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
锋行天下4 小时前
langgraph 后端发自定义数据,前端接收方法概括
人工智能·python
benchmark_cc6 小时前
用 QuantDash 读取单只股票五档盘口:抽样、缺失值检查与复现记录
python·数据分析·pandas·量化交易·股票数据·quantdash
曲径海盗6 小时前
【Python 学习第 55 天】列表基础
python·学习笔记·编程入门
专注仿真7 小时前
知识问答模型用到的算法集详解及代码实例
python·算法·代码·大模型训练·控制算法
jyOverQ7 小时前
我写了一个 CSDN Markdown 图片助手:告别本地图片逐张上传
python·工具·csdn
刘马想放假10 小时前
CANviz 使用指南|Linux 安装、DBC 解码、实时曲线与 J1939 实战
linux·python·websocket
2601_9679873711 小时前
python判断变量名不要调用任何函数实现
python·函数·语法·判断·变量名
卷无止境12 小时前
SALib敏感性分析的python库学习笔记
后端·python
duansamve13 小时前
Python3+Flask+PostgreSQL18+Vue3项目生产环境用docker如何部署?
python·docker·flask
特立独行的猫A13 小时前
少 3 个环节、少 1 次 ABI、少 3500 行代码:cj-tauri 与 Ionic/Capacitor 的鸿蒙桥接机制对比
java·后端·python