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
高级程序源5 小时前
django校园寻物通失物招领平台32261-计算机课程设计、毕业设计
vue.js·python·mysql·小程序·django·flask·课程设计
WeiXin_DZbishe6 小时前
基于springboot宠物领养系统-计算机毕设 附源码【课程设计】94217
vue.js·spring boot·python·django·php·课程设计
kimnoic6 小时前
Python数据库学习心得:SQLite、MySQL、PostgreSQL优缺点
开发语言·python
snhna6 小时前
向量数据库深度实战:从 HNSW 到 pgvector、Milvus 选型与 RAG 落地
数据库·人工智能·python·postgresql·milvus
必须得开心呀7 小时前
python编写带界面的软件,需要安装哪些插件
开发语言·python
Wx-bishekaifayuan7 小时前
express皖美特色农产品网售系统53118-计算机课程设计、毕业设计
人工智能·spring boot·后端·python·课程设计·express·旅游
砚凝霜7 小时前
【软考信息安全】第十章 入侵检测概述与原理分类
人工智能·安全·数据挖掘
青少儿编程课堂7 小时前
迪杰斯特拉(Dijkstra)算法:单源最短路与赛场路线规划
c++·python·算法·bfs·信息学竞赛
计算机编程指导师8 小时前
【计算机毕设推荐】基于Hadoop+Spark的公共交通运营数据分析与可视化系统源码 毕业设计 选题推荐 毕设选题 数据分析 机器学习
大数据·hadoop·python·计算机·数据分析·spark·交通
Wx-bishekaifayuan8 小时前
springboot汉中旅游服务平台41442-计算机课程设计、毕业设计
spring boot·后端·python·django·课程设计·express·旅游