기본 콘텐츠로 건너뛰기

데이터 가공 및 분석 - dplyr 패키지 (3)



 dplyr 패키지의 여러 기능 가운데 하나는 데이터를 합치는 것입니다. 이는 R의 기본 기능인 merge와 같은 기능이지만, dplyr 패키지가 여러 가지 기능을 같이 사용할 수 있어 더 다양한 응용이 가능합니다. 하지만 그렇다고 해서 merge의 기능이 적은 것도 아닙니다. 대부분의 경우 merge를 통해서 원하는 데이터 프레임 합치기가 가능하지만, dplyr가 좀 더 다양한 응용을 제공할 수 있다는 점이 차이점입니다. 기본적인 데이터 합치기 기능에 대해서 설명해 보겠습니다. 


 우선 다이아몬드 자료에서 10개만 추출한 후 이를 자료별로 나눠보겠습니다. 그런데 이렇게 나눈 데이터간에 합체를 위해서 일단 먼저 데이터 프레임에 각 관측값에 일련번호 (id)를 매겨보겠습니다. 방법은 간단합니다. dplyr 패키지의 mutate 기능을 이용해 각 열에 번호를 붙이는 것입니다. 


library("dplyr")
library("ggplot2")

set.seed(3311)
diamonds1<-sample 10="" diamonds="" nrow="" span="">
D1<-diamonds diamonds1="" span="">

D1<-d1>% mutate(id = row_number())
D1





 id라는 새로운 행이 생기면서 1-10까지 번호가 생겼습니다. 이는 상당히 유용한 기능 가운데 하나입니다. 아무튼 다음으로 넘어가서 이를 D2/3라는 두 개의 데이터 프레임으로 쪼갠 후 merge와 dplyr의 left_join 기능을 이용해서 합쳐보겠습니다. 이름에서 짐작할 수 있듯이 왼쪽 뿐 아니라 좌우, 위아래로 데이터 프레임을 붙일 수도 있습니다. 하지만 대개의 데이터 프레임에서는 merge와 마찬가지로 주로 왼쪽으로 붙이는 방식으로 데이터를 합치게 됩니다. 아무튼 다음의 문법으로 데이터를 쪼갠 후 다시 붙이겠습니다. 참고로 같은 열과 행을 지닌 경우 rbind, cbind 기능으로 간단히 자르고 붙일 수 있다는 것 역시 소개드립니다. 


D2<-d1>%select(id,carat,cut,color,clarity)
D3<-d1>%select(id,carat,depth,price)
D2
D3


cbind(D2,D3)

merge(D2,D3, by="id")

left_join(D2,D3, by="id")





 결과를 보면 cbind는 그냥 두 개의 같은 길이의 데이터 프레임을 연결하므로 id라는 기준값이 그대로 살아있습니다. 만약 열의 길이가 다르면 cbind 기능은 사용할 수 없습니다. 따라서 기능이 매우 제한적이나 의외로 많이 쓰는 기능 가운데 하나입니다. 


 merge와 left_join은 사실상 같은 결과를 보여줍니다. 여기서 주목할 점은 합치는 기준 값이 되는 id는 중복되지 않지만, carat은 중복되는 행이므로 어디서 왔는지 표시하기 위해 x, y 값으로 표시를 했다는 점입니다. 만약 이런 내용이 거추장스럽다면 아예 중복되는 행을 뺀 데이터끼리 합치거나 혹은 두 개의 값을 기준으로 합치면 됩니다. 


 merge와 left_join은 모두 복수의 변수(variable) 혹은 행을 기준으로 데이터를 합칠 수 있는 기능을 제공합니다. 사실 실무에서 합치려는 데이터 중에는 확인을 위한 id 번호가 있는 경우도 있으나 그렇지 않고 스스로 각 관측값이 섞이지 않게 합쳐야 하는 경우도 많이 생깁니다. 위의 샘플 데이터으 경우 만약 carat 값을 기준으로 데이터를 합치면 0.91 캐럿인 데이터가 두 개라는 문제가 생깁니다. 이 경우 cut 데이터가 같이 있다면 중복 데이터의 기준으로 삼을 수 있습니다. 실제로 해보겠습니다. by=c("carat","cut") 방식으로 복수의 행을 기준으로 삼을 수 있습니다. 


D6<-d1 c="" carat="" clarity="" color="" cut="" span="">
D7<-d1 c="" carat="" cut="" depth="" price="" span="">

merge(D6,D7, by=c("carat","cut"))

left_join(D6,D7, by=c("carat","cut"))





 참고로 직접 해보면 알겠지만, 만약 기준값에 중복이 있으면 merge나 left_join 모두 2x2의 가능성에 맞춰 보여주는 것이 기본입니다. 따라서 관측값이 10개에서 12개로 늘어납니다. 물론 이렇게 되는 경우는 원치 않을 테니 기준값에 문제가 없는지 잘 살펴야 합니다. 


 여기서는 결측값이 없는 데이터를 기준으로 했지만, 사실 현실에서는 빠진 데이터끼리 붙이는 경우가 흔합니다. 이 경우 어떻게 할지 역시 다시 이야기해 보겠습니다. 

댓글

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

사막에서 식물을 재배하는 온실 Ecodome

 지구 기후가 변해가면서 일부 지역에서는 비가 더 많이 내리지만 반대로 비가 적게 내리는 지역도 생기고 있습니다. 일부 아프리카 개도국에서는 이에 더해서 인구 증가로 인해 식량과 물이 모두 크게 부족한 현상이 지속되고 있습니다. 이를 해결하기 위한 여러 가지 아이디어들이 나오고 있는데, 그 중 하나가 사막 온실입니다.   사막에 온실을 건설한다는 아이디어는 이상해 보이지만, 실제로는 다양한 사막 온실이 식물재배를 위해서 시도되고 있습니다. 사막 온실의 아이디어는 낮과 밤의 일교차가 큰 사막 환경에서 작물을 재배함과 동시에 물이 증발해서 사라지는 것을 막는데 그 중요한 이유가 있습니다.   사막화가 진행 중인 에티오피아의 곤다르 대학( University of Gondar's Faculty of Agriculture )의 연구자들은 사막 온실과 이슬을 모으는 장치를 결합한 독특한 사막 온실을 공개했습니다. 이들은 이를 에코돔( Ecodome )이라고 명명했는데, 아직 프로토타입을 건설한 것은 아니지만 그 컨셉을 공개하고 개발에 착수했다고 합니다.   원리는 간단합니다. 사막에 건설된 온실안에서 작물을 키움니다. 이 작물은 광합성을 하면서 수증기를 밖으로 내보네게 되지만, 온실 때문에 이 수증기를 달아나지 못하고 갖히게 됩니다. 밤이 되면 이 수증기는 다시 응결됩니다. 그리고 동시에 에코돔의 가장 위에 있는 부분이 열리면서 여기로 찬 공기가 들어와 외부 공기에 있는 수증기가 응결되어 에코돔 내부로 들어옵니다. 그렇게 얻은 물은 식수는 물론 식물 재배 모두에 사용 가능합니다.  (에코돔의 컨셉.  출처 : Roots Up)   (동영상)   이 컨셉은 마치 사막 온실과 이슬을 모으는 담수 장치를 합쳐놓은 것이라고 말할 수 있습니다. 물론 실제로도 잘 작동할지는 직접 테스트를 해봐야 알 수...