美國各州人口數據分析


案例分析:美國各州人口數據分析

- 需求:
    - 導入文件,查看原始數據
    - 將人口數據和各州簡稱數據進行合並
    - 將合並的數據中重復的abbreviation列進行刪除
    - 查看存在缺失數據的列
    - 找到有哪些state/region使得state的值為NaN,進行去重操作
    - 為找到的這些state/region的state項補上正確的值,從而去除掉state這一列的所有NaN
    - 合並各州面積數據areas
    - 我們會發現area(sq.mi)這一列有缺失數據,找出是哪些行
    - 去除含有缺失數據的行
    - 找出2010年的全民人口數據
    - 計算各州的人口密度
    - 排序,並找出人口密度最高的五個州   df.sort_values()

# 1.導入文件,查看原始數據

import numpy as np
from pandas import DataFrame,Series
import pandas as pd

abb = pd.read_csv('./data/state-abbrevs.csv')
pop = pd.read_csv('./data/state-population.csv')
area = pd.read_csv('./data/state-areas.csv')

# 查看的數據
abb.head(1)

	state	abbreviation
0	Alabama		AL


pop.head(1)
	state/region	ages	year	population
0	AL			  under18	2012	1117489.0

# 2 將人口數據和各州簡稱數據進行合並
abb_pop = pd.merge(abb,pop,left_on='abbreviation',right_on='state/region',how='outer')
abb_pop.head(3)

		state	abbreviation	state/region	ages	 year	 population
0		Alabama		AL				AL		  under18	2012	1117489.0
1		Alabama		AL				AL		  total		2012	4817528.0
2		Alabama		AL				AL	       under18   2010	 1130966.0

# 3 將合並的數據中重復的abbreviation列進行刪除

abb_pop.drop(labels='abbreviation',axis=1,inplace=True)

# 4 查看存在缺失數據的列

abb_pop.isnull().any(axis=0)

state            True
state/region    False
ages            False
year            False
population       True
dtype: bool
# 5 找到有哪些state/region使得state的值為NaN,進行去重操作
#    找到哪些簡稱 的全稱為空  (就是先找到state中的空值 ,通過state在找到state/region)    
#    把簡稱找到以后 進行去重
#    找全稱為空,用該數據找到簡稱,然后去重

abb_pop.head(5)
	state	state/region	  ages		 year	 population
0	Alabama		AL			under18		2012	1117489.0
1	Alabama		AL			total		2012	4817528.0
2	Alabama		AL			under18		2010	1130966.0
3	Alabama		AL			total		2010	4785570.0
4	Alabama		AL			under18		2011	1125763.0


# 5.1.找出state中的空值

abb_pop['state'].isnull()


# 5.2.將布爾值作為元數據的行索引:定位到所有state為空對應的行數據

abb_pop.loc[abb_pop['state'].isnull()]


# 5.3.將空對應的行數據中的簡稱這一列的數據取出進行去重操作

abb_pop.loc[abb_pop['state'].isnull()]['state/region'].unique()
# array([], dtype=object)



# 6 為找到的這些state/region的state項補上正確的值,從而去除掉state這一列的所有NaN


# 6.1.找出USA對應state列中的空值
# 返回的是bool值
abb_pop['state/region'] == 'USA'


# 6.2.取出USA對應的行數據
abb_pop.loc[abb_pop['state/region'] == 'USA']
indexs = abb_pop.loc[abb_pop['state/region'] == 'USA'].index
indexs
Int64Index([2496, 2497, 2498, 2499, 2500, 2501, 2502, 2503, 2504, 2505, 2506,
            2507, 2508, 2509, 2510, 2511, 2512, 2513, 2514, 2515, 2516, 2517,
            2518, 2519, 2520, 2521, 2522, 2523, 2524, 2525, 2526, 2527, 2528,
            2529, 2530, 2531, 2532, 2533, 2534, 2535, 2536, 2537, 2538, 2539,
            2540, 2541, 2542, 2543],
           dtype='int64')


# 6.3.將USA對應的空值覆蓋成對應的值
abb_pop.loc[indexs,'state'] = 'United States'


# 6.4 找到PR所對應的行數據
abb_pop['state/region'] == 'PR'
abb_pop.loc[abb_pop['state/region'] == 'PR']
indexs = abb_pop.loc[abb_pop['state/region'] == 'PR'].index
abb_pop.loc[indexs,'state'] = 'ppprrr'


area.head()

	state	 area (sq. mi)
0	Alabama		52423
1	Alaska		656425
2	Arizona		114006
3	Arkansas	53182
4	California	163707

# 7 合並各州面積數據areas
abb_pop_area = pd.merge(abb_pop,area,how='outer')
abb_pop_area.head()


	state	state/region	ages	year	population	area (sq. mi)
0	Alabama		AL		  under18	2012.0	1117489.0	52423.0
1	Alabama		AL		  total		2012.0	4817528.0	52423.0
2	Alabama		AL		  under18	2010.0	1130966.0	52423.0
3	Alabama		AL		  total	 	2010.0	4785570.0	52423.0
4	Alabama		AL		  under18	2011.0	1125763.0	52423.0



# 8 我們會發現area(sq.mi)這一列有缺失數據,找出是哪些行
# 9 去除含有缺失數據的行
abb_pop_area['area (sq. mi)'].isnull()
abb_pop_area.loc[abb_pop_area['area (sq. mi)'].isnull()]

# 獲取行索引
indexs = abb_pop_area.loc[abb_pop_area['area (sq. mi)'].isnull()].index

abb_pop_area.drop(labels=indexs,axis=0,inplace=True)



# 10 找出2010年的全民人口數據
# query 做條件查詢
df_2010 = abb_pop_area.query('year == 2010 & ages == "total"')
df_2010


# 11 計算各州的人口密度
abb_pop_area['midu'] = abb_pop_area['population'] / abb_pop_area['area (sq. mi)']
abb_pop_area.head(1)


	state	state/region	ages	year	population	area (sq. mi)	  midu
0	Alabama		AL		  under18	2012.0	1117489.0	52423.0			21.316769
# 12 排序,並找出人口密度最高的五個州   df.sort_values()
abb_pop_area.sort_values(by='midu',axis=0,ascending=False)


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