[Python] 빅데이터 분석 기초 - 필터링 (Filtering)

 

[Python] 빅데이터 분석 기초 - 집계 (Aggregation)

[Python] 빅데이터 분석 기초 - 인덱싱 (Indexing)

 

 수월한 인덱싱을 위해 특정 데이터를 따로 추출하는 선행 작업이 필터링이다. 특정 날짜 기간에 해당하는 데이터를 불러온다던지, 특정 키워드와 연관된 데이터를 가져오려면 단순 인덱싱만으로는 힘들 것이다. 이럴 때 필터링 과정을 통해 더욱 수월하게 데이터 인덱스를 추출할 수 있다.

df.info()

<class 'pandas.core.frame.DataFrame'>
RangeIndex: 74485 entries, 0 to 74484
Data columns (total 29 columns):
 #   Column     Non-Null Count  Dtype  
---  ------     --------------  -----  
 0   사고번호       74485 non-null  object 
 1   사고년도       74485 non-null  int64  
 2   사고월        74485 non-null  int64  
 3   사고일        74485 non-null  int64  
 4   사고시각       74485 non-null  int64  
 5   사고요일       74485 non-null  int64  
 6   시군구_대범주    74485 non-null  object 
 7   시군구_소범주    74485 non-null  object 
 8   사고내용       74485 non-null  object 
 9   사망자수       74485 non-null  int64  
 10  중상자수       74485 non-null  int64  
 11  경상자수       74485 non-null  int64  
 12  부상신고자수     74485 non-null  int64  
 13  사고유형_대범주   74485 non-null  object 
 14  사고유형_소범주   74485 non-null  object 
 15  법규위반       74485 non-null  object 
 16  노면상태_대범주   74485 non-null  object 
 17  노면상태_소범주   74485 non-null  object 
 18  기상상태       73575 non-null  object 
 19  도로형태_대범주   74485 non-null  object 
...
 27  피해운전자연령    72049 non-null  float64
 28  피해운전자상해정도  72225 non-null  object 
dtypes: float64(2), int64(9), object(18)
memory usage: 16.5+ MB
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Boolean Series

 

 특정 컬럼을 조건부로 조회하면 해당 조건이 참인 인덱스는 True, 거짓인 인덱스는 False를 반환한다. 이 때 아래와 같이 새로운 컬럼을 선언하면서 조건부를 선언하면 해당 컬럼명에 Boolean 값을 삽입할 수 있다.

# 2020년도 여부
df['Y2020'] = df['사고년도']==2020

# 사고요일이 주말?
df['사고요일']>=5
(df['사고요일']>=5).sum()

18545

# 법규위반이 중앙선침범?
df['법규위반'] == '중앙선침범'

0        False
1        False
2        False
3        False
4        False
         ...  
74480    False
74481     True
74482    False
74483    False
74484    False
Name: 법규위반, Length: 74485, dtype: bool

 

 한번에 여러 조건을 적용하고 싶을 때는 아래와 같이 변수에 조건절을 담아주고 해당 변수를 조건연산자로 묶어주면 된다.

# 주말이고 기상상태가 맑음?
c1 = df['사고요일']>=5
c2 = df['기상상태'] == '맑음'
(c1 & c2).mean()

0.21841981607034974

# 중상자수가 5명이상이거나 사망자수가 1명이상?
c1 = df['중상자수']>=5
c2 = df['사망자수']>=1
(c1 | c2).sum()

485

# 2019년도의 강남구?
c1 = ~df['Y2020']
c2 = df['시군구_대범주'] == '강남구'
(c1 & c2).sum()

3722

# 강남구와 성북구의 2019년도?
c1 = df['시군구_대범주'] == '강남구'
c2 = df['시군구_대범주'] == '성북구'
((c1 | c2) & (~df['Y2020'])).sum()

or

my_region = ['강남구','성북구']
c1 = (df['시군구_대범주'].isin(my_region))
(c1 &(~df['Y2020'])).sum()

5231

# 가해운전자연령이 20대?
c1 = df['가해운전자연령']>=20
c2 = df['가해운전자연령']<=29
(c1 & c2).sum()

or

df['가해운전자연령'].between(20,29).sum()

9262

 

 

필터링 사례

 

# 강남구와 성북구의 2019년도 사고만 필터링
my_region = ['강남구','성북구']
c = (df['시군구_대범주'].isin(my_region))
c = (c & (~df['Y2020']))
#df[c]
df.loc[c]

            사고번호	      사고년도 사고월 사고일 사고시각 사고요일  시군구_대범주 시군구_소범주	사고내용	사망자수	...	도로형태_소범주       가해운전자차종	가해운전자성별	가해운전자연령	가해운전자상해정도	피해운전자차종	피해운전자성별	피해운전자연령	피해운전자상해정도	Y2020
8	A2019010100100041	2019	1	1	2	1	강남구	강남구 삼성동	경상사고     0	...	교차로 - 교차로안         승용                여                28.0        상해없음                   승용	     남	          59.0	               경상	        False
9	A2019010100100042	2019	1	1	2	1	강남구	강남구 논현동	경상사고     0	...	단일로 - 기타            승용                여                30.0        상해없음                   보행자	     남	          47.0	               경상	        False
18	A2019010100100075	2019	1	1	5	1	강남구	강남구 역삼동	경상사고     0	...	교차로 - 교차로부근       승용                남                27.0         NaN                      승용	     남	          45.0	               경상	        False
22	A2019010100100087	2019	1	1	6	1	강남구	강남구 도곡동	경상사고     0	...	단일로 - 기타            승용                남                73.0          경상                     승용	     남	          39.0	               경상	        False
24	A2019010100100099	2019	1	1	7	1	강남구	강남구 압구정동	중상사고     0	...	기타 - 기타              승용                남                20.0        상해없음                   승용	     남	          51.0	             상해없음	        False
...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...	...
39243	A2019123100100548	2019	12	31	20	1	강남구	강남구 압구정동	경상사고     0	...	단일로 - 기타             승용                남                67.0        상해없음                   승용	     여	          40.0	               경상	        False
39248	A2019123100100585	2019	12	31	21	1	강남구	강남구 개포동	경상사고     0	...	교차로 - 교차로횡단보도내  이륜                남                37.0        상해없음                   자전거	     남	          45.0	               경상	        False
39254	A2019123100100611	2019	12	31	22	1	강남구	강남구 삼성동	경상사고     0	...	단일로 - 기타             승용                여                41.0        상해없음                   승용	     여	          61.0	               경상	        False
39256	A2019123100100634	2019	12	31	23	1	강남구	강남구 역삼동	부상신고사고  0	...	단일로 - 기타             승용                남                59.0        상해없음                   NaN	     NaN	  NaN	               NaN	        False
39257	A2019123100100635	2019	12	31	23	1	강남구	강남구 수서동	경상사고     0	...	교차로 - 교차로안         승용                남                50.0        상해없음                   승용	     남	          53.0	               경상	        False
5231 rows × 30 columns

# 강남구와 성북구의 2019년도 사고의 부상신고자수
my_region = ['강남구','성북구']
my_col = ['부상신고자수']
c = (df['시군구_대범주'].isin(my_region))
c = (c & (~df['Y2020']))
df.loc[c, my_col]

    부상신고자수
8       0
9       0
18      0
22      0
24      0
...   	...
39243	0
39248	0
39254	0
39256	2
39257	0
5231 rows × 1 columns

# 가해운전자연령이 20대인 사고의 수치 요약
df[df['가해운전자연령'].between(20,29)].describe().T

or

qur = "20<=가해운전자연령<=29"
df.query(qur).describe().T

                 count        mean          std          min          25%          50%          75%          max
사고년도         9262.0     2019.498596   0.500025	2019.0       2019.0        2019.0     2020.0         2020.0
사고월           9262.0     6.606133      3.355597	1.0          4.0	   7.0          10.0         12.0
사고일           9262.0     15.983589     8.747422	1.0          8.0	   16.0         23.0         31.0
사고시각         9262.0     13.444828     6.792951	0.0          9.0	   15.0         19.0         23.0
사고요일         9262.0     3.093284      1.971983	0.0          1.0           3.0          5.0          6.0
사망자수         9262.0     0.005938      0.076835	0.0          0.0	   0.0          0.0          1.0
중상자수         9262.0     0.256856      0.494210	0.0          0.0           0.0          0.0          6.0
경상자수         9262.0     1.010905      0.985035	0.0          0.0	   1.0          1.0          27.0
부상신고자수	9262.0     0.137119      0.395124	0.0          0.0	   0.0          0.0          7.0
가해운전자연령	9262.0     25.431116     2.646823	20.0         23.0          26.0         28.0         29.0
피해운전자연령	8983.0     45.433819     15.936191	2.0          32.0          46.0         58.0         91.0

 위 코드처럼 query() 함수를 조건연산자 대신해서 사용할 수 있지만, query() 함수의 경우 인자를 조건절로 변환하는 과정이 꽤 오래걸려서 그다지 추천하는 방식은 아니다.

# 가해운전자연령이 80대이상 사고의 수치 요약
df[df['가해운전자연령']>=80].describe().T

or

qur = "80<=가해운전자연령"
df.query(qur).describe().T

                 count          mean          std          min          25%          50%          75%          max
사고년도          558.0          2019.465950  0.499287     2019.0       2019.0       2019.0       2020.00      2020.0
사고월            558.0          6.672043     3.361249     1.0          4.0          7.0          10.00        12.0
사고일            558.0          15.754480    8.660706     1.0          9.0          16.0         23.00        31.0
사고시각          558.0          12.801075    4.231395     0.0          10.0         13.0         16.00        23.0
사고요일          558.0          2.741935     1.903808     0.0          1.0          3.0          4.00         6.0
사망자수          558.0          0.016129     0.126085     0.0          0.0          0.0          0.00         1.0
중상자수          558.0          0.268817     0.518383     0.0          0.0          0.0          0.75         6.0
경상자수          558.0          0.862007     0.970271     0.0          0.0          1.0          1.00         10.0
부상신고자수      558.0          0.150538     0.377450     0.0          0.0          0.0          0.00         2.0
가해운전자연령    558.0          82.611111    2.807598     80.0         81.0         82.0         84.00        98.0
피해운전자연령    541.0          47.696858    15.455688    8.0          37.0         49.0         59.00        87.0