรับ Histogram กราฟนี้แสดงการกระจายตัวของ MaxBodyMass สำหรับช่วงข้อมูลตัวเลขทั้งหมดในชุดข้อมูล โดยการแบ่งข้อมูลที่ได้รับออกเป็นกลุ่มย่อย (bins) จะสามารถแสดงการกระจายตัวของค่าข้อมูลได้:
|
|
|
|
```python
|
|
birds['MaxBodyMass'].plot(kind = 'hist', bins = 10, figsize = (12,12))
|
|
plt.show()
|
|
```
|
|
|
|
|
|
ดังที่คุณเห็น นกส่วนใหญ่ในชุดข้อมูลกว่า 400 ตัวนี้มีมวลร่างกายสูงสุดต่ำกว่า 2000 ลองเปลี่ยนพารามิเตอร์ `bins` เป็นค่าที่สูงขึ้น เช่น 30 เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติม:
|
|
|
|
```python
|
|
birds['MaxBodyMass'].plot(kind = 'hist', bins = 30, figsize = (12,12))
|
|
plt.show()
|
|
```
|
|
|
|
|
|
กราฟนี้แสดงการกระจายตัวในลักษณะที่ละเอียดขึ้นเล็กน้อย คุณสามารถสร้างกราฟที่ไม่เอียงไปทางซ้ายมากนักโดยเลือกข้อมูลเฉพาะในช่วงที่กำหนด:
|
|
|
|
กรองข้อมูลของคุณเพื่อเลือกเฉพาะนกที่มีมวลร่างกายต่ำกว่า 60 และแสดง 40 `bins`:
|
|
|
|
```python
|
|
filteredBirds = birds[(birds['MaxBodyMass'] > 1) & (birds['MaxBodyMass'] < 60)]
|
|
filteredBirds['MaxBodyMass'].plot(kind = 'hist',bins = 40,figsize = (12,12))
|
|
plt.show()
|
|
```
|
|
|
|
|
|
✅ ลองใช้ตัวกรองและจุดข้อมูลอื่น ๆ เพื่อดูการกระจายตัวของข้อมูลทั้งหมด ลบตัวกรอง `['MaxBodyMass']` เพื่อแสดงการกระจายตัวที่มีการติดป้ายกำกับ
|
|
|
|
Histogram ยังมีการปรับปรุงสีและการติดป้ายกำกับที่น่าสนใจให้ลองใช้:
|
|
|
|
สร้าง Histogram แบบ 2D เพื่อเปรียบเทียบความสัมพันธ์ระหว่างการกระจายตัวสองแบบ ลองเปรียบเทียบ `MaxBodyMass` กับ `MaxLength` Matplotlib มีวิธีในตัวเพื่อแสดงการบรรจบกันโดยใช้สีที่สว่างขึ้น:
|
|
|
|
```python
|
|
x = filteredBirds['MaxBodyMass']
|
|
y = filteredBirds['MaxLength']
|
|
|
|
fig, ax = plt.subplots(tight_layout=True)
|
|
hist = ax.hist2d(x, y)
|
|
```
|
|
ดูเหมือนว่าจะมีความสัมพันธ์ที่คาดหวังระหว่างสององค์ประกอบนี้ตามแกนที่คาดไว้ โดยมีจุดบรรจบที่แข็งแกร่งจุดหนึ่ง:
|
|
|
|
|
|
|
|
Histogram ทำงานได้ดีโดยค่าเริ่มต้นสำหรับข้อมูลเชิงตัวเลข แล้วถ้าคุณต้องการดูการกระจายตัวตามข้อมูลข้อความล่ะ?
|
|
|
|
## สำรวจชุดข้อมูลเพื่อดูการกระจายตัวโดยใช้ข้อมูลข้อความ
|
|
|
|
ชุดข้อมูลนี้ยังมีข้อมูลที่ดีเกี่ยวกับหมวดหมู่นก รวมถึงสกุล สปีชีส์ และวงศ์ รวมถึงสถานะการอนุรักษ์ ลองเจาะลึกข้อมูลการอนุรักษ์นี้ดู การกระจายตัวของนกตามสถานะการอนุรักษ์เป็นอย่างไร?
|
|
|
|
> ✅ ในชุดข้อมูลนี้ มีการใช้คำย่อหลายคำเพื่ออธิบายสถานะการอนุรักษ์ คำย่อเหล่านี้มาจาก [IUCN Red List Categories](https://www.iucnredlist.org/) ซึ่งเป็นองค์กรที่จัดทำรายการสถานะของสปีชีส์
|
|
>
|
|
> - CR: ใกล้สูญพันธุ์อย่างยิ่ง
|
|
> - EN: ใกล้สูญพันธุ์
|
|
> - EX: สูญพันธุ์
|
|
> - LC: ไม่เป็นที่กังวล
|
|
> - NT: ใกล้ถูกคุกคาม
|
|
> - VU: มีความเสี่ยง
|
|
|
|
เนื่องจากค่าดังกล่าวเป็นข้อความ คุณจะต้องทำการแปลงเพื่อสร้าง Histogram โดยใช้ dataframe ที่กรองแล้ว แสดงสถานะการอนุรักษ์ควบคู่กับความกว้างปีกขั้นต่ำ คุณเห็นอะไรบ้าง?
|
|
|
|
```python
|
|
x1 = filteredBirds.loc[filteredBirds.ConservationStatus=='EX', 'MinWingspan']
|
|
x2 = filteredBirds.loc[filteredBirds.ConservationStatus=='CR', 'MinWingspan']
|
|
x3 = filteredBirds.loc[filteredBirds.ConservationStatus=='EN', 'MinWingspan']
|
|
x4 = filteredBirds.loc[filteredBirds.ConservationStatus=='NT', 'MinWingspan']
|
|
x5 = filteredBirds.loc[filteredBirds.ConservationStatus=='VU', 'MinWingspan']
|
|
x6 = filteredBirds.loc[filteredBirds.ConservationStatus=='LC', 'MinWingspan']
|
|
|
|
kwargs = dict(alpha=0.5, bins=20)
|
|
|
|
plt.hist(x1, **kwargs, color='red', label='Extinct')
|
|
plt.hist(x2, **kwargs, color='orange', label='Critically Endangered')
|
|
plt.hist(x3, **kwargs, color='yellow', label='Endangered')
|
|
plt.hist(x4, **kwargs, color='green', label='Near Threatened')
|
|
plt.hist(x5, **kwargs, color='blue', label='Vulnerable')
|
|
plt.hist(x6, **kwargs, color='gray', label='Least Concern')
|
|
|
|
plt.gca().set(title='Conservation Status', ylabel='Min Wingspan')
|
|
plt.legend();
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
ดูเหมือนว่าจะไม่มีความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างความกว้างปีกขั้นต่ำและสถานะการอนุรักษ์ ลองทดสอบองค์ประกอบอื่น ๆ ในชุดข้อมูลโดยใช้วิธีนี้ คุณสามารถลองใช้ตัวกรองที่แตกต่างกันได้ คุณพบความสัมพันธ์หรือไม่?
|
|
|
|
## กราฟความหนาแน่น
|
|
|
|
คุณอาจสังเกตเห็นว่า Histogram ที่เราดูมาจนถึงตอนนี้มีลักษณะเป็น 'ขั้นบันได' และไม่ได้ไหลอย่างราบรื่นในลักษณะโค้ง เพื่อแสดงกราฟความหนาแน่นที่ราบรื่นขึ้น คุณสามารถลองใช้กราฟความหนาแน่น
|
|
|
|
ในการทำงานกับกราฟความหนาแน่น ลองทำความคุ้นเคยกับไลบรารีการวาดกราฟใหม่ [Seaborn](https://seaborn.pydata.org/generated/seaborn.kdeplot.html)
|
|
|
|
โหลด Seaborn และลองสร้างกราฟความหนาแน่นพื้นฐาน:
|
|
|
|
```python
|
|
import seaborn as sns
|
|
import matplotlib.pyplot as plt
|
|
sns.kdeplot(filteredBirds['MinWingspan'])
|
|
plt.show()
|
|
```
|
|
|
|
|
|
คุณสามารถเห็นได้ว่ากราฟนี้สะท้อนกราฟก่อนหน้านี้สำหรับข้อมูลความกว้างปีกขั้นต่ำ เพียงแต่ดูราบรื่นขึ้นเล็กน้อย ตามเอกสารของ Seaborn "เมื่อเทียบกับ Histogram, KDE สามารถสร้างกราฟที่ดูไม่รกและตีความได้ง่ายกว่า โดยเฉพาะเมื่อวาดการกระจายตัวหลายแบบ แต่มีโอกาสที่จะเกิดการบิดเบือนหากการกระจายตัวพื้นฐานมีขอบเขตหรือไม่ราบรื่น เช่นเดียวกับ Histogram คุณภาพของการแสดงผลยังขึ้นอยู่กับการเลือกพารามิเตอร์การปรับให้ราบรื่นที่ดี" [source](https://seaborn.pydata.org/generated/seaborn.kdeplot.html) กล่าวคือ จุดที่อยู่นอกกรอบจะทำให้กราฟของคุณแสดงผลผิดปกติ
|
|
|
|
หากคุณต้องการกลับไปดูเส้น MaxBodyMass ที่เป็นขั้นบันไดในกราฟที่สองที่คุณสร้าง คุณสามารถทำให้มันราบรื่นได้ดีโดยสร้างใหม่ด้วยวิธีนี้:
|
|
|
|
```python
|
|
sns.kdeplot(filteredBirds['MaxBodyMass'])
|
|
plt.show()
|
|
```
|
|
|
|
|
|
หากคุณต้องการเส้นที่ราบรื่น แต่ไม่ราบรื่นเกินไป ให้แก้ไขพารามิเตอร์ `bw_adjust`:
|
|
|
|
```python
|
|
sns.kdeplot(filteredBirds['MaxBodyMass'], bw_adjust=.2)
|
|
plt.show()
|
|
```
|
|
|
|
|
|
✅ อ่านเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่มีอยู่สำหรับกราฟประเภทนี้และทดลองใช้!
|
|
|
|
กราฟประเภทนี้ให้การแสดงภาพที่อธิบายได้อย่างสวยงาม ด้วยโค้ดเพียงไม่กี่บรรทัด ตัวอย่างเช่น คุณสามารถแสดงความหนาแน่นของมวลร่างกายสูงสุดต่อลำดับของนก:
|
|
|
|
```python
|
|
sns.kdeplot(
|
|
data=filteredBirds, x="MaxBodyMass", hue="Order",
|
|
fill=True, common_norm=False, palette="crest",
|
|
alpha=.5, linewidth=0,
|
|
)
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
คุณยังสามารถทำแผนที่ความหนาแน่นของตัวแปรหลายตัวในกราฟเดียว ลองเปรียบเทียบความยาวสูงสุดและความยาวขั้นต่ำของนกกับสถานะการอนุรักษ์ของพวกมัน:
|
|
|
|
```python
|
|
sns.kdeplot(data=filteredBirds, x="MinLength", y="MaxLength", hue="ConservationStatus")
|
|
```
|
|
|
|
|
|
|
|
บางทีอาจคุ้มค่าที่จะวิจัยว่ากลุ่มของนกที่ 'มีความเสี่ยง' ตามความยาวของพวกมันมีความหมายหรือไม่
|
|
|
|
## 🚀 ความท้าทาย
|
|
|
|
Histogram เป็นกราฟประเภทที่ซับซ้อนกว่ากราฟ scatterplot, bar chart หรือ line chart แบบพื้นฐาน ลองค้นหาตัวอย่างการใช้ Histogram ที่ดีบนอินเทอร์เน็ต พวกมันถูกใช้ในลักษณะใด แสดงอะไร และมักถูกใช้ในสาขาหรือพื้นที่การศึกษาประเภทใด?
|
|
|
|
## [แบบทดสอบหลังเรียน](https://ff-quizzes.netlify.app/en/ds/quiz/19)
|
|
|
|
## ทบทวนและศึกษาด้วยตนเอง
|
|
|
|
ในบทเรียนนี้ คุณได้ใช้ Matplotlib และเริ่มทำงานกับ Seaborn เพื่อแสดงกราฟที่ซับซ้อนมากขึ้น ลองค้นคว้าเกี่ยวกับ `kdeplot` ใน Seaborn ซึ่งเป็น "กราฟความหนาแน่นความน่าจะเป็นต่อเนื่องในหนึ่งหรือหลายมิติ" อ่านเอกสาร [ที่นี่](https://seaborn.pydata.org/generated/seaborn.kdeplot.html) เพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงาน
|
|
|
|
## งานที่ได้รับมอบหมาย
|
|
|
|
[ใช้ทักษะของคุณ](assignment.md)
|
|
|
|
---
|
|
|
|
**ข้อจำกัดความรับผิดชอบ**:
|
|
เอกสารนี้ได้รับการแปลโดยใช้บริการแปลภาษา AI [Co-op Translator](https://github.com/Azure/co-op-translator) แม้ว่าเราจะพยายามให้การแปลมีความถูกต้อง แต่โปรดทราบว่าการแปลอัตโนมัติอาจมีข้อผิดพลาดหรือความไม่แม่นยำ เอกสารต้นฉบับในภาษาดั้งเดิมควรถือเป็นแหล่งข้อมูลที่เชื่อถือได้ สำหรับข้อมูลที่สำคัญ แนะนำให้ใช้บริการแปลภาษาจากผู้เชี่ยวชาญ เราไม่รับผิดชอบต่อความเข้าใจผิดหรือการตีความที่ผิดพลาดซึ่งเกิดจากการใช้การแปลนี้ |