利用 Pandas 进行时间序列分析的完整攻略大致分为以下几个步骤:
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导入 Pandas 和数据集;
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将数据集中的日期转换为 Pandas 中的日期格式,并设置为索引;
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对时间序列数据进行可视化;
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对时间序列进行数据清洗和处理,包括处理缺失值,对数据进行填充等;
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对时间序列进行重采样和聚合,比如对数据进行日、周、月等时间间隔的汇总;
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对时间序列进行滚动计算,比如对滞后值进行计算,或者对移动窗口进行计算;
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对时间序列进行分析和建模,比如检查时间序列的性质、运用 ARIMA 模型进行预测等。
以下是一个具体的实例,我们以 2014 年美国联邦借贷利率的时间序列数据为例:
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
# 1. 导入数据集
df = pd.read_csv('https://raw.githubusercontent.com/jakevdp/PythonDataScienceHandbook/master/notebooks/data/FEDERALFUNDS.csv')
df.head()
# 2. 将日期转换为 Pandas 中的日期格式,并设置为索引
df['DATE'] = pd.to_datetime(df['DATE'])
df.set_index('DATE', inplace=True)
df.head()
# 3. 对时间序列数据进行可视化
plt.plot(df)
plt.xlabel('Year')
plt.ylabel('Federal Fund Rate')
plt.show()
# 4. 对时间序列进行数据清洗和处理
df.dropna(inplace=True)
df = df.asfreq('D', method='pad')
# 5. 对时间序列进行重采样和聚合
df_resampled = df.resample('M').mean()
df_resampled.head()
# 6. 对时间序列进行滚动计算
df_rolling = df_resampled.rolling(window=3).mean()
df_rolling.head()
# 7. 对时间序列进行分析和建模
from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA
model = ARIMA(df_resampled, order=(5, 1, 0))
results = model.fit()
results.summary()
通过以上操作,我们就可以对时间序列数据进行清洗、聚合、滚动计算、分析建模等操作了。注意,在实际应用中,具体操作可能会因不同的数据集而有所不同,需要根据实际情况进行相应的调整。
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