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CDA數(shù)據(jù)分析師怎么挖掘數(shù)據(jù)
發(fā)布時間:2023-03-01 13:48:39
數(shù)據(jù)分析
探索性數(shù)據(jù)分析(ExploratoryDataAnalysis,EDA)是指對已有數(shù)據(jù)在盡量少的先驗假設(shè)下通過作圖、制表、方程擬合、計算特征量等手段探索數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和規(guī)律的一種數(shù)據(jù)分析方法。
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常用的第三方庫
數(shù)據(jù)科學庫
pandas:用于分組、過濾和組合數(shù)據(jù),還提供了時間序列功能。
numpy:處理大型的多維數(shù)組和矩陣
scipy:用于解決線性代數(shù)、概率論、積分計算等任務
數(shù)據(jù)可視化庫
matplotlib:構(gòu)建各種圖表,從直方圖和散點圖到非笛卡爾坐標圖等
seaborn:提供了豐富的可視化圖庫,包括時間序列、聯(lián)合圖和小提琴圖等復雜的類型。
常用函數(shù)
數(shù)據(jù)簡略觀測
head():觀察數(shù)據(jù)讀取是否準確,常讀取前5行數(shù)據(jù)。
shape:讀取數(shù)據(jù)集的維度。
數(shù)據(jù)總覽
describe():包含每列的統(tǒng)計量,個數(shù)、平均值、方差、最小值、中位數(shù)、最大值等。
數(shù)據(jù)類型info():了解數(shù)據(jù)每列的type,了解是否存在除了nan以外的特殊符號異常。
數(shù)據(jù)檢測
缺失值檢測
查看每列的存在nan情況
排序函數(shù)sort_values():將數(shù)據(jù)集依照某個字段中的數(shù)據(jù)進行排序,該函數(shù)即可根據(jù)指定列數(shù)據(jù)也可根據(jù)指定行的
可視化nan值與缺失值
異常值檢測
3σ原則:拉依達準則,該準則具體來說,就是先假設(shè)一組檢測數(shù)據(jù)只含有隨機誤差,對原始數(shù)據(jù)進行計算處理得到標準差,然后按一定的概率確定一個區(qū)間,認為誤差超過這個區(qū)間的就屬于異常值。
箱線圖:依據(jù)實際數(shù)據(jù)繪制,真實、直觀地表現(xiàn)出了數(shù)據(jù)分布的本來面貌,且沒有對數(shù)據(jù)作任何限制性要求(3σ原則要求數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布或近似服從正態(tài)分布),其判斷異常值的標準以四分位數(shù)和四分位距為基礎(chǔ)。
預測分布
總體分布概況:
無接觸約翰遜分布:
正態(tài)分布
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很多模型假設(shè)數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布,數(shù)據(jù)整體服從正態(tài)分布,樣本均值和方差則相互獨立。當樣本不服從正態(tài)分布時,可以做如下轉(zhuǎn)換:
線性變化z-scores:基于原始數(shù)據(jù)的均值(mean)和標準差(standarddeviation)進行數(shù)據(jù)的標準化。將A的原始值x使用z-score標準化到x’
Boxcox變換:一種廣義冪變換方法,是統(tǒng)計建模中常用的一種數(shù)據(jù)變換,用于連續(xù)的響應變量不滿足正態(tài)分布的情況。
yeo-johnson變換:是冪變換(powertransformation)的方法之一,通過構(gòu)建一組單調(diào)函數(shù)對隨機變量進行數(shù)據(jù)變換。
查看skeness和kurtosis
skeness:衡量隨機變量概率分布的不對稱性,是相對于平均值不對稱程度的度量,通過對偏度系數(shù)的測量,我們能夠判定數(shù)據(jù)分布的不對稱程度以及方向。
kurtosis:研究數(shù)據(jù)分布陡峭或平滑的統(tǒng)計量,通過對峰度系數(shù)的測量,我們能夠判定數(shù)據(jù)相對于正態(tài)分布而言是更陡峭/平緩。
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預測值的具體頻數(shù)
當某范圍預測值很少時,可將其當作異常值處理填充或刪除。若頻數(shù)很失常,需對數(shù)據(jù)進行處理,例如進行l(wèi)og變換,使數(shù)據(jù)分布較均勻,可據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進行預測,這也是預測問題常用的技巧。
特征分析
數(shù)字特征
相關(guān)性分析:對兩個或多個具備相關(guān)性的變量元素進行分析,從而衡量兩個變量因素之間的相關(guān)密切程度。
特征的偏度和峰度
數(shù)字特征分布可視化
pd.melt():處理數(shù)據(jù),透視表格,可將寬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為長數(shù)據(jù),以便于后續(xù)分析。形成的數(shù)據(jù)即為,鍵:各特征名稱,值:特征對應的值
sns.FacetGrid():先sns.FacetGrid()畫出輪廓,再map()填充內(nèi)容
sns.pairplot():展示變量兩兩之間的關(guān)系(線性或非線性,有無較為明顯的相關(guān)關(guān)系)。
類別特征
unique分布:對于一維數(shù)組或者列表,unique函數(shù)去除其中重復的元素,并按元素由大到小返回一個新的無元素重復的元組或者列表。
可視化:
箱型圖可視化:直觀識別數(shù)據(jù)中的離群點,判斷數(shù)據(jù)離散分布情況,了解數(shù)據(jù)分布狀態(tài)。
小提琴圖可視化:用于顯示數(shù)據(jù)分布及概率密度,這種圖表結(jié)合了箱形圖和密度圖的特征,主要用來顯示數(shù)據(jù)的分布形狀
柱形圖可視化類別
每個類別頻數(shù)可視化
數(shù)據(jù)清洗
數(shù)據(jù)和特征決定了機器學習的上限,而模型和算法只是逼近這個上限而已。俗話說:garbagein,garbageout。分析完數(shù)據(jù)后,特征工程前,必不可少的步驟是對數(shù)據(jù)進行清洗。
數(shù)據(jù)清洗作用是利用有關(guān)技術(shù)如數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘或預定義的清理規(guī)則將臟數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為滿足數(shù)據(jù)質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)。主要包括缺失值處理、異常值處理、數(shù)據(jù)分桶、特征歸一化/標準化等流程。
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缺失值處理
關(guān)于缺失值處理的方式,有幾種情況:
不處理:針對xgboost等樹模型,有些模型有處理缺失的機制,所以可以不處理;
如果缺失的太多,可以考慮刪除該列;
插值補全(均值,中位數(shù),眾數(shù),建模預測,多重插補等);
分箱處理,缺失值一個箱。
異常值處理
常用的異常值處理操作包括BOX-COX轉(zhuǎn)換(處理有偏分布),箱線圖分析刪除異常值,長尾截斷等方式,當然這些操作一般都是處理數(shù)值型的數(shù)據(jù)。
BOX-COX轉(zhuǎn)換:用于連續(xù)的變量不滿足正態(tài)的時候,在做線性回歸的過程中,一般需要做線性模型假定。
箱線圖分析:依據(jù)實際數(shù)據(jù)繪制,真實、直觀地表現(xiàn)出了數(shù)據(jù)分布的本來面貌,其判斷異常值的標準以四分位數(shù)和四分位距為基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)分桶
連續(xù)值經(jīng)常離散化或者分離成“箱子”進行分析,為什么要做數(shù)據(jù)分桶呢?
離散后稀疏向量內(nèi)積乘法運算速度更快,計算結(jié)果也方便存儲,容易擴展;
離散后的特征對異常值更具魯棒性,如age>30為1否則為0,對于年齡為200的也不會對模型造成很大的干擾;
LR屬于廣義線性模型,表達能力有限,經(jīng)過離散化后,每個變量有單獨的權(quán)重,這相當于引入了非線性,能夠提升模型的表達能力,加大擬合;
離散后特征可以進行特征交叉,提升表達能力,由M+N個變量編程M*N個變量,進一步引入非線形,提升了表達能力;
特征離散后模型更穩(wěn)定,如用戶年齡區(qū)間,不會因為用戶年齡長了一歲就變化
當然還有很多原因,LightGBM在改進XGBoost時就增加了數(shù)據(jù)分桶,增強了模型的泛化性。現(xiàn)在介紹數(shù)據(jù)分桶的方式有:
等頻分桶:區(qū)間的邊界值要經(jīng)過選擇,使得每個區(qū)間包含大致相等的實例數(shù)量。比如說N=10,每個區(qū)間應該包含大約10%的實例。
等距分桶:從最小值到最大值之間,均分為N等份;
Best-KS分桶:類似利用基尼指數(shù)進行二分類;
卡方分桶:自底向上的(即基于合并的)數(shù)據(jù)離散化方法。它依賴于卡方檢驗:具有最小卡方值的相鄰區(qū)間合并在一起,直到滿足確定的停止準則。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方式有:
數(shù)據(jù)歸一化(MinMaxScaler);
標準化(StandardScaler);
對數(shù)變換(log1p);
轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型(astype);
獨熱編碼(OneHotEncoder);
標簽編碼(LabelEncoder);
修復偏斜特征(boxcox1p)等。
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