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.

In [1]:
%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'
In [2]:
weather_2012 = pd.read_csv('data/weather_2012.csv', parse_dates=True, index_col='Date/Time')
weather_2012[:5]
Out[2]:
Temp (C) Dew Point Temp (C) Rel Hum (%) Wind Spd (km/h) Visibility (km) Stn Press (kPa) Weather
Date/Time
2012-01-01 00:00:00 -1.8 -3.9 86 4 8.0 101.24 Fog
2012-01-01 01:00:00 -1.8 -3.7 87 4 8.0 101.24 Fog
2012-01-01 02:00:00 -1.8 -3.4 89 7 4.0 101.26 Freezing Drizzle,Fog
2012-01-01 03:00:00 -1.5 -3.2 88 6 4.0 101.27 Freezing Drizzle,Fog
2012-01-01 04:00:00 -1.5 -3.3 88 7 4.8 101.23 Fog

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.

In [3]:
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.

In [4]:
is_snowing[:5]
Out[4]:
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:

In [7]:
is_snowing.astype(int)[:10]
Out[7]:
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.

In [8]:
is_snowing.astype(int).resample('M').mean()
Out[8]:
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:

In [10]:
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.

In [11]:
stats = pd.concat([temperature, snowiness], axis=1)
stats
Out[11]:
Temperature Snowiness
Date/Time
2012-01-31 -7.05 0.240591
2012-02-29 -4.10 0.162356
2012-03-31 2.60 0.087366
... ... ...
2012-10-31 11.30 0.000000
2012-11-30 1.05 0.038889
2012-12-31 -2.85 0.251344

12 rows × 2 columns

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)