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
鸿业远图科技1 小时前
分式注记种表达方式arcgis
python·arcgis
别让别人觉得你做不到2 小时前
Python(1) 做一个随机数的游戏
python
小彭律师3 小时前
人脸识别门禁系统技术文档
python
万能程序员-传康Kk4 小时前
旅游推荐数据分析可视化系统算法
算法·数据分析·旅游
张小九995 小时前
PyTorch的dataloader制作自定义数据集
人工智能·pytorch·python
zstar-_5 小时前
FreeTex v0.2.0:功能升级/支持Mac
人工智能·python·macos·llm
苏生要努力5 小时前
第九届御网杯网络安全大赛初赛WP
linux·python·网络安全
于壮士hoho5 小时前
DeepSeek | AI需求分析
人工智能·python·ai·需求分析·dash
蒙奇D索大5 小时前
【人工智能】自然语言编程革命:腾讯云CodeBuddy实战5步搭建客户管理系统,效率飙升90%
人工智能·python·django·云计算·腾讯云
AndrewHZ5 小时前
【Python生活】如何构建一个跌倒检测的算法?
python·算法·生活·可视化分析·陀螺仪·加速度计·跌倒检测