Data Science + GIS dengan Python: Membuat Heat Map total Deposit Tokopedia per Kabupaten / Kota

Data science + Geographic Information System (GIS) - Membuat Heat Map total deposit Tokopedia per kabupaten / kota dengan Python - GeoPandas

Tutorial #1:

1. Membuat grafik garis (line chart) menggunakan Matplotlib dan Seaborn.
2. Plotting data geometry di atas peta dasar (basemap).
3. Membuat heat map pada peta NKRI menggunakan data wilayah administrasi kab/kota seluruh Indonesia, diintegrasikan dengan data jumlah pengguna Tokopedia yang memiliki deposit per-kab/kota beserta jumlah total deposit per-kab/kota.

Import modules yang diperlukan.

In [ ]:

import pandas as pd
import geopandas as gpd
import matplotlib.pyplot as plt
import contextily as cx
from sqlalchemy.engine import create_engine
import seaborn as sns
sns.set_style('darkgrid')

Load shapefile seluruh wilayah Indonesia pada level negara.

In [ ]:

adm0 = gpd.read_file('../geoBoundaries-IDN-ADM0-all/geoBoundaries-IDN-ADM0_simplified.shp', encoding='UTF-8')

Load shapefile seluruh wilayah Indonesia pada level daerah tingkat 2 (kabupaten / kota)

In [ ]:

adm2 = gpd.read_file('../geoBoundaries-IDN-ADM2-all/geoBoundaries-IDN-ADM2_simplified.shp', encoding='UTF-8')

Copy geodataframe adm2 ke tk2.

In [ ]:

tk2 = adm2.copy(deep=True)

Tampilkan konten geodataframe tk2

In [ ]:

tk2.head(3)

Out[ ]:

	shapeName	shapeISO	shapeID	shapeGroup	shapeType	geometry
0	Aceh Barat	None	22746128B65593111718524	IDN	ADM2	POLYGON ((96.49109 4.62277, 96.49445 4.60325, ...
1	Aceh Barat Daya	None	22746128B227561513795	IDN	ADM2	MULTIPOLYGON (((96.80559 3.71758, 96.80286 3.7...
2	Aceh Besar	None	22746128B90547447297479	IDN	ADM2	MULTIPOLYGON (((95.20544 5.28072, 95.20757 5.2...

Membuta kolom baru 'kab_kota' dengan mengkopi kolom 'shapeName' dan mengubahnya menjadi huruf kecil saja

In [ ]:

tk2['kab_kota'] = tk2['shapeName'].str.lower()

Cek konten tk2

In [ ]:

tk2.head(2)

Out[ ]:

	shapeName	shapeISO	shapeID	shapeGroup	shapeType	geometry	kab_kota
0	Aceh Barat	None	22746128B65593111718524	IDN	ADM2	POLYGON ((96.49109 4.62277, 96.49445 4.60325, ...	aceh barat
1	Aceh Barat Daya	None	22746128B227561513795	IDN	ADM2	MULTIPOLYGON (((96.80559 3.71758, 96.80286 3.7...	aceh barat daya

Test pencarian nama kota di kolom 'kab_kota'.

In [ ]:

for index, row in tk2.iterrows():
    if 'bandung' in row['kab_kota']:
        print(row['kab_kota'])

bandung
bandung barat
kota bandung

Membuat fungsi 'city_search()' untuk mencari data pengguna Tokopedia yang memiliki deposit berdasar alamat (kab/kota) dari database tokpe2020.

In [ ]:

def city_search(city_name):
    names = city_name.split(' ')
    if names[0] == 'kota' and names[1] == 'jakarta':
        city_name = city_name.replace('kota', '').strip()
        print('__'+city_name+'__')   
    db_url = 'postgresql://localhost:5432/tokped2020'
    con = create_engine(db_url).connect()
    tokped = pd.read_sql("""SELECT * FROM tokopedia_users_deposit WHERE ts @@ phraseto_tsquery('indonesian', '""" + city_name +"""') """, con)
    con.close()
    return tokped

Test fungsi pencarian data pengguna tokopedia.

In [ ]:

city = city_search('kota bandung')

Menampilkan pengguna Tokopedia dari kota Bandung dan memiliki deposit.

In [ ]:

city[['location', 'deposit']].head(3)

Out[ ]:

	location	deposit
0	KOTA BANDUNG , JAWA BARAT , Ujungberung, Indon...	15551200.0
1	Kota Bandung, Jawa Barat, Bandung, indonesia	3932955.0
2	KOTA BANDUNG , JAWA BARAT , Astanaanyar, Indon...	2574000.0

Membuat fungsi untuk menghitung jumlah user dan total deposit per kab/kota.

In [ ]:

def count_user_and_depo(df):
    usr_depo = 0
    usr_num = len(df)
    for index, row in df.iterrows():
        usr_depo += row['deposit']
    # print(usr_num, f'{usr_depo:,}')
    return usr_num, usr_depo

Test dengan city='kota bandung'
Hasilnya ada 133 users yang memiliki deposit, dengan total deposit Rp 50.701.470,-

In [ ]:

num, depo = count_user_and_depo(city)
print(num, f'{depo:,}')

133 50,701,470.0

Menghitung jumlah user Tokopedia yang memiliki deposit per-kab/kota dan total deposit per-kab/kota tersebut untuk seluruh kab/kota di Indonesia.

In [ ]:

for index, row in tk2.iterrows():
    kab = row['kab_kota']
    kab_tokped = city_search(kab)
    num, depo = count_user_and_depo(kab_tokped)
    tk2.loc[index, ['tokped_user_num']] = num
    tk2.loc[index, ['tokped_user_depo_total']] = depo

__jakarta barat__
__jakarta pusat__
__jakarta selatan__
__jakarta timur__
__jakarta utara__

Tampilkan data kota yang ada user Tokopedia-nya saja.

In [ ]:

tk2.loc[tk2.tokped_user_num > 0].head(3)

Out[ ]:

	shapeName	shapeISO	shapeID	shapeGroup	shapeType	geometry	kab_kota	tokped_user_num	tokped_user_depo_total
13	Asahan	None	22746128B26461090721788	IDN	ADM2	MULTIPOLYGON (((99.78860 3.11457, 99.78956 3.1...	asahan	1.0	157430.0
15	Badung	None	22746128B76986430159502	IDN	ADM2	POLYGON ((115.25103 -8.31434, 115.24712 -8.317...	badung	7.0	707990.0
16	Balangan	None	22746128B67876608948387	IDN	ADM2	POLYGON ((115.84992 -2.38862, 115.84662 -2.394...	balangan	1.0	201611.0

Membuat grafik untuk menampilkan kab/kota yang memiliki total deposit Tokopedia lebih besar atau sama dengan Rp 5.000.000,- :
Paling banyak kota Jakarta Barat dengan total deposit Tokped lebih dari 100 juta Rupiah.
Kemudian, disusul Bandung hampir 80 juta Rupiah dan kota Surabaya 70-an juta Rupiah.

In [ ]:

ax = sns.relplot(x='shapeName', y='tokped_user_depo_total', data=tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 5000000], kind='line', height=8, aspect=1.8)
ax.tick_params(axis='x', rotation=70)

Out[ ]:

<seaborn.axisgrid.FacetGrid at 0x17b4b89d0>

Menampilkan jumlah user dari Kab/Kota yang memiliki total deposit lebih dari 5 juta Rupiah.
Bandung paling banyak dengan 250 user, disusul Jakarta Barat 200-an user, dan Jakarta Selatan sekitar 160 users.

In [ ]:

ax = sns.relplot(x='shapeName', y='tokped_user_num', data=tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 5000000], kind='line', height=8, aspect=1.8)
ax.tick_params(axis='x', rotation=70)

Out[ ]:

<seaborn.axisgrid.FacetGrid at 0x17999d2d0>

Lanjut hitung rata-rata deposit per-kab/kota untuk kab/kota yang memiliki total deposit lebih dari atau sama dengan 5 juta Rupiah.
Ternyata yang paling tinggi adalah Kota Bengkulu, woooow.

In [ ]:

tk2['depo_avg'] = tk2['tokped_user_depo_total']/tk2['tokped_user_num']

In [ ]:

ax = sns.relplot(x='shapeName', y='depo_avg', data=tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 5000000], kind='line', height=8, aspect=1.8)
ax.tick_params(axis='x', rotation=70)

Out[ ]:

<seaborn.axisgrid.FacetGrid at 0x1798cb790>

Menampilkan distribusi total deposit per-kab/kota.

In [ ]:

sns.displot(tk2['tokped_user_depo_total'], kind='kde')

Out[ ]:

<seaborn.axisgrid.FacetGrid at 0x17b69e790>

Selanjutnya kita akan membuat Heat Map untuk menggambarkan besaran deposit Tokped yang dimiliki tiap kab/kota di Indonesia. Tiap wilayah kab/kota diberi warna yang sesuai dengan besaran depositnya.

Fungsi untuk plot geometry kabupaten / kota diatas geometry NKRI

In [ ]:

def gplot(tk2, nkri, cmap):
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 5))
    tk2.plot(
    ax=ax, 
    # column='tokped_user_depo_total', 
    linewidth=0.5, 
    cmap=cmap, 
    legend=True, 
    zorder=3
    )
    nkri.plot(
        ax=ax, 
        color='white', 
        edgecolor='skyblue', 
        linewidth=0.1, 
        zorder=1)
    ax.tick_params(labelsize = 14)
    cx.add_basemap(ax, crs=tk2.crs.to_string(), source=cx.providers.Esri.NatGeoWorldMap, zoom=8)

Test menampilkan wilayah kab/kota seluruh NKRI.

In [ ]:

gplot(tk2, adm0, 'Set1')

Plot geometry kabupaten / kota dengan argument:

• tk2 : geometry kabupaten / kota
• col : kolom yang digunakan untuk menentukan warna per-kab/kota
• cmap: colormap Matplotlib yang dipilih
• zoom: level zoom basemap

In [ ]:

def gplot(tk2, col, cmap, zoom):
    fig, ax = plt.subplots(figsize=(15, 5))
    tk2.plot(
    ax=ax, 
    column=col, 
    linewidth=0, 
    cmap=cmap, 
    legend=True
    )
    ax.tick_params(labelsize = 8)
    ax.grid(False)
    # cx.add_basemap(ax, crs=tk2.crs.to_string(), source=cx.providers.Esri.NatGeoWorldMap, zoom=zoom)
    # cx.add_basemap(ax, crs=tk2.crs.to_string(), source=cx.providers.CartoDB.DarkMatter, zoom=zoom)
    cx.add_basemap(ax, crs=tk2.crs.to_string(), source=cx.providers.CartoDB.Positron, zoom=zoom)

In [ ]:

# gplot(tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 0], adm1, adm0, 'viridis')
gplot(tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 0], 'tokped_user_depo_total', 'gnuplot_r', 8)

In [ ]:

gplot(tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 5000000], 'tokped_user_num', 'gnuplot_r', 8)

In [ ]:

gplot(tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 1000000], 'tokped_user_depo_total', 'gnuplot2_r', 8)

In [ ]:

gplot(tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 10000000], 'tokped_user_depo_total', 'cool', 8)

In [ ]:

gplot(tk2.loc[tk2.tokped_user_depo_total >= 50000000],'tokped_user_depo_total', 'cool', 8)

Demikian.
Semoga bermanfaat.