[原] 数据科学教程：R语言与DataFrame[2019版]

前言

9102年是互联网大环境不太好的一年，这一年更需要苦练基本功，数据科学领域的基本功无非就是数据处理，而 DataFrame 是其中的核心。那么，都9102年了，如何在 R 语言中优雅地使用 DataFrame 呢？是否优雅是矿工生产力差异的重要来源，本文将介绍最近三年来 DataFrame 的最近进展。

R 中的 DataFrame 新趋势

tidy 编程流
分布式计算
集成 NoSQL
集成各领域核心算法

按照功能来划分：

核心计算：tidyverse/sparklyr
图计算： tidygraph/graphframes
空间计算：sf/geospark/tidyraster
时间序列：tidyquant
文本计算：tidytext/tabulizer
模型构建：tidymodels
仿真建模：simmer
贝叶斯分析：tidybayes
深度学习：keras

核心计算

tidyverse 介绍

谈到数据处理的基本功必须先了解 DataFrame 的最核心能力：比SQL还要优雅地处理数据。作为第四代数据处理语言的核心 tidyverse 是必须要了解的。

tidyverse 实现了核心计算的大一统，它囊括了八个数据科学最高频的操作：

ggplot2, 支持数据可视化
dplyr, 数据操作
tidyr, 数据清洗
readr, 数据IO
purrr, 函数式编程
tibble, 数据框轻量化格式
stringr, 文本处理
forcats, 因子类型处理

对于 tidyverse 的各个子模块可以参考 R语言与DataFrame 2016版, 其中详细介绍了各模块的情况，本文不再赘述，更多着墨与新趋势。八大模块中，dplyr 是核心中的核心，因为它实现了数据处理的前后端分离，支持 R 语言的前端和多种结构化数据库的后端，比如 RPostGIS,RMySQL,sparklyr 等。

Spark 数据处理举例

下面举一个 sparklyr 处理 iris 数据的例子来感受一下现代数据处理：

步骤一：数据库连接

library(sparklyr)
library(tidyverse)

# 分布式OLAP数据库 Hive 连接
sc <- sparklyr::spark_connect(master = "localhost",
                             spark_home = "/data/FinanceR/Spark",
                             version = "2.2.0",
                             config = sparklyr::spark_config())

# 或者分布式OLTP数据库 tidb 连接
# sc <- RMySQL::dbConnect(RMySQL::MySQL(),
#         user="FinanceR", password="FinanceR",
#         dbname="FinanceR", host="192.168.1.100")

# 或者基于内存索引的 MPP数据库 impala 链接
# impala <- implyr::src_impala(
#    drv = odbc::odbc(),
#    driver = "Cloudera ODBC Driver for Impala",
#    host = "host",
#    port = 21050,
#    database = "default",
#    uid = "username",
#    pwd = "password"
#  )

步骤二：数据操作

# 在 mutate 中支持 Hive UDF

remote_df = copy_to(sc,iris,"iris_tbl")

remote_df = dplyr::tbl(sc,from = "db.iris_tbl") # 定义数据源表 

# 或者 remote_df = dplyr::tbl(sc,from = dplyr::sql("select * from db.iris_tbl limit 10")) #


# 以比SQL更接近于自然语言的方法编程，以基本的 过滤、聚合、排序为例

remote_df %>%
    dplyr::mutate(a = Sepal_Length+2) %>%   # 在 mutate 中支持 Hive UDF
    dplyr::filter(a > 2)%>%
    dplyr::group_by(Species)%>%
    dplyr::summarize(count = n())%>%
    dplyr::select(cnt = count)%>% 
    dplyr::arrange(desc(cnt)) %>%
    dplyr::mutate_if(is.double,as.character) -> # 配合 逆天的批量操作
    pipeline

步骤三：检验语法

## 一顿操作猛如虎之后，将数据操作的对应SQL执行过程打印出来

pipeline %>% 
    dbplyr::sql_render() 
    
#  SELECT CAST(`cnt` AS STRING) AS `cnt`
FROM (SELECT *
FROM (SELECT `count` AS `cnt`
FROM (SELECT `Species`, count(*) AS `count`
FROM (SELECT *
FROM (SELECT `Sepal_Length`, `Sepal_Width`, `Petal_Length`, `Petal_Width`, `Species`, `Sepal_Length` + 2.0 AS `a`
FROM `iris_tbl`) `nmpfznbuzf`
WHERE (`a` > 2.0)) `ygjaktrzzu`
GROUP BY `Species`) `lbmpsjksox`) `tdrwlnidxw`
ORDER BY `cnt` DESC) `mzuwuocxay`

步骤四：数据存储

## 将 pipeline 结果自动缓存为临时表 tmp_tbl    
tmp_tbl = pipeline %>% compute("tmp_tbl")

# 将 临时表按照条件过滤后再写回 Hive 数据库，省去建表过程

tmp_tbl %>% 
   filter(cnt > 10) %>%
   sparklyr::spark_write_table("db.financer_res")

通过上面的例子，我们可以看到使用 sparklyr 而不是直接使用 Hive ，能够使得数据分析流程变得更加高效和方便。

空间计算

在 Edzer 等人的努力之下，空间计算社区逐渐建立起来一套优雅的以 sf 为核心的空间计算工作流。

核心组成主要包括

sf：矢量空间核心计算框架，实现九交模型、Voronoi图、凸包计算、GROUP BY、数据IO等标准操作。
stars：栅格空间核心计算框架，实现了核心multi-dimension的数据结构和数据IO，使得卫星影像时序数据处理更加高效。
rpostgisLT：基于PostGIS的轨迹数据分析工具
leaflet：轻量级的空间可视化组件
mapview：基于leaflet的高级空间可视化集成方案
mapedit：基于leaflet和shiny的空间元素编辑工具
tmap：专题图的绘制
stplanr：可持续交通规划

在空间数据处理中，通常将数据分为两大类：

矢量空间数据（连续）
栅格空间数据（离散）

下面按照空间数据类型分别介绍：

矢量空间数据处理：sf

sf 是 OGC 和 ISO 共同拟定的一套通用二维几何图形(包括点, 线, 面, 多点, 多线等）存储和访问GIS模型, 旨在标准化要素存取流程。sf 的简称是 Simple Feature Access, 意为 简单要素存取。

空间数据格式转化

在 spatial tidy workflow 中的核心就是 sf 的空间数据结构。

以 trip network 举例，实现 data.frame 到 sf 的空间 dataframe 的转化：

library(tidyverse)
library(stplanr)
data(cents, flow)
travel_network <- stplanr::od2line(flow = flow, zones = cents) %>%  
                  sf::st_as_sf() %>%
                  sf::st_set_transform(4326)

travel_network %>% 
    select( Area.of.residence)

Simple feature collection with 49 features and 1 field
geometry type:  LINESTRING
dimension:      XY
bbox:           xmin: -1.550806 ymin: 53.8041 xmax: -1.511861 ymax: 53.82887
epsg (SRID):    4326
proj4string:    +proj=longlat +datum=WGS84 +no_defs
First 10 features:
       Area.of.residence                       geometry
920573         E02002361 LINESTRING (-1.516734 53.82...
920575         E02002361 LINESTRING (-1.516734 53.82...
920578         E02002361 LINESTRING (-1.516734 53.82...
920582         E02002361 LINESTRING (-1.516734 53.82...
920587         E02002361 LINESTRING (-1.516734 53.82...
920591         E02002361 LINESTRING (-1.516734 53.82...
920601         E02002361 LINESTRING (-1.516734 53.82...
921220         E02002363 LINESTRING (-1.535617 53.82...
921222         E02002363 LINESTRING (-1.535617 53.82...
921225         E02002363 LINESTRING (-1.535617 53.82...

从 travel_network 对象中可以看到，sf 实现了空间信息（坐标系、集合类型、维度、bbox、投影系） + DataFrame 的完美结合, 支持与 dplyr 操作的完美结合，使得空间数据的处理变得简单优雅。

以骑行网络上自行车出行的流量分布统计为例，通过 sf::st_set_geometry(NULL) 函数将空间信息隐去：

travel_network %>%
 dplyr::group_by(Bicycle) %>% 
 dplyr::summarise(cnt = n()) %>% 
 sf::st_set_geometry(NULL)

# A tibble: 9 x 2
  Bicycle   cnt
*    
1       0    24
2       1    11
3       2     8
4       3     1
5       4     1
6       5     1
7       6     1
8      10     1
9      12     1

空间数据可视化

travel_network 对象通过 leaflet 直接实现快速可视化，不需要额外指定经纬度参数：

travel_network %>%
leaflet::leaflet() %>%
leaflet::addTiles() %>%
leaflet::addPolylines()

sf 的架构分析

sf 本质上是若干 C++/Rcpp库的一个封装，旨在为空间数据分析提供一个统一的工作流接口，下面是 sf 的框架图，包括以下几个核心构成：

tidyverse: 核心数据操作包括 join/select/group_by/filter/arrange 等
rgdal: 多种格式的数据IO
rgeos: 基本空间计算算子，主要包括二维空间操作
rproj4：投影系、坐标系的选择与变换
lwgeom：高级空间计算算子，主要包括球面空间操作、PostGIS 插件等
units：计量单位处理，比如米、度等
DBI：关系型数据库交互的核心接口比如 RPostGIS

sp 与 sf 对比操作

sf 的核心数据操作主要是基于 sp 包实现的，sp 包的api由于历史原因实现的功能非常丰富但是命名并不规则，sf 在它的基础上对接了 Simple Feature Access 标准。下面是 sp 操作和 sf 操作的对比

辅助操作

功能	sp 操作	sf 操作
读取数据	`read.asciigrid`	`st_read`
数据写入	`write.asciigrid`	`st_write`
生成空间网格	`as.SpatialPolygons.GridTopology`	`st_make_grid`
投影系获取/设置	`proj4string(x) <- p4s`	`st_crs(x) <- p4s` / `st_set_crs(x, p4s)`
投影系转化	`spTransform(x, CRSobj)`	`st_transform(x, crs)`
坐标系一致性判断	`identicalCRS`	`==` method for `crs` objects
是否经纬度坐标系	`is.projected(x)`	`!st_is_longlat(x)`

数据格式转化

功能	sp 操作	sf 操作
sfc 对象转化	`Spatial*`	`st_sfc`
数据格式转化	`disaggregate`	`st_cast`
空间数据框	`Spatial*DataFrame`	`st_sf`
获取/编辑坐标系	`coordinates(x)`	`st_coordinates(x)`
将 data.frame 转为地理对象	`coordinates(x)=~x+y`	`st_as_sf(x, coords = c("x","y"))`
合并	`merge`	`merge`
多边形	`Polygon`	`st_polygon`, `st_multipolygon`
边界框	`bbox(x)`	`st_bbox(x)`/ `matrix(st_bbox(x), 2)`
舍去几何信息	`x@data`	`st_set_geometry(x, NULL)`/ `st_drop_geometry(x)`
添加属性为几何信息	`addAttrToGeom`	`st_sf`
设置/获取几何要素	`geometry<-`	`st_geometry<-`
按column合并数据框	`cbind.Spatial`	`cbind`
按row合并数据框	`rbind.Spatial*`	`rbind`

空间几何计算

功能	sp 操作	sf 操作
空间线段长度	`SpatialLinesLengths`	`st_length`
交集运算	`over(x,y,returnList=TRUE)`	`st_intersects(x,y)`
空间距离计算	`spDists(x,y)`,`spDists`,`spDistsN1`	`st_distance(x,y)`
空间插值	`aggregate(x,by,mean,areaWeighted = TRUE)`	`st_interpolate_aw(x,by,mean)`
去重	`remove.duplicates`	`st_union` on `multipoint`
采样	`spsample`	`st_sample`, `st_line_sample` (partial support)
lattice可视化	`plot(x)`,`spplot`	`plot(st_geometry(x))`

九交模型操作

维度扩展九交模型，旨在解决二维空间的集合拓扑关系判断。维度扩展九交模型的形式如下所示，假设 A、B 表示两个相互独立的多边形，则有 I（A）和I（B）表示A和B的内部（inside），B（A）和B（B）表示A和B的边界（border），E（A)和E（B）表示A和B的外部。下面是DE-9IM 模型的示意图：

通过九交模型可以支持完整的二维空间八类拓扑关系，对应的 SF 函数如下：

高级操作

功能	sf 操作
线段合并	`st_line_merge`
线段切分	`st_segmentize`
生成 voronoi 图	`st_voronoi`
几何中心点	`st_centroid`
凸包运算	`st_convex_hull`
三角形运算	`st_triangulate`
将LineString转为多边形	`st_polygonize`
通过道格拉斯算法简化图形边缘毛刺	`st_simplify`
切割多边形	`st_split`
计算缓冲区	`st_buffer`
几何有效性验证	`st_make_valid`
几何边界提取	`st_boundary`

更多空间计算操作详见 SF CheatSheet.

GeoSpark 数据处理举例

GeoSpark 解决了大规模矢量数据的空间索引问题，进而产生了比如大规模处理 九交模型 的对应方案，解决了PG/SF单机处理矢量空间数据的性能瓶颈问题。

以 DISJOINT 为例：

步骤一：环境初始化

连接 Spark 程序

pak::pkg_install("harryprince/geospark")

library(sparklyr)
library(dplyr)
library(geospark)
conf = spark_config()
conf$`sparklyr.instances.num` = 50
conf$spark.serializer <- "org.apache.spark.serializer.KryoSerializer"
conf$spark.kryo.registrator <- "org.datasyslab.geospark.serde.GeoSparkKryoRegistrator"
Sys.set(SPARK_HOME=”~/spark”)
sc <- spark_connect(master = "yarn-client",config = conf)

注册空间算子

register_gis(sc)

步骤二：

本地伪造数据

polygons <- read.table(text="california area|POLYGON ((-126.4746 32.99024, -126.4746 42.55308, -115.4004 42.55308, -115.4004 32.99024, -126.4746 32.99024))
new york area|POLYGON ((-80.50781 36.24427, -80.50781 41.96766, -70.75195 41.96766, -70.75195 36.24427, -80.50781 36.24427))
texas area |POLYGON ((-106.5234 25.40358, -106.5234 36.66842, -91.14258 36.66842, -91.14258 25.40358, -106.5234 25.40358))
dakota area|POLYGON ((-106.084 44.21371, -106.084 49.66763, -95.71289 49.66763, -95.71289 44.21371, -106.084 44.21371))
", sep="|",col.names=c("area","geom"))

points <- read.table(text="New York|NY|POINT (-73.97759 40.74618)
New York|NY|POINT (-73.97231 40.75216)
New York|NY|POINT (-73.99337 40.7551)
West Nyack|NY|POINT (-74.06083 41.16094)
West Point|NY|POINT (-73.9788 41.37611)
West Point|NY|POINT (-74.3547 41.38782)
Westtown|NY|POINT (-74.54593 41.33403)
Floral Park|NY|POINT (-73.70475 40.7232)
Floral Park|NY|POINT (-73.60177 40.75476)
Elmira|NY|POINT (-76.79217 42.09192)
Elmira|NY|POINT (-76.75089 42.14728)
Elmira|NY|POINT (-76.84497 42.12927)
Elmira|NY|POINT (-76.80393 42.07202)
Elmira|NY|POINT (-76.83686 42.08782)
Elmira|NY|POINT (-76.75089 42.14728)
Alcester|SD|POINT (-96.63848 42.97422)
Aurora|SD|POINT (-96.67784 44.28706)
Baltic|SD|POINT (-96.74702 43.72627)
Beresford|SD|POINT (-96.79091 43.06999)
Brandon|SD|POINT (-96.58362 43.59001)
Minot|ND|POINT (-101.2744 48.22642)
Abercrombie|ND|POINT (-96.73165 46.44846)
Absaraka|ND|POINT (-97.21459 46.85969)
Amenia|ND|POINT (-97.25029 47.02829)
Argusville|ND|POINT (-96.95043 47.0571)
Arthur|ND|POINT (-97.2147 47.10167)
Ayr|ND|POINT (-97.45571 47.02031)
Barney|ND|POINT (-96.99819 46.30418)
Blanchard|ND|POINT (-97.25077 47.3312)
Buffalo|ND|POINT (-97.54484 46.92017)
Austin|TX|POINT (-97.77126 30.32637)
Austin|TX|POINT (-97.77126 30.32637)
Addison|TX|POINT (-96.83751 32.96129)
Allen|TX|POINT (-96.62447 33.09285)
Carrollton|TX|POINT (-96.89163 32.96037)
Carrollton|TX|POINT (-96.89773 33.00542)
Carrollton|TX|POINT (-97.11628 33.20743)
Celina|TX|POINT (-96.76129 33.32793)
Carrollton|TX|POINT (-96.89328 33.03056)
Carrollton|TX|POINT (-96.77763 32.76727)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2488 33.97291)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2485 33.94832)
Los Angeles|CA|POINT (-118.276 33.96271)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3076 34.07711)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3085 34.05891)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2943 34.04835)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2829 34.02645)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3371 34.00975)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2987 33.78659)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3148 34.06271)", sep="|",col.names=c("city","state","geom"))

points <- read.table(text="New York|NY|POINT (-73.97759 40.74618)
New York|NY|POINT (-73.97231 40.75216)
New York|NY|POINT (-73.99337 40.7551)
West Nyack|NY|POINT (-74.06083 41.16094)
West Point|NY|POINT (-73.9788 41.37611)
West Point|NY|POINT (-74.3547 41.38782)
Westtown|NY|POINT (-74.54593 41.33403)
Floral Park|NY|POINT (-73.70475 40.7232)
Floral Park|NY|POINT (-73.60177 40.75476)
Elmira|NY|POINT (-76.79217 42.09192)
Elmira|NY|POINT (-76.75089 42.14728)
Elmira|NY|POINT (-76.84497 42.12927)
Elmira|NY|POINT (-76.80393 42.07202)
Elmira|NY|POINT (-76.83686 42.08782)
Elmira|NY|POINT (-76.75089 42.14728)
Alcester|SD|POINT (-96.63848 42.97422)
Aurora|SD|POINT (-96.67784 44.28706)
Baltic|SD|POINT (-96.74702 43.72627)
Beresford|SD|POINT (-96.79091 43.06999)
Brandon|SD|POINT (-96.58362 43.59001)
Minot|ND|POINT (-101.2744 48.22642)
Abercrombie|ND|POINT (-96.73165 46.44846)
Absaraka|ND|POINT (-97.21459 46.85969)
Amenia|ND|POINT (-97.25029 47.02829)
Argusville|ND|POINT (-96.95043 47.0571)
Arthur|ND|POINT (-97.2147 47.10167)
Ayr|ND|POINT (-97.45571 47.02031)
Barney|ND|POINT (-96.99819 46.30418)
Blanchard|ND|POINT (-97.25077 47.3312)
Buffalo|ND|POINT (-97.54484 46.92017)
Austin|TX|POINT (-97.77126 30.32637)
Austin|TX|POINT (-97.77126 30.32637)
Addison|TX|POINT (-96.83751 32.96129)
Allen|TX|POINT (-96.62447 33.09285)
Carrollton|TX|POINT (-96.89163 32.96037)
Carrollton|TX|POINT (-96.89773 33.00542)
Carrollton|TX|POINT (-97.11628 33.20743)
Celina|TX|POINT (-96.76129 33.32793)
Carrollton|TX|POINT (-96.89328 33.03056)
Carrollton|TX|POINT (-96.77763 32.76727)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2488 33.97291)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2485 33.94832)
Los Angeles|CA|POINT (-118.276 33.96271)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3076 34.07711)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3085 34.05891)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2943 34.04835)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2829 34.02645)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3371 34.00975)
Los Angeles|CA|POINT (-118.2987 33.78659)
Los Angeles|CA|POINT (-118.3148 34.06271)", sep="|",col.names=c("city","state","geom"))

通过 sf 和 mapview 进行 dataframe 快速可视化


M1 = polygons %>% 
sf::st_as_sf(wkt="geom") %>%
 mapview::mapview()


M2 = points %>%
sf::st_as_sf(wkt="geom") %>%
 mapview::mapview()

M1+M2

步骤三：geospark 核心计算

将数据复制到 Spark 集群

polygons_tbl <- copy_to(sc,polygons)
points_tbl <- copy_to(sc, points)

通过 Spark GIS SQL 计算

ex2 <- copy_to(sc,tbl(sc, sql("  SELECT  area,state,count(*) cnt from                            (select area,ST_GeomFromWKT(polygons.geom ,'4326') as y  from polygons)  polygons,                       (SELECT ST_GeomFromWKT (points.geom,'4326') as x,state,city from points) points          where  ST_Contains(polygons.y,points.x) group by area,state")),"test2")

Res = collect(ex2)

关联计算结果，通过 leaflet 展示

Idx_df = polygons %>% 
left_join(Res,by = (c("area"="area"))) %>% 
sf::st_as_sf(wkt="geom")

Idx_df %>% 
leaflet::leaflet() %>% 
leaflet::addTiles() %>% 
leaflet::addPolygons(popup = ~as.character(cnt),color=~colormap::colormap_pal()(cnt))

栅格空间数据处理：stars

stars 建立在 sf 、raster、 tidyverse 之上，旨在简化 Multidimension 数据处理的流程。以公里网格的交通流量统计为例，实现 space x space x mode x time x time x metrics 的多维数据结构：

步骤一：读取空间数据


library(stars)
## Loading required package: abind
## Loading required package: sf
## Linking to GEOS 3.5.0, GDAL 2.2.2, PROJ 4.8.0
library(dplyr)

nc = read_sf(system.file("gpkg/nc.gpkg", package="sf"))

步骤二：多维数据组合

to = from = st_geometry(nc) # 100 polygons: O and D regions
mode = c("car", "bike", "foot") # travel mode
day = 1:100 # arbitrary
library(units)
units(day) = make_unit("days since 2015-01-01")
hour = set_units(0:23, h) # hour of day
dims = st_dimensions(origin = from,
                         destination = to, 
          mode = mode,
           day = day,
           hour = hour)

图计算

图数据是一种比较特殊的数据结构，通常用 G(V,E) 来表示一个图结构，它由节点(Vertex)和边(Edge)两部分组成。

tidygraph 介绍

tidygraph 提供了清爽的 graph/network 数据操作接口，由 Thomas Lin Pedersen 大神开发，终结了 igraph 和 networkx 的混沌。它使得图结构可以在节点表-边表模式和图模式之间相互切换，一方面，集成了主流图模型，比如 pagerank，louvain 等。另一方面，支持主流图格式，包括 network，phylo，dendrogram，data.tree，graph ，简直是知识图谱和风控领域居家旅行必备神器。

tidygraph 中核心操作见如下：

表/图格式转化：as_tibble/as_tbl_graph
开启操作节点或边属性操作模式：activate(nodes)/activate(edges)
图扩展：bind_edges(),bind_nodes(),bind_graphs()
图关联：graph_join()
图结构重路由：reroute()
图变形/反变形：morph()/ unmorph()
图可视化：ggraph
中心度指标：centrality_*
局部指标：local_*
图算子：group_*
节点算子：node_*
边算子: edge_*
遍历算子：bfs_, dfs_, map_local_, map_bfs__，map_dfs__*

以前文提到的 travel_network 为例，将空间结构转化为图结构，并通过 PageRank 计算节点中心度：

library(tidygraph)
library(ggraph)
travel_graph <- sfnet::sfnetworks(travel_network) %>%
                tidygraph::activate(nodes) %>% 
                mutate(degree = tidygraph::centrality_pagerank())

travel_graph

可以看到 travel_graph 生成了以 Node DataFrame + Edge DataFrame 的组合形式，分别记录。
在 active(nodes) 的条件下，优先展示 Node 相关属性。

通过 ggraph 进行可视化呈现


ggraph(travel_graph, layout = 'kk') + 
    geom_edge_fan(aes(alpha = ..index..), show.legend = FALSE) + 
    geom_node_point(aes(size = degree))

支持的算法列表：

中心度指标

centrality_alpha()
centrality_authority()
centrality_betweenness()
centrality_power()
centrality_closeness()
centrality_eigen()
centrality_hub()
centrality_pagerank()
centrality_subgraph()
centrality_degree()
centrality_edge_betweenness()

局部指标

local_size(order = 1, mindist = 0)
local_members(order = 1, mindist = 0)
local_triangles()
local_ave_degree()
local_transitivity()

图模型

group_components()
group_edge_betweenness()
group_fast_greedy()
group_infomap()
group_label_prop()
group_leading_eigen()
group_louvain()
group_optimal()
group_spinglass()
group_walktrap()
group_biconnected_component()

GraphFrames 分布式图模型举例

在大型复杂网络中，GraphFrames 是 tidygraph 很好的替代解决方案，依然以 PageRank 为例：

连接 Spark

library(graphframes)
library(sparklyr)
library(dplyr)

sc <- spark_connect(master = "local", version = "2.3.0")

获取图结构用例

g <- gf_friends(sc)

计算 PageRank

results <- gf_pagerank(g, tol = 0.01, reset_probability = 0.15)
results

GraphFrame 的计算结果：

## GraphFrame
## Vertices:
##   $ id        "f", "b", "g", "a", "d", "c", "e"
##   $ name      "Fanny", "Bob", "Gabby", "Alice", "David", "Charlie",...
##   $ age       36, 36, 60, 34, 29, 30, 32
##   $ pagerank  0.3283607, 2.6555078, 0.1799821, 0.4491063, 0.3283607...
## Edges:
##   $ src           "b", "c", "d", "e", "a", "a", "e", "f"
##   $ dst           "c", "b", "a", "f", "e", "b", "d", "c"
##   $ relationship  "follow", "follow", "friend", "follow", "friend",...
##   $ weight        1.0, 1.0, 1.0, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 1.0

总结

过去的三年，是数据科学突飞猛进的三年，大数据和人工智能经历了资本的高潮迭起之后必将回归本质，苦练数据科学基本功，精通数据集的高效清洗与理解才是决胜数据科学的王道。

[原] 数据科学教程：R语言与DataFrame[2019版]

前言

R 中的 DataFrame 新趋势

核心计算

tidyverse 介绍

Spark 数据处理举例

步骤一：数据库连接

步骤二：数据操作

步骤三：检验语法

步骤四：数据存储

空间计算

矢量空间数据处理：sf

空间数据格式转化

空间数据可视化

sf 的架构分析

sp 与 sf 对比操作

辅助操作

数据格式转化

空间几何计算

九交模型操作

高级操作

GeoSpark 数据处理举例

步骤一：环境初始化

步骤二：

步骤三：geospark 核心计算

栅格空间数据处理：stars

步骤一：读取空间数据

步骤二：多维数据组合

图计算

tidygraph 介绍

GraphFrames 分布式图模型举例

总结

参考资料

你可能感兴趣的:(r,data-science)

[原] 数据科学教程：R语言与DataFrame[2019版]

前言

R 中的 DataFrame 新趋势

核心计算

tidyverse 介绍

Spark 数据处理举例

步骤一：数据库连接

步骤二：数据操作

步骤三：检验语法

步骤四：数据存储

空间计算

矢量空间数据处理：sf

空间数据格式转化

空间数据可视化

sf 的架构分析

sp 与 sf 对比操作

辅助操作

数据格式转化

空间几何计算

九交模型操作

高级操作

GeoSpark 数据处理举例

步骤一：环境初始化

步骤二：

步骤三：geospark 核心计算

栅格空间数据处理：stars

步骤一： 读取空间数据

步骤二： 多维数据组合

图计算

tidygraph 介绍

GraphFrames 分布式图模型举例

总结

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步骤二：多维数据组合