【Python大数据+AI毕设实战】全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统

39 阅读10分钟

🍊作者:计算机毕设匠心工作室

🍊简介:毕业后就一直专业从事计算机软件程序开发,至今也有8年工作经验。擅长Java、Python、微信小程序、安卓、大数据、PHP、.NET|C#、Golang等。

擅长:按照需求定制化开发项目、 源码、对代码进行完整讲解、文档撰写、ppt制作。

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基于大数据的全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统-功能介绍

《全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统》是一个旨在深度挖掘和直观展示老年人群体健康状况的综合性数据平台。本系统在技术架构上,后端提供了基于Java生态的Spring Boot和Python生态的Django两种实现方案,赋予了开发者灵活选择的权利;其核心数据处理与分析引擎则构建在强大的大数据框架Hadoop与Spark之上,通过利用HDFS进行分布式数据存储,并借助Spark SQL的高效内存计算能力,对海量的民意调查数据进行快速的清洗、转换和聚合分析,充分体现了大数据技术在处理复杂社会科学数据时的优势。前端界面则采用主流的Vue框架,并结合ElementUI组件库进行美观布局,所有分析结果最终通过Echarts图表库进行动态、多维度的可视化呈现,让复杂的数据关系变得一目了然。在功能层面,系统并非简单的信息展示,而是围绕五大核心分析维度展开:首先是“老年人健康状况综合分析”,它从身心、口腔三个维度构建老年人健康画像;其次是“睡眠质量与健康关联分析”,深入探究影响老年人睡眠的各类因素及其与健康状况的内在联系;再者是“医疗服务利用分析”,通过就诊频次等数据揭示医疗资源的使用模式;同时,系统还设有“人口学特征健康差异分析”,用于识别不同性别、种族、年龄群体间的健康不平等现象;最后,通过“健康风险预警与分层管理分析”,系统能够利用聚类等算法识别高风险人群,为实现精准的健康干预和管理策略提供坚实的数据支撑。

基于大数据的全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统-选题背景意义

选题背景 咱们国家现在老年人越来越多了,这是一个大家都看得到的事实,人口老龄化已经不是一个未来的概念,而是正在发生的日常。这就给咱们的医疗、养老等社会保障体系带来了不小的压力。过去我们了解老年人的健康,很多时候是看医院的病历数据,但这些数据往往比较“冷冰冰”,只记录了得了什么病、用了什么药。可一个人的健康,尤其是老年人的健康,其实远不止这些。他们的心理状态怎么样?晚上睡得好不好?有没有因为疼痛或者压力失眠?这些充满生活气息的问题,恰恰是影响他们生活质量的关键。所以,通过大规模的民意调查来收集这些主观感受和生活细节数据,就变得特别有价值。它能帮我们画出一幅更完整、更有人情味的老年人健康图景。不过,这类调查数据量大,维度多,还混杂着很多需要清洗的信息,用传统的数据分析工具比如Excel来处理,就有点力不从心了,这时候,引入大数据技术来帮忙就显得顺理成章了。 选题意义 做这个毕业设计,说实话,主要还是想对自己大学四年学的知识做一次综合性的实践和检验。它算是一次小小的尝试,看看怎么把Hadoop、Spark这些听起来很厉害的大数据技术,应用到一个有那么点社会温度的实际问题上。从技术角度看,这个项目能让我把从数据存储(HDFS)、数据处理(Spark SQL、Pandas)到后端开发(SpringBoot或Django),再到前端可视化(Vue、Echarts)的整个流程跑通一遍,这个经验对个人能力的提升还是挺实在的。从实际应用的角度来看,当然不能夸张地说它能解决多大的社会问题,但它确实能提供一个看问题的不同视角。比如,通过系统分析出的数据,或许能让社区工作者或者家里人更关注老年人的心理健康和睡眠问题,而不仅仅是血压、血糖这些生理指标。如果这个系统呈现的某个分析结果,比如“某种生活习惯和睡眠质量的强关联”,能给相关研究人员提供一点点数据上的参考或者启发,那这个毕业设计的价值就实现了。总的来说,它是一个将技术与人文关怀相结合的练习,希望能做出一个有内容、有思考的毕设作品。

基于大数据的全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统-技术选型

大数据框架:Hadoop+Spark(本次没用Hive,支持定制) 开发语言:Python+Java(两个版本都支持) 后端框架:Django+Spring Boot(Spring+SpringMVC+Mybatis)(两个版本都支持) 前端:Vue+ElementUI+Echarts+HTML+CSS+JavaScript+jQuery 详细技术点:Hadoop、HDFS、Spark、Spark SQL、Pandas、NumPy 数据库:MySQL

基于大数据的全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统-视频展示

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基于大数据的全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统-图片展示

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基于大数据的全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统-代码展示

from pyspark.sql import SparkSession
from pyspark.sql.functions import col, when, sum, count, avg, round
# 初始化SparkSession,这是所有Spark应用的入口
spark = SparkSession.builder.appName("HealthyAgingAnalysis").master("local[*]").getOrCreate()
# 假设数据已加载到名为df的DataFrame中
# df = spark.read.csv("path/to/your/data.csv", header=True, inferSchema=True)
# 为了演示,我们先创建一个模拟的DataFrame
data = [
    (1, 2, 1, 1, 1, 3, 2, 4, 1, 0, 0, 1, 0, 2, 1),
    (3, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 5, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 2),
    (2, 2, 1, 1, 3, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 0, 0, 3, 3),
    (5, 2, 3, 1, 1, 4, 4, 6, 0, 0, 0, 1, 1, 2, -1),
    (1, 2, 1, 2, 2, -1, 2, 3, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 2)
]
columns = [
    "Number_of_Doctors_Visited", "Age", "Race", "Gender", "Employment",
    "Physical_Health", "Mental_Health", "Dental_Health",
    "Stress_Keeps_Patient_from_Sleeping", "Medication_Keeps_Patient_from_Sleeping",
    "Pain_Keeps_Patient_from_Sleeping", "Bathroom_Needs_Keeps_Patient_from_Sleeping",
    "Unknown_Keeps_Patient_from_Sleeping", "Trouble_Sleeping", "Prescription_Sleep_Medication"
]
df = spark.createDataFrame(data, columns)
# 核心功能1: 三维健康状况分布分析 (业务处理函数)
def analyze_health_dimension_distribution(dataframe):
    # 业务处理逻辑:统计不同身体、心理、口腔健康状况组合下的人群数量
    # 步骤1: 筛选掉包含缺失值(-1)的记录,确保分析的准确性
    filtered_df = dataframe.filter(
        (col("Physical_Health") != -1) &
        (col("Mental_Health") != -1) &
        (col("Dental_Health") != -1)
    )
    # 步骤2: 对健康状况编码进行可读性转换,便于前端展示
    # 这里用when().otherwise()模拟case when的逻辑
    result_df = filtered_df.withColumn(
        "Physical_Health_Desc",
        when(col("Physical_Health") == 1, "Excellent")
        .when(col("Physical_Health") == 2, "Good")
        .when(col("Physical_Health") == 3, "Fair")
        .otherwise("Poor")
    ).withColumn(
        "Mental_Health_Desc",
        when(col("Mental_Health") == 1, "Excellent")
        .when(col("Mental_Health") == 2, "Good")
        .when(col("Mental_Health") == 3, "Fair")
        .otherwise("Poor")
    )
    # 步骤3: 按三个健康维度进行分组,并计算每个组合的人数
    health_distribution = result_df.groupBy(
        "Physical_Health_Desc",
        "Mental_Health_Desc",
        "Dental_Health"  # 口腔健康假设直接用编码
    ).agg(
        count("*").alias("population_count")
    ).orderBy(col("population_count").desc())
    # 步骤4: 展示结果,在实际应用中这里会返回JSON给前端
    health_distribution.show(truncate=False)
    return health_distribution
# 核心功能2: 睡眠障碍成因分析 (业务处理函数)
def analyze_sleep_disorder_causes(dataframe):
    # 业务处理逻辑:统计导致失眠的各种原因的发生次数
    # 步骤1: 计算总样本量,用于后续计算比例
    total_records = dataframe.count()
    # 步骤2: 使用agg聚合函数,对每个代表失眠原因的二元字段(0或1)进行求和
    # sum()在二元字段上等效于计算值为1的记录数
    cause_analysis = dataframe.agg(
        sum("Stress_Keeps_Patient_from_Sleeping").alias("stress_cause_count"),
        sum("Medication_Keeps_Patient_from_Sleeping").alias("medication_cause_count"),
        sum("Pain_Keeps_Patient_from_Sleeping").alias("pain_cause_count"),
        sum("Bathroom_Needs_Keeps_Patient_from_Sleeping").alias("bathroom_cause_count"),
        sum("Unknown_Keeps_Patient_from_Sleeping").alias("unknown_cause_count")
    ).first() # 使用.first()将结果从DataFrame行转为Row对象,方便提取
    # 步骤3: 将统计结果整理成更易于处理的格式,例如字典
    # 实际项目中,这里会构建一个标准的API响应结构
    results = {
        "total_population": total_records,
        "causes": [
            {"name": "压力导致失眠", "value": cause_analysis["stress_cause_count"]},
            {"name": "药物导致失眠", "value": cause_analysis["medication_cause_count"]},
            {"name": "疼痛导致失眠", "value": cause_analysis["pain_cause_count"]},
            {"name": "夜间如厕导致失眠", "value": cause_analysis["bathroom_cause_count"]},
            {"name": "未知原因导致失眠", "value": cause_analysis["unknown_cause_count"]}
        ]
    }
    # 步骤4: 打印结果,模拟返回给调用方
    print(results)
    return results
# 核心功能3: 健康状况与就诊频次关联分析 (业务处理函数)
def analyze_health_vs_doctor_visits(dataframe):
    # 业务处理逻辑:分析不同健康状况人群的平均就诊次数
    # 步骤1: 同样先过滤掉健康数据中的缺失值
    filtered_df = dataframe.filter(
        (col("Physical_Health") != -1) &
        (col("Mental_Health") != -1)
    )
    # 步骤2: 将就诊次数中的编码或特定值进行预处理(如果需要)
    # 假设'Number_of_Doctors_Visited'已经是数值型,无需额外处理
    # 步骤3: 按身体健康和心理健康状况进行分组
    # 然后计算每组的平均就诊次数,并保留两位小数
    # 同时计算每组的人数,以评估统计结果的可靠性
    correlation_analysis = filtered_df.groupBy(
        "Physical_Health",
        "Mental_Health"
    ).agg(
        round(avg("Number_of_Doctors_Visited"), 2).alias("avg_doctor_visits"),
        count("*").alias("group_population")
    ).orderBy(
        col("Physical_Health").asc(),
        col("Mental_Health").asc()
    )
    # 步骤4: 展示分析结果,这些结构化数据可以直接发送给前端Echarts进行渲染
    correlation_analysis.show()
    return correlation_analysis
# 执行分析函数
print("--- 1. 三维健康状况分布分析 ---")
analyze_health_dimension_distribution(df)
print("\n--- 2. 睡眠障碍成因分析 ---")
analyze_sleep_disorder_causes(df)
print("\n--- 3. 健康状况与就诊频次关联分析 ---")
analyze_health_vs_doctor_visits(df)
# 关闭SparkSession
spark.stop()

基于大数据的全国健康老龄化民意调查数据分析与可视化系统-结语

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