数据分析建模中数据预处理方法详细介绍讲义.
[数据分析] 教你一文掌握数据预处理
![[数据分析] 教你一文掌握数据预处理](https://img.taocdn.com/s3/m/ef6a111349649b6649d747b7.png)
数据分析一定少不了数据预处理，预处理的好坏决定了后续的模型效果，今天我们就来看看预处理有哪些方法呢？记录实战过程中在数据预处理环节用到的方法~主要从以下几个方面介绍：•常用方法•N umpy部分•P andas部分•S klearn 部分•处理文本数据一、常用方法1、生成随机数序列randIndex = random.sample(range(trainSize, len(trainData_copy)), 5*tra inSize)2、计算某个值出现的次数titleSet = set(titleData)for i in titleSet:count = titleData.count(i)用文本出现的次数替换非空的地方。
词袋模型 Word CounttitleData = allData['title']titleSet = set(list(titleData))title_counts = titleData.value_counts()for i in titleSet:if isNaN(i):continuecount = title_counts[i]titleData.replace(i, count, axis=0, inplace=True)title = pd.DataFrame(titleData)allData['title'] = title3、判断值是否为NaNdef isNaN(num):return num != num4、 Matplotlib在jupyter中显示图像%matplotlib inline5、处理日期birth = trainData['birth_date']birthDate = pd.to_datetime(birth)end = pd.datetime(2020, 3, 5)# 计算天数birthDay = end - birthDatebirthDay.astype('timedelta64[D]')# timedelta64 转到 int64 trainData['birth_date'] = birthDay.dt.days6、计算多列数的平均值等trainData['operate_able'] = trainData.iloc[ : , 20:53].mean(axis=1) trainData['local_able'] = trainData.iloc[ : , 53:64].mean(axis=1)7、数据分列（对列进行one-hot）train_test = pd.get_dummies(train_test,columns=["Embarked"])train_test = pd.get_dummies(train_test,columns = ['SibSp','Parch','Sib Sp_Parch'])8、正则提取指定内容df['Name].str.extract()是提取函数,配合正则一起使用train_test['Name1'] = train_test['Name'].str.extract('.+,(.+)').str.ex tract( '^(.+?)\.').str.strip()9、根据数据是否缺失进行处理train_test.loc[train_test["Age"].isnull() ,"age_nan"] = 1train_test.loc[train_test["Age"].notnull() ,"age_nan"] = 010、按区间分割-数据离散化返回x所属区间的索引值，半开区间#将年龄划分五个阶段10以下,10-18,18-30,30-50,50以上train_test['Age'] = pd.cut(train_test['Age'], bins=[0,10,18,30,50,100] ,labels=[1,2,3,4,5])1、where索引列表delLocal = np.array(np.where(np.array(trainData['acc_now_delinq']) == 1))2、permutation(x) 随机生成一个排列或返回一个range如果x是一个多维数组，则只会沿着它的第一个索引进行混洗。
大数据分析中的数据预处理方法(六)
大数据分析中的数据预处理方法在当今信息化社会，大数据分析已经成为了企业和组织中不可或缺的一部分。
然而，大数据分析并不是一项简单的任务，因为大量的数据需要经过深入的处理和分析才能得出有意义的结论。
在这个过程中，数据预处理就显得至关重要了。
数据预处理是指在进行数据分析之前对数据进行清洗、转换和整理的过程。
本文将探讨大数据分析中的数据预处理方法。
数据预处理的步骤包括数据清洗、数据转换和数据集成。
首先是数据清洗。
数据清洗是指对数据中的错误、缺失、重复或不一致的部分进行处理，以确保数据的准确性和完整性。
数据清洗的方法包括删除重复数据、填充缺失值、纠正错误值等。
其中，填充缺失值是一个比较常见的操作。
在大数据分析中，数据往往来自不同的来源，因此很容易出现缺失值的情况。
常见的填充缺失值的方法有用均值、中位数或众数填充，或者利用模型预测缺失值。
另外，删除重复数据也是必不可少的，因为重复数据会影响数据分析的结果。
接着是数据转换。
数据转换是将数据从一种形式转换为另一种形式的过程。
在大数据分析中，数据转换的目的是为了使数据更易于分析和理解。
常见的数据转换方法包括标准化、归一化、离散化和编码。
标准化和归一化是将数据按比例缩放，使得不同变量之间具有可比性。
离散化是将连续的数值型数据转换为离散的类别型数据，以便于建立分类模型。
编码则是将非数值型的数据转换为数值型数据，以便于计算机进行处理。
最后是数据集成。
数据集成是将不同来源的数据整合在一起，以便进行分析和建模。
在大数据分析中，数据往往来自多个数据源，因此需要进行数据集成。
数据集成的方法包括数据合并、数据连接和数据聚合。
数据合并是将相同结构的数据合并在一起，数据连接是将不同结构的数据按照某一列进行连接，数据聚合是将数据按某一列进行汇总。
数据集成的目的是为了建立一个完整的数据集，以便进行后续的分析和建模。
综上所述，数据预处理是大数据分析中不可或缺的一部分。
数据预处理的步骤包括数据清洗、数据转换和数据集成。
数据预处理方法
数据预处理方法数据预处理是数据分析的第一步，也是最重要的一步。
它的目的是清洗、转换和准备数据，以便后续的分析和建模。
在实际应用中，数据预处理的质量直接影响着后续分析结果的准确性和可靠性。
因此，选择合适的数据预处理方法至关重要。
1. 数据清洗。
数据清洗是数据预处理的第一步，主要包括处理缺失值、异常值和重复值。
缺失值的处理通常有删除、插值和填充等方法。
异常值的处理可以通过离群值检测和替换、删除或平滑等方式进行。
重复值的处理主要是去除重复记录，以保证数据的唯一性。
2. 数据转换。
数据转换是将原始数据转换为适合分析和建模的形式。
常见的数据转换方法包括标准化、归一化、离散化和连续化等。
标准化是指将数据按比例缩放，使之落入特定的范围。
归一化是将数据映射到0-1之间，以消除不同量纲对分析结果的影响。
离散化是将连续变量转换为离散变量，常用于数据挖掘和分类建模。
连续化是将离散变量转换为连续变量，以适应连续型模型的需求。
3. 数据集成。
数据集成是将多个数据源的数据合并成一个一致的数据集。
在数据集成过程中，需要处理不一致的数据表示、数据冗余和数据冲突等问题。
常见的数据集成方法包括合并、连接、聚合和匹配等。
合并是将两个数据集按照指定的键合并成一个新的数据集。
连接是根据指定的连接条件将两个数据集连接成一个新的数据集。
聚合是对多个数据集进行汇总统计，以生成新的汇总数据。
匹配是通过相似性匹配的方法将两个数据集进行关联。
4. 数据降维。
数据降维是将高维数据转换为低维数据，以减少数据的复杂度和提高计算效率。
常见的数据降维方法包括主成分分析（PCA）、线性判别分析（LDA）和特征选择等。
主成分分析是通过线性变换将原始数据转换为一组不相关的主成分，以保留数据的主要信息。
线性判别分析是通过线性变换将原始数据投影到低维空间，以最大化类间距离和最小化类内距离。
特征选择是通过选择最相关的特征子集来减少数据的维度，以提高模型的泛化能力和预测性能。
数据预处理操作方法
数据预处理操作方法数据预处理是指在进行数据分析和建模之前，对原始数据进行清洗、转换、集成、规范化等一系列操作的过程。
下面是一些常见的数据预处理操作方法：1. 数据清洗：包括处理缺失值、处理异常值、处理重复值、处理不一致的数据等。
常用的方法有删除缺失值/异常值/重复值、填补缺失值、使用插值方法估计缺失值、使用平均值、中位数或众数填补缺失值等。
2. 数据转换：包括对数据进行特征选择、特征提取、特征变换等操作。
常用的方法包括标准化、归一化、对数变换、指数变换、分箱等。
3. 数据集成：将多个数据源的数据集成到一个统一的数据源中。
常用的方法有拼接、合并、连接等。
4. 数据规范化：对数据进行规范化处理，使得数据具有相同的尺度。
常用的方法有min-max规范化、z-score规范化、小数定标规范化等。
5. 数据降维：对高维数据进行降维处理，减少特征的数量，以便后续的数据处理和分析。
常用的方法有主成分分析（PCA）、线性判别分析（LDA）等。
6. 数据平滑：对数据进行平滑处理，去除噪音和波动。
常用的方法有滑动平均、指数平滑等。
7. 数据离散化：将连续型数据转化为离散型数据。
常用的方法有等宽离散化、等频离散化、基于聚类的离散化等。
8. 特征构建：根据业务需求和领域知识，构建新的特征变量。
常用的方法有特征组合、特征交叉等。
9. 数据采样：对数据进行采样，以满足样本不平衡或训练集大小限制等需求。
常用的方法有过采样、欠采样、SMOTE等。
需要根据具体的数据集和分析任务选择合适的数据预处理方法，同时还需要进行验证和评估，以确保数据预处理的有效性和正确性。
数据预处理常用方法
数据预处理常用方法数据预处理是数据分析中非常重要的一步，它包括了数据清洗、数据集成、数据变换和数据规约等多个方面。
在实际应用中，由于各种原因，我们往往会遇到一些脏乱差的数据，这时候就需要进行预处理。
本文将介绍一些常用的数据预处理方法，包括缺失值处理、异常值处理、重复值处理、特征选择和特征缩放等。
一、缺失值处理1. 删除法当缺失值的数量较少时，可以使用删除法来解决。
如果一个样本中只有几个特征值缺失，则可以直接舍弃这个样本；如果一个特征中只有少量样本缺失，则可以将这些样本删除。
2. 填充法当缺失值的数量较多时，可以使用填充法来解决。
填充法包括均值填充、中位数填充和众数填充等方式。
其中均值填充是最常用的方法之一。
对于连续型变量，可以使用均值或中位数来填补缺失值；对于离散型变量，可以使用众数来填补缺失值。
二、异常值处理1. 删除法当异常值数量较少时，可以使用删除法来解决。
可以将异常值所在的样本或特征删除。
2. 替换法当异常值数量较多时，可以使用替换法来解决。
替换法包括均值替换、中位数替换和分布替换等方式。
其中均值替换是最常用的方法之一。
对于连续型变量，可以使用均值或中位数来替换异常值；对于离散型变量，可以使用分布来替换异常值。
三、重复值处理1. 删除法重复数据可能会导致模型过拟合，因此需要进行处理。
删除法是最常用的方法之一。
可以将重复数据所在的样本或特征删除。
2. 替换法当重复数据数量较多时，可以使用替换法来解决。
替换法包括均值替换、中位数替换和分布替换等方式。
其中均值替换是最常用的方法之一。
对于连续型变量，可以使用均值或中位数来替代重复数据；对于离散型变量，可以使用分布来代替重复数据。
四、特征选择1. 过滤式特征选择过滤式特征选择是最常用的方法之一。
它通过计算每个特征与目标变量之间的相关性来确定哪些特征对于目标变量的预测是最有用的。
常用的方法包括皮尔逊相关系数和卡方检验等。
2. 包裹式特征选择包裹式特征选择是一种更加精细的方法，它通过构建模型并评估每个特征对模型性能的影响来确定哪些特征最重要。
《数据预处理》课件
缺失数据处理
删除含有缺失值的记录
这种方法简单直接，但可能导致数据 丢失，影响分析的准确性。
填充缺失值
使用插值算法预测缺失值
如线性插值、多项式插值等，这种方 法更精确，但需要具备一定的数学基 础。
使用固定值、平均值、中位数等填充 缺失值，保持数据的完整性。
异常值处理
统计学方法
基于数据的分布特性，如Z分数、 IQR等。
pandas提供了DataFrame和Series两种数 据结构，可以方便地存储和处理表格型数 据。
数据清洗
数据合并与分组
pandas提供了许多数据清洗功能，如缺失 值处理、重复值处理、数据类型转换等。
pandas提供了merge、concat等函数，可 以实现数据的横向和纵向合并，同时支持 数据的分组聚合操作。
数据预处理的流程
01
02
03
04
数据清洗
去除重复、错误或不完整的数 据，对缺失值进行填充或删除
。
数据转换
将数据转换为适合分析和挖掘 的格式或类型，如将分类数据
转换为数值型数据。
数据整合
将多个数据源进行整合，形成 一个统一、完整的数据集。
数据规约
对数据进行规约和降维处理， 减少数据的维度和计算量。
02 数据清洗
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
简介
matplotlib是一个Python绘图库 ，可以方便地绘制各种图表，包 括散点图、折线图、条形图等。
数据可视化
在进行数据预处理时，可以通过 matplotlib将数据进行可视化，帮 助我们更好地理解数据的分布和特 征。
数据探索
通过绘制图表，可以发现数据中的 异常值和离群点，有助于进一步的 数据清洗和处理。
简述数据预处理的概念及预处理流程方法
数据预处理是指在进行数据挖掘和分析之前，对原始数据进行清洗、转换和集成的过程。
数据预处理的目的是为了提高数据的质量，使得数据更加适合进行后续的分析和挖掘工作。
数据预处理包括多个步骤和方法，下文将对数据预处理的概念和预处理流程方法进行简要介绍。
一、数据预处理概念数据预处理是指对原始数据进行清洗、转换和集成的过程，其目的是为了提高数据质量，使得数据更适合进行后续的挖掘和分析工作。
原始数据往往存在各种问题，如缺失值、噪声、不一致性等，需要通过数据预处理来解决这些问题，从而得到高质量、可靠的数据。
数据预处理是数据挖掘中非常重要的一个环节，其质量直接影响到后续挖掘和分析的结果。
如果原始数据存在较多的问题，直接进行挖掘和分析往往会导致结果的不准确性和不稳定性。
数据预处理是数据挖掘工作中必不可少的一个环节。
二、数据预处理流程方法1. 数据清洗数据清洗是数据预处理的第一步，其目的是去除原始数据中的错误、噪声和不一致性。
数据清洗包括以下几个方面的工作：（1）处理缺失值：对缺失值进行填充或者删除，以保证数据的完整性和准确性。
（2）处理异常值：对超出合理范围的数值进行修正或删除，以消除数据的噪声和干扰。
（3）处理重复值：去除重复的数据，以防止数据重复统计和分析。
2. 数据转换数据转换是数据预处理的第二步，其目的是将原始数据转换为适合挖掘和分析的形式。
数据转换包括以下几个方面的工作：（1）数据平滑：对数据进行平滑处理，以减少数据的波动和不稳定性。
（2）数据聚集：将数据进行聚集操作，以便进行更高效的分析和挖掘。
3. 数据集成数据集成是数据预处理的第三步，其目的是将多个数据源的数据进行集成，形成一个整体的数据集。
数据集成包括以下几个方面的工作：（1）数据合并：将多个数据表中的数据进行合并，形成一个完整的数据集。
（2）数据匹配：对不同数据源的数据进行匹配，以解决数据一致性和完整性的问题。
4. 数据变换数据变换是数据预处理的最后一步，其目的是将经过清洗、转换和集成的数据进行变换，使得数据更适合进行后续的挖掘和分析工作。
数据预处理介绍
数据预处理介绍
数据预处理是指在进行数据分析和建模之前，对原始数据进行初步的清洗、整理和转换，以便于后续工作的进行。
数据预处理的目的是减少数据分析和建模过程中的误差和偏差，提高数据分析和建模的准确性和可信度。
数据预处理包括以下主要步骤：
1. 数据清洗：删除重复数据、填补缺失值、处理异常值等，以确保数据的完整性和准确性。
2. 数据整合：将多个数据源的数据整合到一起，以便于后续的统一处理。
3. 数据变换：对数据进行变换，比如对数变换、指数变换等，以便于后续的分析和建模。
4. 数据归一化：对数据进行归一化处理，使得不同的数据之间具有可比性。
5. 特征选择：从原始数据中选择有意义的特征进行分析和建模。
6. 数据采样：从原始数据中采样一部分数据进行分析和建模。
数据预处理是数据分析和建模的重要环节，它不仅能提高数据分析和建模的准确性和可信度，还能节省时间和成本，提高工作效率。
- 1 -。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢ 通过填补遗漏数据、消除异常数据、平滑噪声数据， 以及纠正不一致的数据,去掉数据中的噪音、填充空值、 丢失值和处理不一致数据
数据清洗——处理空缺值
▪ 数据并不总是完整的
➢ 在分析一个商场销售数据时，发现有多个记录中的属性 值为空，如：顾客的收入属性对于为空的属性值
▪ 引起空缺值的原因
(1) 数据清洗 (2) 数据集成 (3) 数据变换 (4) 数据归约
为什么要预处理数据？
▪ 现实世界的数据是“肮脏的”
➢ 不完整的 ➢ 含噪声的 ➢ 不一致的
▪ 没有高质量的数据，就没有高质量的挖掘结 果
➢ 高质量的决策必须依赖高质量的数据 ➢ 数据仓库需要对高质量的数据进行一致地集成
原始数据中存在的问题
1.不一致——数据内涵出现不一致情况 2.重复 3.不完整——感兴趣的属性没有值 4.含噪声——数据中存在着错误、或异常（偏
离期望值）的数据 5.高维度
数据预处理的方法
▪ 1.数据清洗
➢ 去掉噪声和无关数据
▪ 2.数据集成
➢ 将多个数据源中的数据结合起来存放在一个一致的 P(Xi)log2P(Xi) i=1,2,3,…,n 其中Xi表示第i个状态(共n个状态)； P(Xi)代表出现第i个状态时的概率； H(x)为消除不确定性所需的信息量，单位为比特(bit)。
数据清洗——噪声数据的处理
▪ 噪声：在测量一个变量时可能出现的测量值相对 于真实值的偏差或者错误。
噪声数据的处理——分箱
➢ 分箱：把待处理的数据按照一定的规则放进一 些箱子中，考察每一个箱子中的数据，采用某 种方法分别对各个箱子中的数据进行处理。
➢ 箱子：按照属性值划分的子区间，如果一个属 性值处于某个子区间范围内，就称把该属性值 放进这个子区间代表的“箱子”里。
-log100/1000 + (-log10/1000) = -log10/1000 =log100
只要可能性范围缩小了，获得的信息量总是正的。如果为0， 获得的信息为○。如果为负，反而扩大了其可能性范围。
熵——信息的度量
▪ 信息量大小的单位用比特来衡量。1比特的信息量是指含 有两个独立均等概率状态的事件所具有的不确定性能被全 部消除所需要的信息。
➢ 设备异常 ➢ 与其他已有数据不一致而被删除 ➢ 因为误解而没有被输入的数据 ➢ 在输入时，有些数据应为得不到重视而没有被输入 ➢ 对数据的改变没有进行日志记载
数据清洗——处理空缺值
▪ 空缺值要经过推断而补上
➢ 1.忽略该记录 ➢ 2.去掉属性 ➢ 3.手工填写空缺值 ➢ 4.使用默认值 ➢ 5.使用属性平均值 ➢ 6.使用同类样本平均值 ➢ 7.预测最可能的值
噪声数据的处理——分箱
▪ 等宽分箱法（统一区间）
➢ 在整个属性值的区间上平均分布，即每个箱的 区间范围是一个常量，称为箱子宽度。
▪ 设定区间范围（箱子宽度）为1000元人民 币，分箱后
箱1：800 1000 1200 1500 1500 1800 箱2：2000 2300 2500 2800 3000 箱3：3500 4000 4500 箱4：4800 5000
噪声数据的处理——分箱
▪ 等深分箱法（统一权重 ）
➢ 按记录行数分箱，每箱具有相同的记录数，每 箱记录数称为箱的权重，也称箱子的深度。
▪ 设定权重（箱子深度）为4，上述例子分箱 后的结果如下。
箱1：800 1000 1200 1500 箱2：1500 1800 2000 2300 箱3：2500 2800 3000 3500 箱4：4000 4500 4800 5000
➢ 把原始数据转换成为适合数据挖掘的形式
▪ 4.数据归约
➢ 主要方法包括：数据立方体聚集，维归约，数据压缩， 数值归约，离散化和概念分层等
数据清洗
▪ 数据选取参考原则：
➢ 1.尽可能赋予属性名和属性值明确的含义 ➢ 2.统一多数据源的属性值编码 ➢ 3.去除惟一属性 ➢ 4.去除重复属性 ➢ 5.去除可忽略字段 ➢ 6.合理选择关联字段
➢ 分箱技术需要确定的主要问题：
分箱方法，即如何分箱 数据平滑方法，即如何对每个箱子中的数据进行平
滑处理
噪声数据的处理——分箱
▪ 分箱的方法：分箱前对记录集按目标属性值的大 小进行排序。
➢ 等深分箱法 ➢ 等宽分箱法 ➢ 用户自定义区间 ➢ 最小熵
▪ 例：客户收入属性income排序后的值（人民币 元）：800 1000 1200 1500 1500 1800 2000 2300 2500 2800 3000 3500 4000 4500 4800 5000
A到1000人的学校去找B。传达室人告诉他，“B是信息管理系”，而管 理系有100人。他获得的信息是100/1000＝0.1，也就是将可能性空间缩 小到原来的1/10. 用概率来表示：－log(1/10)=log10 又有人告诉他：B在信息管理与信息系统教研室（10人），则第2个信息 的确定性又缩小到原来的100/1000*10/100=10/1000，其信息量为
噪声数据的处理——分箱
▪ 最小熵
➢ 使在各区间分组内的记录具有最小的熵。
▪ 信息是信号、符号或消息所表示的内容， 用以消除对客观事物认识的不确定性
▪ 信息量的直观定义：信息量的大小取决于 信息内容消除人们认识的“不确定程度”， 所消除的不确定程度越大，则所包含的信 息量就越大。
熵——信息的度量（利用概率来度量）
(2) 明白数据预处理的作用和 工作任务
(1) 数据的一致性问题 (2)数据的噪声问题 (3)原始数据的不完整和高维 度问题
数据预处理 的方法
(1) 掌握数据清洗的主要任务 与常用方法
(2) 掌握数据集成的主要内容 和常用方法
(3) 掌握数据变换的主要内容 和常用方法
(4)掌握数据归约的主要内容和 常用方法
扫地机 http://www.chinachijie.c om/ wenku1
数据清洗和数据预处理 熵值
归一化方法 抽样方法
……
教学目标
▪ 认识数据挖掘前数据进行适当处理的必要 性
▪ 掌握常用数据预处理的方法。
教学要求
知识要点
能力要求
相关知识点
数据预处理 的原因
(1) 了解原始数据存在的主要 问题