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
测试秃头怪2 分钟前
Postman中变量的使用
自动化测试·软件测试·python·测试工具·测试用例·接口测试·postman
ynchyong3 分钟前
词云(Word Cloud) 使用方法
python·统计·词云
Alkaid207713 分钟前
我把文件和脚本放一起了,Python 就是看不见?新手必看的绝对路径 vs 相对路径终极避坑指南
python·ai编程
SamChan9034 分钟前
Python+OpenCV检测PDF翻译后排版偏移:像素级格式一致性验证
python·opencv·ai·pdf·wpf
会博通·代码搬运工35 分钟前
双层PDF技术实现与档案数字化系统的API集成实践
数据库·人工智能·分布式·python·计算机视觉·api集成
健康平安的活着36 分钟前
java中批量查询+stream返回map提高查询效率
java·windows·python
无线通信科研笔记39 分钟前
IEEE TWC 2026 论文精读与完整复现|H-PASS:机械—电子双重可重构波束成形
论文阅读·人工智能·笔记·python·论文笔记
青 春 记 忆1 小时前
零基础入门python35:Django用户登录与权限边界
python·django·后端开发
淼澄研学1 小时前
LangChain构建Prompt模板解决Python长尾报错实操
python·langchain·prompt
枫叶v.1 小时前
DeepSeek Harness(DSH)插件开发保姆级教程:从 0 到 1 快速写出第一个插件
python