e-Stat API機能で取得した人口移動データをprophetで学習し、2020年の人口移動を予測する

人口移動データ取得

import os
import io
import requests
import pandas as pd
from fbprophet import Prophet

%matplotlib inline
pd.plotting.register_matplotlib_converters()
app_id = os.getenv("E_STAT_API_APP_ID")

def get_stats_name_list():
    url = "http://api.e-stat.go.jp/rest/3.0/app/getSimpleStatsList"
    params = {"appId": app_id, "statsNameList": "Y"}
    response = requests.get(url, params=params)
    csv_text = response.text[response.text.find('"TABLE_INF",') :]
    df = pd.read_csv(io.StringIO(csv_text), dtype="object")
    return df

df_stats_name = get_stats_name_list().pipe(
    lambda df: df[df.STAT_NAME.str.contains("人口移動")]
)

df_stats_name

	TABLE_INF	STAT_CODE	STAT_NAME	GOV_ORG_CODE	GOV_ORG_NAME
17	00200523	00200523	住民基本台帳人口移動報告	00200	総務省

stats_code = df_stats_name.TABLE_INF

def get_stats_list(stats_code):
    url = "http://api.e-stat.go.jp/rest/3.0/app/getSimpleStatsList"
    params = {"appId": app_id, "statsCode": stats_code}
    response = requests.get(url, params=params)
    csv_text = response.text[response.text.find('"TABLE_INF",') :]
    df = pd.read_csv(io.StringIO(csv_text), dtype="object")
    return df

df_stats_list = get_stats_list(stats_code).pipe(
    lambda df: df[
        (df.CYCLE == "月次")
        & (df.TITLE.str.contains("全国"))
        & (df.TITLE.str.contains("2010年1月"))
        & (df.TITLE.str.contains("転入者数"))
    ]
)

df_stats_list[["TABLE_INF", "TITLE"]]

	TABLE_INF	TITLE
14	0003079521	2010年1月～年齢（５歳階級），男女別他都道府県からの転入者数（日本人移動者）全国，都道府県

stats_data_id = df_stats_list.iloc[0].TABLE_INF

def get_meta_info(stats_data_id):
    url = "http://api.e-stat.go.jp/rest/3.0/app/getSimpleMetaInfo"
    params = {"appId": app_id, "statsDataId": stats_data_id}
    response = requests.get(url, params=params)
    csv_text = response.text[response.text.find('"CLASS_OBJ_ID",') :]
    df = pd.read_csv(io.StringIO(csv_text), dtype="object")
    return df

df_meta_info = get_meta_info(stats_data_id).dropna(axis=1).drop_duplicates('CLASS_OBJ_ID')

df_meta_info

	CLASS_OBJ_ID	CLASS_OBJ_NAME	CLASS_CODE	CLASS_NAME
0	tab	表章項目	06	他都道府県からの転入者数
1	cat01	性別	0	総数
4	cat02	年齢（５歳階級）	000	総数
24	area	全国・都道府県	00000	全国
72	time	時間軸（月次）	2018001212	2018年12月

def get_stats_data(stats_data_id, cat01, cat02, area):
    url = "http://api.e-stat.go.jp/rest/3.0/app/getSimpleStatsData"
    params = {
        "appId": app_id,
        "statsDataId": stats_data_id,
        "cdArea": area,
        "cdCat01": cat01,
        "cdCat02": cat02,
    }
    response = requests.get(url, params=params)
    csv_text = response.text[response.text.find('"tab_code",') :]
    df = pd.read_csv(io.StringIO(csv_text), dtype="object")
    return df

df_stas_data = get_stats_data(
    stats_data_id,
    **df_meta_info.groupby("CLASS_OBJ_ID")
    .first()
    .CLASS_CODE[["area", "cat01", "cat02"]]
    .to_dict()
)

def to_prophet_format(df):
    return df.pipe(
        lambda df: df.assign(ds=pd.to_datetime(df["時間軸（月次）"], format="%Y年%m月"))
    ).pipe(
        lambda df: df[["ds", "value"]]
        .astype({"value": int})
        .rename(columns={"value": "y"})
        .sort_values("ds")
    )

df_prophet = df_stas_data.pipe(to_prophet_format)

df_prophet.head()

	ds	y
107	2010-01-01	126018
106	2010-02-01	137843
105	2010-03-01	478514
104	2010-04-01	398795
103	2010-05-01	150085

df_prophet.tail()

	ds	y
4	2018-08-01	158332
3	2018-09-01	129291
2	2018-10-01	163296
1	2018-11-01	124295
0	2018-12-01	127839

Prophetで学習、予測

prophet_model = Prophet().fit(df_prophet)
future = prophet_model.make_future_dataframe(periods=24, freq='MS')
forecast = prophet_model.predict(future)

INFO:fbprophet:Disabling weekly seasonality. Run prophet with weekly_seasonality=True to override this.
INFO:fbprophet:Disabling daily seasonality. Run prophet with daily_seasonality=True to override this.

プロット

prophet_model.plot(forecast);

prophet_model.plot_components(forecast);

2020年の予測結果

forecast.set_index("ds")["2020-01-01":].yhat.apply(int).reset_index().pipe(
    lambda df: df.assign(ds=df.ds.dt.strftime("%Y年%m月"))
).set_index("ds")

	yhat
ds
2020年01月	123240
2020年02月	137012
2020年03月	458678
2020年04月	393502
2020年05月	164402
2020年06月	133720
2020年07月	156698
2020年08月	159363
2020年09月	135871
2020年10月	158294
2020年11月	123974
2020年12月	125429

forecast.set_index('ds')['2020-01-01':].yhat.plot();