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
Thneonl3 小时前
Celery 生产踩坑:1000 任务积压与 acks_late 双重执行
后端·python
清桔3 小时前
模型的调用
python
小小张说故事3 小时前
Python 多线程为什么跑不快?asyncio 入门指南:异步并发从零上手
后端·python
明月_清风3 小时前
数据进入平台后怎么处理?一文搞懂 ETL
大数据·后端·数据分析
10年前端老司机3 小时前
干货分享|企业智能知识库 Rerank 重排序落地实践与踩坑总结
python·aigc·agent
明月_清风3 小时前
数据处理完放在哪里?一文搞懂数据仓库与数据湖
大数据·后端·数据分析
天天被压力3 小时前
【Python 量化取数指南 #13】Python 把行情落库:sqlite 一键存,回测随用随取
java·人工智能·python
天天被压力3 小时前
【Python 量化取数指南 #14】Python 清洗行情数据:复权停牌对齐,回测不翻车
java·人工智能·python
明月_清风3 小时前
数据平台到底是什么?一篇文章搞懂数据平台开发
大数据·后端·数据分析
Python私教3 小时前
Python环境配置:conda+PyCharm+换源,附6个坑
人工智能·python·pycharm