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
南风微微吹14 小时前
【2026年3月最新】计算机二级Python题库下载安装教程~共19套真题
开发语言·python·计算机二级python
阿蔹14 小时前
Python基础语法三---函数和数据容器
开发语言·python
xingzhemengyou114 小时前
Python 多线程同步
开发语言·python
38242782715 小时前
python3网络爬虫开发实战 第二版:绑定回调
开发语言·数据库·python
dagouaofei15 小时前
培训项目总结 PPT 工具对比评测,哪款更专业
python·powerpoint
Hello eveybody15 小时前
用代码生成你的电影预告片(Python)
python
山沐与山15 小时前
【设计模式】 Python代理模式:从入门到实战
python·设计模式·代理模式
言之。15 小时前
Python调用DeepSeek API查询ClickHouse
windows·python·clickhouse
SCBAiotAigc15 小时前
Chrome的cookie编辑插件EditThisCookie
人工智能·chrome·python·ubuntu
dagouaofei15 小时前
运营述职 PPT 工具横评:效率与呈现谁更优
python·powerpoint