Анализ данных с помощью pandas. Часть 5: ищем самый снежный месяц

Мы уже видели, что pandas хорошо умеет обращаться с датами. Но он также хорошо умеет работать со строками! Возьмём наши данные из предыдущей части.

%matplotlib inline
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np

pd.options.display.max_rows = 7
plt.style.use('ggplot')
plt.rcParams['figure.figsize'] = (15, 3)
plt.rcParams['font.family'] = 'sans-serif'

weather_2012 = pd.read_csv('data/weather_2012.csv', parse_dates=True, index_col='Date/Time')
weather_2012[:5]

Операции над строками в pandas

Мы видим, что столбец 'Weather' содержит текстовое описание погоды за час. Предположим, что снежная погода в описании содержит "Snow".

pandas позволяет векторизовать операции над строками, позволяя эффективно обрабатывать столбцы. В документации есть много хороших примеров.

weather_description = weather_2012['Weather']
is_snowing = weather_description.str.contains('Snow')

Этот код даёт нам бинарный вектор, который не очень красиво выглядит, поэтому мы построим график.

is_snowing[:5]

Date/Time
2012-01-01 00:00:00    False
2012-01-01 01:00:00    False
2012-01-01 02:00:00    False
2012-01-01 03:00:00    False
2012-01-01 04:00:00    False
Name: Weather, dtype: bool

In [5]:

is_snowing.plot()

Out[5]:

Находим снежные месяцы

Если мы хотим медианную температуру за каждый месяц, нужно использовать метод resample(), как в примере:

In [6]:

weather_2012['Temp (C)'].resample('M').median().plot(kind='bar')

Out[6]:

Внезапно, июль и август оказались самыми тёплыми.

Что касается снега, можно считать, что мы имеем дело с векторами из нулей и единиц, вместо True и False:

is_snowing.astype(int)[:10]

Date/Time
2012-01-01 00:00:00    0
2012-01-01 01:00:00    0
2012-01-01 02:00:00    0
                      ..
2012-01-01 07:00:00    0
2012-01-01 08:00:00    0
2012-01-01 09:00:00    0
Name: Weather, dtype: int64

а затем использовать resample, чтобы найти процент времени, когда шёл снег.

is_snowing.astype(int).resample('M').mean()

Date/Time
2012-01-31    0.240591
2012-02-29    0.162356
2012-03-31    0.087366
                ...   
2012-10-31    0.000000
2012-11-30    0.038889
2012-12-31    0.251344
Freq: M, Name: Weather, dtype: float64

In [9]:

is_snowing.astype(int).resample('M').mean().plot(kind='bar')

Out[9]:

Теперь мы знаем! В 2012, декабрь был самым снежным месяцем.

Строим графики температур и снежности вместе

Также можно объединить эти 2 статистики в один DataFrame и построить их графики вместе:

temperature = weather_2012['Temp (C)'].resample('M').median()
is_snowing = weather_2012['Weather'].str.contains('Snow')
snowiness = is_snowing.astype(int).resample('M').mean()

# Name the columns
temperature.name = "Temperature"
snowiness.name = "Snowiness"

Снова используем concat, чтобы объединить колонки в один DataFrame.

stats = pd.concat([temperature, snowiness], axis=1)
stats

In [12]:

stats.plot(kind='bar')

Out[12]:

Ох, это не работает, потому что масштаб выбран неправильно. Лучше построим их на двух разных графиках:

In [13]:

stats.plot(kind='bar', subplots=True, figsize=(15, 10))

Out[13]:

array([,
       ], dtype=object)