在當今世界,數據處理和分析對於理解各種現象和做出明智的決策至關重要。 數據分析中的一項常見任務是對時間序列數據進行重採樣,這涉及通過上採樣(增加頻率)或下採樣(降低頻率)來更改數據的頻率。 在本文中,我們將討論使用強大的 Python 庫 Pandas 在對時間序列數據進行上採樣時向後填充的過程。
向後填充時間序列數據
當我們對時間序列數據進行上採樣時,我們會增加數據點的頻率,這通常會導致新創建的數據點缺失值。 為了填補這些缺失值,我們可以使用多種方法。 一種這樣的方法稱為 向後填充,也被稱為 回填. 向後填充是用時間序列中的下一個可用值填充缺失值的過程。
熊貓圖書館
Python的 熊貓圖書館 是數據操作的重要工具,提供廣泛的功能來處理數據結構,如 DataFrame 和時間序列數據。 Pandas 有內置的功能,可以很容易地處理時間序列數據,例如重採樣和填充缺失值,使我們能夠在上採樣後高效地進行反向填充。
解決方案:用 Pandas 向後填充
為了演示使用 Pandas 對時間序列數據進行上採樣後應用反向填充的過程,讓我們考慮一個簡單的例子。 我們將從導入必要的庫並創建樣本時間序列數據集開始。
import pandas as pd import numpy as np # Create a sample time series dataset date_rng = pd.date_range(start='2022-01-01', end='2022-01-10', freq='D') data = np.random.randint(0, 100, size=(len(date_rng), 1)) df = pd.DataFrame(date_rng, columns=['date']) df['value'] = data
現在我們有了示例數據,我們將繼續進行上採樣並應用向後填充方法。 在這個例子中,我們將從每天的頻率上採樣到每小時的頻率:
# Upsample the data to hourly frequency df.set_index('date', inplace=True) hourly_df = df.resample('H').asfreq() # Apply the backward fill method to fill missing values hourly_df.fillna(method='bfill', inplace=True)
在上面的代碼中,我們首先將“日期”列設置為索引,然後使用 重新採樣() 功能。 由於頻率增加,生成的 DataFrame 有缺失值。 然後我們使用了 填充() 帶有參數“bfill”的方法對缺失值執行向後填充。
分步說明
讓我們分解代碼以更好地理解它:
1.我們首先導入Pandas和NumPy庫:
import pandas as pd import numpy as np
2. 我們使用 日期範圍() 來自 Pandas 的函數生成每日日期和隨機數值:
date_rng = pd.date_range(start='2022-01-01', end='2022-01-10', freq='D') data = np.random.randint(0, 100, size=(len(date_rng), 1)) df = pd.DataFrame(date_rng, columns=['date']) df['value'] = data
3.接下來,我們將“日期”列設置為索引並將數據重新採樣為每小時頻率 重新採樣() 和 asfreq() 功能:
df.set_index('date', inplace=True) hourly_df = df.resample('H').asfreq()
4. 最後,我們使用 填充() 帶有'bfill'參數的方法用於向後填充:
hourly_df.fillna(method='bfill', inplace=True)
結論
在這篇文章中,我們探索了這個過程 上採樣時間序列數據後向後填充 在 Python 中使用強大的 Pandas 庫。 通過理解和實施這些技術,我們可以有效地操作和分析時間序列數據,發現有價值的見解並做出明智的決策。