Визуализация данных это наиболее эффективный метод иллюстрации и объяснения сложной информации, особенно числовых данных, в простой и удобоваримой форме. Кроме того, при грамотном исполнении, инфографика при интерпретации данных позволяет уменьшить или смягчить систематические ошибки. Один из заслуживающих особого внимания видов визуализации — анимированные фоновые картограммы или хороплеты. И в данной статье мы, используя эти виды, визуализируем пандемию коронавируса, что на данный момент очень актуально.
Но прежде чем начать, давайте разберем определения. Фоновая картограмма или хороплет — это тип тематической карты, на которой области или регионы заштрихованы пропорционально и в соответствии со значением заданного измерения данных.
Статические хороплеты наиболее полезны, когда надо сравнить какие то показатели по регионам. Например, сравнить уровень преступности в данный момент в каждом субъекте Российской Федерации, что можно визуализировать с помощью статической фоновой картограммы.
Анимированная или динамическая фоновая картограмма похожа на статическую, за исключением того, что добавляется время. Это третье измерение делает визуализацию исключительно интересной и мощной.
Для визуализации пандемии коронавируса, я использовал набор данных Novel Corona Virus 2019 от Kaggle, который можно найти здесь. Набор данных получен из нескольких источников, включая Всемирную организацию здравоохранения, Национальную комиссию здравоохранения Китайской Народной Республики и Центры США по контролю за заболеваниями.
Статический хороплет
Начнем мы с создания статического хороплета. Работать я буду в привычном мне PyCharm. Первым делом, я открываю редактор и создаю проект. После создания, я добавляю в него папку, под названием “data”, где у меня будет хранится файл csv формата, скаченный с Kaggle и содержащий данные о пандемии по всему миру.
После этого, я, через терминал, устанавливаю необходимые библиотеки. Команды для установки представлены ниже:
pip install numpy pip install pandas pip install plotly
Проделав операции выше, создаем python файл, и мы готовы к визуализации. Код для этой инфографики выглядит следующим образом:
#Статический хороплет
# Импорт библиотек
import numpy as np
import pandas as pd
import plotly as py
import plotly.express as px
import plotly.graph_objs as go
from plotly.subplots import make_subplots
from plotly.offline import download_plotlyjs, init_notebook_mode, plot, iplot
# Чтение данных
df = pd.read_csv("data/covid_19_data.csv")
# Переименуем колонки
df = df.rename(columns={'Country/Region':'Страна'})
df = df.rename(columns={'ObservationDate':'Дата'})
df = df.rename(columns={'Confirmed':'Подтверждено'})
# Манипуляции с оригиналом Dataframe
df_countries = df.groupby(['Страна', 'Дата']).sum().reset_index().sort_values('Дата', ascending=False)
df_countries = df_countries.drop_duplicates(subset = ['Страна'])
df_countries = df_countries[df_countries['Подтверждено']>0]
# Создание фоновой картограммы
fig = go.Figure(data=go.Choropleth(
locations = df_countries['Страна'],
locationmode = 'country names',
z = df_countries['Подтверждено'],
colorscale = 'Reds',
marker_line_color = 'black',
marker_line_width = 0.5,
))
fig.update_layout(
title_text = 'Подтверждённые заболевания 28 марта 2020',
title_x = 0.5,
geo=dict(
showframe = False,
showcoastlines = False,
projection_type = 'equirectangular'
)
)
fig.write_html('Static_choroplete.html', auto_open=True)
Здесь, мы импортируем установленные ранее библиотеки, после читаем csv файл из которого будем брать данные, указывая при этом его местонахождение и название. Далее, переименовываем колонки для удобного восприятия и проводим некоторые манипуляции с оригиналом Dataframe: группировки и возвращения ряда с удаленными повторяющимися значениями. После создаем фоновую картограмму и последней командой мы указываем на создание и запуск html файла, содержащий наши данные. Результат представлен ниже:
На рисунке, представлена статическая диаграмма общего количества подтвержденных случаев коронавируса по странам по состоянию на 28 марта 2020 года. Вы можете видеть, что страны с наибольшим количеством подтверждённых случаев заболевания — это США, Китай и Италия, а также несколько других европейских стран.
Анимированная фоновая картограмма
Сейчас, вы увидите, насколько, по сравнению со статической, более эффектна и интересна анимированная фоновая картограмма. Для этого, создаем новый python файл и прописываем следующий код:
#Анимированная фоновая картограмма
# Импорт библиотек
import numpy as np
import pandas as pd
import plotly as py
import plotly.express as px
import plotly.graph_objs as go
from plotly.subplots import make_subplots
from plotly.offline import download_plotlyjs, init_notebook_mode, plot, iplot
# Чтение данных
df = pd.read_csv("data/covid_19_data.csv")
# Переименуем колонки
df = df.rename(columns={'Country/Region': 'Страна'})
df = df.rename(columns={'ObservationDate': 'Дата'})
df = df.rename(columns={'Confirmed': 'Подтверждено'})
# Манипуляции с оригиналом Dataframe
df_countrydate = df[df['Подтверждено'] > 0]
df_countrydate = df_countrydate.groupby(['Дата', 'Страна']).sum().reset_index()
df_countrydate
# Создание фоновой картограммы
fig = px.choropleth(df_countrydate,
locations="Страна",
locationmode="country names",
color="Подтверждено",
hover_name="Страна",
animation_frame="Дата"
)
fig.update_layout(
title_text='Глобальное распространение короновируса',
title_x=0.5,
geo=dict(
showframe=False,
showcoastlines=False,
))
fig.write_html('Animated_background_cartogram.html', auto_open=True)
В данном коде, мы проделываем те же операции, что и при статическом хороплете, но с небольшими отличиями. Результат представлен ниже:
На рисунке, мы видим общее количество подтвержденных случаев коронавируса по странам во времени. И вы можете видеть, что до недавнего времени больше всего заболевших было в Китае.