Python中国五城市六年PM2.5数据挖掘

Kaggle中国五城市六年PM2.5数据挖掘

数据来源于kaggle平台，本文对中国五城市（北京、上海、成都、广州、沈阳）六年PM2.5数据，进行分析，为了更加直观，我采用倒叙的方式，先展示成果，再展示数据预处理部分。

3. 数据可视化

3.1 PM2.5平均分布情况

北京空气质量最差，广州和上海空气质量最好。成都因地处四川盆地，工业污染难以被风吹散，空气质量较其它南方城市较差。

3.2 时间关系

3.2.1 各季节变化情况

五个城市连续六年PM2.5大小在一年四季的分布，广州和上海的空气质量比较适宜

3.2.2 逐年、季度、月、日变化趋势

1. 可以看到，PM2.5总体是逐年下降的
2. 观察每天各个时段的PM2.5分布更有意义可以看到各此视下午2点的PM2.5平均值最低

3.3 风速的关系

3.3.1 PM2.5与各城市风速关系

PM2.5与风速的关系，点击查看单个城市的情况。风速越大，PM2.5越低。

3.3.2 北京PM2.5与风速关系图

PM2.5与风速的关系，仅显示北京。刮大风总是会刮西北风。

3.3.3 除了北京外地区

可以看出成都的刮风是非常小的，广州次之

3.4 降水量的关系

PM2.5大小与降水量的关系（默认只显示上海）。

3.4.1 上海小时降水量

降水量越大的时候，PM2.5越低。

可以看到，2013-9-13日的降水量特别大，上海发生了大暴雨

3.4.2 累计降水量

PM2.5大小与累计降水量的关系。累计降水量越大，PM2.5越低。

3.5 温度关系

由于北京的散点图掩盖了其他城市，所以我们用筛选器取出了北京，可以看到，成都是比较热的，上海温差较大，沈阳最冷

3.6 相对湿度关系

PM2.5大小与相对湿度的关系（默认不显示北京广州），当相对湿度较高时，成都、上海、沈阳数据都出现了断续，并且大致符合：相对湿度越高、PM2.5的平均值越高的分布情况

• 原因解释：
  

3.7 大气压强关系

感觉没有太大关系

3.8 温度差关系

露点温度指空气在水汽含量和气bai压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。

形象地说，就是空气中的水蒸气变为露珠时候的温度叫露点温度。露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿度呢?这是因为，当空气中水汽已达到饱和时，气温与露点温度相同;当水汽未达到饱和时，气温一定高于露点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。气温降到露点以下是水汽凝结的必要条件

1. Excel数据预处理

首先要对原始数据进行数据处理，主要时替换操作，Excel的vlookup函数就够了，当然也可以利用pandas中的映射关系来做，就有点大材小用了。

1.1 数据探索

数据字段

字段含义

• No: row number 行号
• year: year of data in this row 该行中数据的年份
• month: month of data in this row 该行中数据的月份
• day: day of data in this row 该行中数据的日期
• hour: hour of data in this row 该行中的小时数据
• season: season of data in this row 此行中的数据季节
• PM: PM2.5 concentration (ug/m^3) PM2.5浓度（ug / m ^ 3）
• DEWP: Dew Point (Celsius Degree) 露点（摄氏温度）
• TEMP: Temperature (Celsius Degree) 温度（摄氏温度）
• HUMI: Humidity (%) 湿度（％）
• PRES: Pressure (hPa) 压力（hPa）
• cbwd: Combined wind direction 组合风向
• Iws: Cumulated wind speed (m/s) 累积风速（m / s）
• precipitation: hourly precipitation (mm) 每小时降水量（毫米）
• Iprec: Cumulated precipitation (mm) 累积降水量（毫米）

数据结构

数据展示

1.2 数据预处理

• 季节替换
  
• 风向替换

• PM2.5数据处理
  
• 时间转换

处理完5个EXCEL表格数据后，就要合并多个工作表，Python比较在行

2. Python合并多个工作表

# -*- coding:utf-8 -*-
# @Author : https://blog.csdn.net/qq_45176548 
# @Time : 2021/2/4 0:25
import pandas as pd
import os
os.chdir(r"E:\Python\五省PM2.5")
path = "./archive/"
dfs,index = [],0
for i in os.listdir(path):
    dfs.append(pd.read_csv(os.path.join(path,i)))
    print(f"正在合并{index+1}工作表")
    index += 1
df = pd.concat(dfs)
df.to_csv("./archive/北上广成沈五城市六年PM2.5数据汇总.csv",index=False)

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