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
kobe_OKOK_3 小时前
__getattr__和__getattribute__如何用
python
全栈弄潮儿4 小时前
Python实战第2期: 变量与数据类型
后端·python·agent
长沙三为智能科技4 小时前
家政小程序门店运营模块设计:会员、下单、派单、结算四段链路的落地拆解
python·小程序·内容运营
Cc.Y4 小时前
Java零基础入门:可变字符串与包装类:StringBuilder、StringBuffer 与 通讯录管理系统实战
java·开发语言·python
Aloudata4 小时前
LookML 语义模型 vs 企业级独立语义层:BI 建模语言能否承担企业语义底座?
数据库·人工智能·数据分析·数据资产·dataagent
启观川4 小时前
数据结构与算法 -第 3 章 常用算法-动态规划
数据结构·笔记·python·算法
码爸4 小时前
排序算法介绍
python·算法·排序算法
paopaokaka_luck4 小时前
基于springboot+vue的智慧家政管理系统(AI问答、 WebSocket实时沟通、ECharts运营分析、订单规则与服务追踪)
java·javascript·spring boot·数据分析·echarts·mybatis
笔墨登场说说4 小时前
flink bin/start-cluster.sh 帮我做成开机启动
开发语言·python
2601_962780915 小时前
2027 届秋招|数学背景求职管理咨询,商业认知 + 数据分析能力构建方案
数据挖掘·数据分析