Parte 1

Bibliotecas:

Obtendo o Banco de Dados da COVID-19 no Brasil com informações de número de casos e mortos em cada cidade.

Montagem de Drive:

Leitura dos Bancos de Dados:

Relatório de Desenvolvimento do Trabalho Prático - Parte 1:

Obtenção dos Bancos de Dados:

Para obter os conjuntos de dados relacionados às informações da COVID-19 no Brasil, utilizamos dados fornecidos pela brasil.io, contendo um compilado diário informações das Secretarias Estaduais de Saúde. Entretanto, reduzimos esse conjunto de dados apenas às cidades de Minas Gerais com o propósito de dar um enfoque maior e produzir análises centradas nas macrorregiões de Minas Gerais, gerando um Dataset com dados desde o início da pandemia até o último mês de Julho (07/2021).

Relativo aos dados da vacinação no estado de Minas Gerais, utilizamos DataFrames oriundos de Dados Abertos da Saúde de MG, em "Sistemas de Vacinação". Nesse Banco de Dados nós fizemos uma redução (subset) para utilizar apenas algumas colunas que nós julgamos mais relevantes e que de fato nos auxiliariam a obter informações importantes neste projeto. Essas decisões estão descritas mais a fundo no arquivo "DataPrep.ipynb"

Nosso objetivo:

A nossa proposta, então, é aplicar posteriormente outras técnicas de DataPreparation para finalmente fazer o join desses Bancos de Dados para produzir as análises mais significativas acerca dos dados sobre vacinação, casos e óbitos em Minas Gerais e, posteriormente, elaborar dashboards que possibilitem um entendimento da nossa análise de maneira mais ao alto nível.

Parte 2 - Data Prep

1) Como nossa análise se restringirá a MG, vamos selecionar apenas as informações dos municípios da referida UF.

2) Removendo os NaN's e nulos.

3) Alteração de tipos de alguns atributos:

Escolhendo uma cidade específica para conhecer melhor algumas informações do dataset.

Relatório de Desenvolvimento do Trabalho Prático - Parte 2:

Redução dos Bancos de Dados:

Os conjuntos de dados que nós obtivemos eram muito grandes para serem lidos em tempo e recursos hábeis pelos componentes do grupo (Parte 1). Dessa forma, nós utilizamos o Dicionário desses dados e pegamos apenas um subset das colunas que mais nos interessavam para essa aplicação. Dessa forma, tivemos uma redução de cerca de +- 7GB de Dados. Como nosso escopo é focado no estado de Minas Gerais, essa redução NÃO ACOMETERÁ NENHUMA INTERFERÊNCIA EM NOSSA ANÁLISE.

Tratamento de valores NaN:

Tanto no Banco de Dados de Casos e Mortes da COVID-19 quanto no Banco de Dados da Vacinação possuiam alguns registros com valores NaN em algumas colunas. Na nossa concepção, apenas excluir esses registros dos Datasets seria uma perda de informação lastimável e, dessa forma, decidimos tratar esses valores da seguinte forma: verficamos a coluna onde havia a ocorrência de NaN e, de acordo com a coluna, nós atribuimos um valor para aquele registro do tipo "Não especificado", "Não identificado", etc. Dessa forma, mantemos a essência do registro em si e, ainda assim, podemos fazer análises e obter métricas acerca dos dados faltantes.

Mudança de tipos:

Realizando alguns testes iniciais e algumas operações com os dados, nos deparamos que alguns valores númericos estão tipados como string. Dessa forma, em algumas colunas como Número de Casos no Dia(16) e Números de Óbitos do Dia(17) nós convertemos o registro de string para numérico, com intuito de, posteriormente, poder somar esses dados e obter resultados de acordo com critérios como: por cidade, por macrorregião, por faixa etária, etc.

Nossas observações:

Nessa etapa, fizemos algumas verificações que nós julgamos mais incisas sobre a parte de análise e tratamento de dados e obtivemos resultados satisfatórios. Em geral, os Datasets apresentaram uma estrutura de registros bem consistente, sendo necessário realizar apenas alguns ajustes que dizem respeito mais à nossa aplicação do que a ruídos em si. Conseguimos realizar os tratamentos que nos fosse necessário e temos a convicção que os dados estão prontos para serem utilizados na próxima etapa.

Parte 3 - Análise Exploratória

1) Como Minas Gerais é representada quando comparada a média de casos do país?

2) Como Minas Gerais é representada quando comparada a média de óbitos do país?

3) Qual a cidade com menor incidência total de casos?

4) Quais foram as 5 cidades com maiores incidências de cada região?

5) Qual a variabilidade de casos de Covid-19 entre dois meses seguidos quaisquer olhando os dados de todo o país.

Podemos notar que em Outubro de 2020 houve um aumento de casos de incidencia de COVID-19 no país, com um aumento de 182138 em relação ao mês anterior(Setembro)

6) Qual o estado com maior incidência de casos de forma semestral?

7) No estado de maior incidência, qual cidade possui o maior número de casos?

8) Qual o estado com maior casos de óbito de COVID-19?

9) No estado de maior número de óbitos, qual cidade possui o maior número de óbitos?

10) Dentre as maiores 5 cidades cidades do país, qual possui uma maior incidência de casos? E qual possui uma menor incidência de casos?

Dentre as 5 maiores cidades do país a que possui o maior número de incidencias é a cidade de São Paulo, com 911605 casos registrados. Em contrapartida a cidade com o menor número de casos, dentre as 5 maiores, é a cidade de Salvador, com 232254 casos registrados.

11) Existe uma correlação mensal da quantidade de casos de covid-19 entre os anos de 2020 e 2021? E uma correlação de aumento de casos? O que podemos notar quando comparamos a quantidade de casos nestes dois períodos, e qual pode ser a causa dessa diferença?

Fazendo um comparativo entre as duas tabelas que dizem respeito ao mês de agosto, existe uma grande diminuição no número de casos. Podemos pensar que isso seja devido a ocorrência de vacinações, visto que em agosto de 2021 grande parte da população já tinha tomado a segunda dose.

12) Existe uma diminuição ou aumento de casos durante feriados nacionais?

Os membros do grupo chegaram a conclusão que não seria possível criar uma correlação entre feriados nacionais e aumento ou diminuição dos casos de Covid-19

13) Houve alguma notável mudança de incidência após o início da vacinação no país? Faça as comparações com base nos cinco maiores estados do país.

14) Levante as diferenças da evolução nos casos de COVID-19 entre o Brasil e o Japão.

Dados Japão

Gráficos

15) Qual a macrorregião mineira que mais vacinou antecipadamente ? Qual seu desempenho em relação a diminuição de novos casos quando comparada às demais regiões ?
16) Qual a macrorregião mineira que menos vacinou antecipadamente ? Qual seu desempenho em relação ao aumento/constância de novos casos quando comparada às demais regiões ?

17) Qual a cidade mineira com o menor número de novos casos pós ínicio de vacinação ? A que região ela pertence ? Como ela se compara com o a média das médias das outras cidades de sua macrorregião ? E em relação à média das outras macrorregiões, como ela se compara ?

18) Qual a macrorregião mineira que possui a diferença mais alta de novos casos, considerando antes e depois da vacinação, ou seja, qual macrorregião que diminuiu mais o índice de novos casos ?

19) Qual a vacina mais aplicada em todo o estado ?

20) Qual a cidade mineira que apresentou o maior percentual de diminuição de óbitos pós início da vacinação ?

21) Qual a macrorregião que apresentou o maior percentual de diminuição de óbitos pós início da vacinação ? Ela foi a que possuiu o menor índice de novos casos nesse mesmo período ?

22) Qual a vacina mais utilizada na macrorregião que possui a menor taxa de óbitos pós início da vacinação ? E na macro de maior taxa de óbitos ?

23) Como está a vacinação por faixa etária em todo o estado ? Quais as faixas etárias que mais vacinaram e as que menos vacinaram ?

Relatório de Desenvolvimento do Trabalho Prático - Parte 3:

Análise Exploratória:

Nesta etapa, visamos manter um enfoque nas perguntas que havíamos levantado na Parte 1 deste projeto, juntamente com as sugestões dadas pelo professor. Dessa forma, visamos responder tais questões e, paralelamente, procurar correlacionar os atributos presentes nos atributos dos Bancos de Dados previamente preparados.

Ao passo que íamos desenvolvendo algumas análises, refatoramos algumas questões que não faziam muito sentido e/ou derivavam em alguma limitação de hardware para serem desenvolvidas, visto que os Bancos de Dados possuem um tamanho considerável. Além disso, adicionamos alguns tratamentos nos dados bem específicos que foram surgindo à medida em que "debulhavamos" os dados e fazíamos análises mais profundas.

Por fim, decidimos manter todos os resultados no próprio Notebook, visando evitar retrabalhos e que, além disso, no arquivo em questão fazemos algumas discussões pertinentes àqueles momentos de desenvolvimento e às questões envolvidas naquele determinado momento. Sendo assim, os resultados desta etapa são acessados mediante ao arquivo "TP-iCD.ipynb" neste diretório (Parte 3).

Esclarecimentos Prévios:

Durante algumas análises, buscamos informações a nível municipal. Dessa forma, algumas vezes referenciamos, por exemplo, "Taxa de Novos Casos" como sendo uma proporção entre os números de Novos Casos e a População de cada cidade. Decidimos manter essa abordagem (Novos Casos/População) como forma de obter um mesmo dimensionamento analítico para todas as cidades de MG, de forma a não ter uma análise tão deturpada devido ao fato de diferentes tamanhos populacionais. Sendo assim, mesmo que duas cidades A e B tenham uma grande diferença entre os números de Novos Casos, a nossa análise leva em conta esses números em relação à população de seu próprio município.

Parte 4: Predição

Relatório de Desenvolvimento do Trabalho Prático - Parte 4:

Análise Preditiva:

Nesta etapa do trabalho o grupo teve a ideia de treinar um modelo para a previsão das macroregiões de determinada cidade, assim criamos a correlação entre as macroregiões do banco de "Dados de Vacinação" com as incidencias de casos de covid e obitos, do banco de "Dados de Covid".

Assim sendo, foi calculado a média de casos e óbitos agrupados por cidades, e estas, foram relacionadas com sua macroregião estabelecida na tabela "Dados Vacinação". Após o preparo inicial dos dados, o grupo decidiu por utilizar a abordagem 1:4, onde 80% dos dados foram utilizados para treino, e 20% para teste, e o algoritmo escolhido foi o de Árvore de decisão, importado da biblioteca sklearn.

Resultados:

Após o teste com outros algoritmos, foi notado que o resultado apresentado pelo algoritmo de árvore de decisão foi o melhor, obtendo entre 98% +- 0.6% de acerto, e portanto o grupo decidiu por mantê-lo.