做数据分析为何要学统计学(10)——如何进行时间序列分析

时间序列是由随时间变化的值构成,如产品销量、气温数据等等。通过对时间序列展开分析,能够回答如下问题:

  • (1)被研究对象的活动特征是否有周期性(也称季节性)
  • (2)被研究对象的活动特征是否有趋势性(上升或下降)

时间序列分析有多种方法,常用方法为STL(Seasonal and Trend decomposition using Loess)算法。该方法是一种把时间序列分解为趋势项(trend component)、季节项(seasonal component)和残差项(remainder/residual component/random)的过滤过程。如下图:

STL算法在1990年由密歇根大学的R. B. Cleveland教授以及AT&T Bell实验室的W. S. Cleveland等人研发。其特点是:

  • 稳健的估计趋势项和季节项,而不会被数据中的异常行为扭曲
  • 可以指定季节项的周期为采样时间间隔任意大于一的整数倍
  • 可以分解有缺失值的时间序列

以下用纽约 1946年1月到1959年12月的每月新生儿数作为时间序列分析人口增长的规律。代码如下:

python 复制代码
#读入时间序列数据
import pandas as pd
X=pd.read_csv("https://robjhyndman.com/tsdldata/data/nybirths.dat",header=None,names=["birth"])
#绘制折线图
X.plot()
python 复制代码
#进行时间序列分析
import  statsmodels.api as sm
import matplotlib.pyplot as plt
res = sm.tsa.seasonal_decompose(X,period=12)
res.plot()
plt.xlabel("Month")
plt.show()

结果如下

可以看人口出生在第38个月左右后出生有明显上升趋势,而且从每年3月-6期间,出生人口开始进入高峰期,从8月份左右开始出生人口急速下降。

相关推荐
Yolo566Q16 分钟前
Noah-MP陆面过程模型建模方法与站点、区域模拟实践技术应用
开发语言·python
workflower1 小时前
室内外配送机器人
人工智能·机器学习·数据挖掘·自动化·制造
肖永威1 小时前
麒麟 V10 编译 Python 3.11 依赖包缺失与版本冲突问题解决实录
运维·python·麒麟操作系统
Csvn1 小时前
Python 开发技巧 · 类型注解进阶 —— 从 `TypeVar` 到 `Protocol`,让类型检查真正帮你抓 bug
后端·python
AllData公司负责人1 小时前
数据集成管理|AIIData数据中台实现MySQL、Hive、Oracle一键接入Doris
大数据·数据库·人工智能·hive·mysql·oracle·数据分析
W是笔名2 小时前
python___容器类型的数据___列表
开发语言·windows·python
花 满 楼2 小时前
EB引脚配置自动化方案|告别手动繁琐配PIN,Excel+Python批量生成ARXML实现一键配置
python·excel·eb
江华森2 小时前
jieba 分词 + 共现矩阵构建——《釜山行》人物关系提取(二)
python
用户298698530142 小时前
Python 实现 Excel 新旧格式互转:告别 Office 依赖的自动化方案
后端·python·excel
进击切图仔2 小时前
基于千问的白盒蒸馏 SOP
运维·服务器·人工智能·python·效率