- •Об авторе
- •О научных редакторах
- •Благодарности
- •От издательства
- •Введение
- •Для кого эта книга?
- •Почему Python?
- •План книги
- •Версия Python, платформа и IDE
- •Установка Python
- •Запуск Python
- •Использование виртуальной среды
- •Вперед!
- •Глава 1. Спасение моряков с помощью теоремы Байеса
- •Теорема Байеса
- •Проект #1. Поиск и спасение
- •Стратегия
- •Установка библиотек Python
- •Код для теоремы Байеса
- •Время сыграть
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Усложняем проект. Более грамотный поиск
- •Усложняем проект. Поиск лучшей стратегии с помощью MCS
- •Усложняем проект. Вычисление вероятности обнаружения
- •Глава 2. Установление авторства с помощью стилометрии
- •Проект #2: «Собака Баскервилей», «Война миров» и «Затерянный мир»
- •Стратегия
- •Установка NLTK
- •Корпусы текстов
- •Код стилометрии
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Практический проект: охота на собаку Баскервилей с помощью распределения
- •Практический проект: тепловая карта пунктуации
- •Усложняем проект: фиксирование частотности
- •Глава 3. Суммаризация текста с помощью обработки естественного языка
- •Стратегия
- •Веб-скрапинг
- •Код для «У меня есть мечта»
- •Установка gensim
- •Код для суммаризации речи «Заправляйте свою кровать»
- •Проект #5. Суммаризация речи с помощью облака слов
- •Модули Word Cloud и PIL
- •Код для создания облака слов
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Усложняем проект: ночные игры
- •Усложняем проект: суммаризация суммаризаций
- •Глава 4. Отправка суперсекретных сообщений с помощью книжного шифра
- •Одноразовый блокнот
- •Шифр «Ребекка»
- •Проект #6. Цифровой ключ к «Ребекке»
- •Стратегия
- •Код для шифрования
- •Отправка сообщений
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Глава 5. Поиск Плутона
- •Проект #7. Воссоздание блинк-компаратора
- •Стратегия
- •Данные
- •Код блинк-компаратора
- •Использование блинк-компаратора
- •Проект #8. Обнаружение астрономических транзиентов путем дифференцирования изображений
- •Стратегия
- •Код для детектора транзиентов
- •Использование детектора транзиентов
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Практический проект: представление орбитальной траектории
- •Практический проект: найди отличия
- •Усложняем проект: сосчитаем звезды
- •Глава 6. Победа в лунной гонке с помощью «Аполлона-8»
- •Цель миссии «Аполлон-8»
- •Траектория свободного возврата
- •Задача трех тел
- •Проект #9. На Луну с «Аполлоном-8»!
- •Использование модуля turtle
- •Стратегия
- •Код программы для расчета свободного возврата «Аполлона-8»
- •Выполнение симуляции
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Практический проект: симуляция шаблона поисков
- •Практический проект: запусти меня!
- •Практический проект: останови меня!
- •Усложняем проект: симуляция в истинном масштабе
- •Усложняем проект: реальный «Аполлон-8»
- •Глава 7. Выбор мест высадки на Марсе
- •Посадка на Марс
- •Карта MOLA
- •Проект #10. Выбор посадочных мест на Марсе
- •Стратегия
- •Код для выбора мест посадки
- •Результаты
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Практический проект: убедимся, что рисунки становятся частью изображения
- •Практический проект: визуализация профиля высот
- •Практический проект: отображение в 3D
- •Практический проект: совмещение карт
- •Усложняем проект: три в одном
- •Усложняем проект: перенос прямоугольников
- •Глава 8. Обнаружение далеких экзопланет
- •Транзитная фотометрия
- •Проект #11. Симуляция транзита экзопланеты
- •Стратегия
- •Код для транзита
- •Эксперименты с транзитной фотометрией
- •Проект #12. Получение изображений экзопланет
- •Стратегия
- •Код для пикселизатора
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Практический проект: обнаружение инопланетных мегаструктур
- •Практический проект: обнаружение транзита астероидов
- •Практический проект: добавление эффекта потемнения к краю
- •Практический проект: обнаружение пятен на звездах
- •Практический проект: обнаружение инопланетной армады
- •Практический проект: обнаружение планеты с луной
- •Практический проект: измерение продолжительности экзопланетного дня
- •Усложняем проект: генерация динамической кривой блеска
- •Глава 9. Как различить своих и чужих
- •Обнаружение лиц на фотографиях
- •Проект #13. Программирование робота-часового
- •Стратегия
- •Результаты
- •Обнаружение лиц в видеопотоке
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Практический проект: размытие лиц
- •Усложняем проект: обнаружение кошачьих мордочек
- •Глава 10. Ограничение доступа по принципу распознавания лиц
- •Распознавание лиц с помощью LBPH
- •Схема распознавания лиц
- •Извлечение гистограмм локальных бинарных шаблонов
- •Проект #14. Ограничение доступа к инопланетному артефакту
- •Стратегия
- •Поддержка модулей и файлов
- •Код для захвата видео
- •Код для обучения алгоритма распознавания лиц
- •Код для прогнозирования лиц
- •Результаты
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Усложняем проект: добавление пароля и видеозахвата
- •Усложняем проект: похожие лица и близнецы
- •Усложняем проект: машина времени
- •Глава 11. Создание интерактивной карты побега от зомби
- •Проект #15. Визуализация плотности населения с помощью хороплетной карты
- •Стратегия
- •Библиотека анализа данных
- •Библиотеки bokeh и holoviews
- •Установка pandas, bokeh и holoviews
- •Работа с данными по уровню безработицы и плотности населения в округах и штатах
- •Разбираем код holoviews
- •Код для отрисовки хороплетной карты
- •Планирование маршрута
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Усложняем проект: отображение на карте изменения численности населения США
- •Глава 12. Находимся ли мы в компьютерной симуляции?
- •Проект #16. Жизнь, Вселенная и пруд черепахи Йертл
- •Код симуляции пруда
- •Следствия симуляции пруда
- •Измерение затрат на пересечение строк или столбцов сетки
- •Результаты
- •Стратегия
- •Итоги
- •Дополнительная литература
- •Дополнение
- •Усложняем проект: поиск безопасного места в космосе
- •Усложняем проект: а вот и Солнце
- •Усложняем проект: взгляд глазами собаки
- •Усложняем проект: кастомизированный поиск слов
- •Усложняем проект: что за сложную паутину мы плетем
- •Усложняем проект: идем вещать с горы
- •Решения для практических проектов
- •Глава 2. Определение авторства с помощью стилометрии
- •Охота на собаку Баскервилей с помощью распределения
- •Тепловая карта пунктуации
- •Глава 4. Отправка суперсекретных сообщений с помощью книжного шифра
- •Составление графика символов
- •Отправка секретов шифром времен Второй мировой войны
- •Глава 5. Поиск Плутона
- •Представление орбитальной траектории
- •Глава 6. Победа в лунной гонке с помощью «Аполлона-8»
- •Симуляция шаблона поисков
- •Заведи меня!
- •Останови меня!
- •Глава 7. Выбор мест высадки на Марсе
- •Убеждаемся, что рисунки становятся частью изображения
- •Визуализация профиля высоты
- •Отображение в 3D
- •Совмещение карт
- •Глава 8. Обнаружение далеких экзопланет
- •Обнаружение инопланетных мегаструктур
- •Обнаружение транзита астероидов
- •Добавление эффекта потемнения к краю
- •Обнаружение инопланетной армады
- •Обнаружение планеты с луной
- •Измерение продолжительности экзопланетного дня
- •Глава 9. Как различить своих и чужих
- •Размытие лиц
- •Глава 10. Ограничение доступа по принципу распознавания лиц
- •Усложняем проект: добавление пароля и видеозахвата
332 Глава 11. Создание интерактивной карты побега от зомби
Рис. 11.8. Хороплетная карта плотности населения от 2010 года. Чем светлее область, тем меньше людей здесь проживает
ПРИМЕЧАНИЕ
Инструмент масштабирования Box Zoom делает возможным быстрый просмотр прямоугольной области, но может растягивать или сжимать оси карты. Чтобы сохранить при масштабировании соотношение ее сторон, используйте комбинацию инструментов Wheel Zoom и Pan.
Планирование маршрута
Горы Чисос в Национальном парке Биг-Бенд, где находится потухший супервулкан, могут стать одним из лучших мест на земле для укрытия во время зомби-апо- калипсиса. Этот удаленный и похожий на крепость горный массив (рис. 11.9) возвышается над окружающей пустынной местностью, в пике достигая практически 8000 футов (около 2500 м). В середине горного массива располагается природный водный бассейн, а также парковые объекты, включая хижины, домики, магазин и ресторан. Эта область изобилует дикими животными и рыбой, ручьи полны чистой водой, а берега Рио-Гранде вполне подходят для фермерства.
С помощью хороплетной карты можно быстро спланировать маршрут к этой далекой природной крепости. Но для начала нужно безопасно покинуть Атланту. Кратчайший путь из этого района — узкий коридор между городами Бирмингем и Монтгомери в Алабаме (рис. 11.10). Обойти следующий крупный город,
Проект#15.Визуализацияплотностинаселенияспомощьюхороплетнойкарты 333
Джексон, штат Миссисипи, можно по его северной либо южной окраине. Но для выбора оптимального пути прежде всего необходимо оценить обстановку.
Рис. 11.9. Горы Чисос на Западе Техаса (слева) и их отображение на 3D-карте (справа)
Рис. 11.10. Побег из Атланты
Южный маршрут вокруг Джексона короче, но вынудит выживших двигаться по коридору между густонаселенными районами I-35, южнее которого располагается Сан-Антонио, а севернее — Даллас-Форт-Уэрт (DFW) (рис. 11.11). Этот потенциально опасный участок в округе Хилл, Техас (на рис. 11.11 отмечен кружочком).
Альтернативный северный маршрут через долину Ред-Ривер, расположенную между Оклахомой и Техасом, длиннее, но безопаснее, особенно если использовать
334 Глава 11. Создание интерактивной карты побега от зомби
удобную возможность сплава по реке. Оказавшись на западе от Форт-Уэрта, выжившие смогут пересечь реку и повернуть на юг к земле обетованной.
Red River |
Atlanta |
|
Birmingham
Jackson
|
Austin |
|
Big |
Houston |
|
San |
||
Monroe |
||
Bend |
Antonio |
|
|
Рис. 11.11. Путь на запад
Планирование оказалось бы еще проще при наличии в holoviews инструмента слайдера, позволяющего интерактивно изменять цветовую шкалу. Можно было бы, например, отфильтровывать или изменять тона округов простым перетаскиванием ползунка вверх и вниз по шкале. Это бы упростило поиск маршрутов через наименее населенные округа.
К сожалению, слайдер не входит в список опций окна holoviews. Но мы знакомы с pandas, так что мы вооружены. Просто добавим следующий фрагмент кода после строки, выводящей информацию в строке 500:
df.loc[df.Density >= 65, ['Density']] = 1000
Это изменит значения плотности населения в датафрейме, установив для тех, что равны или больше 65, постоянное значение 1000. Еще раз запустите программу, и у вас получится изображение, как на рис. 11.12. С этими новыми значениями опасность путешествия через Сан-Антонио — Остин — Даллас становится более наглядной, как и относительная безопасность долины Ред-Ривер на северной границе восточного Техаса.
Хотите узнать, какой путь выбрали выжившие в ТВ-шоу? Никакой. Первые четыре сезона они провели в окрестностях Атланты, сначала разбив лагерь
Проект#15.Визуализацияплотностинаселенияспомощьюхороплетнойкарты 335
в Стоун-Маунтин, а затем отсиживаясь в тюрьме рядом с вымышленным городом Вудбери (рис. 11.13).
|
|
Red River |
Atlanta |
|
|
|
Birmingham |
|
DFW |
|
Jackson |
|
|
|
|
Big |
Austin |
Houston |
|
San |
|
||
Bend |
|
|
|
|
Antonio |
|
|
Рис. 11.12. Округа с населением более 65 человек на квадратную милю выделены черным
Atlanta Stone Mountain
Woodbury
Рис. 11.13. Расположение Стоун-Маунтин и вымышленного города Вудбери