python-sklearn数据分析-线性回归和支持向量机（SVM）回归预测（实战）_sklearn svm回归

注：本文是小编学习实战心得分享，欢迎交流讨论！话不多说，直接附上代码和图示说明。

目录

一、分段示例

1.导入必要的库

2.读取数据，查看数据基本信息

3.简单查看有无重复值

4.对列名进行分类，便于后面的操作，其中最后一列为预测标签数据

5.对数据进行初步可视化

6.清除异常值

7.将清洗完毕的数据，放进一个文件中

8.特征选择

9.数据归一化

10.进行训练集与测试集划分

11.线性回归模型训练

12.使用支持向量机（SVM）进行回归预测

二、完整代码

---

一、分段示例

1.导入必要的库

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import sklearn

2.读取数据，查看数据基本信息

可以看到，该数据文件大小为731*7，具体信息如图所示，并发现没有缺失值

df=pd.read_csv('C:/Users/27812/Desktop/2-day.csv')
print(df.head(5))
print(df.info())#查看后发现没有缺失值
print(df.nunique())#除了前两列，其余每列都有重复值
print(df.describe())#查看数据的描述性信息

3.简单查看有无重复值

print(df[all_colums].nunique())
#提取重复值
print(df[df.duplicated()])#结果发现无重复值

4.对列名进行分类，便于后面的操作，其中最后一列为预测标签数据

x_colums=['temp','atemp','hum','windspeed','casual','registered']
y_colums=['cnt']
all_colums=['temp','atemp','hum','windspeed','casual','registered','cnt']

5.对数据进行初步可视化

分别绘制直方图、散点图以及特征之间的相关表示图，对数据的分布以及特征之间的关系有了初步的了解或判断；同时检测异常值，并通过箱线图可视化。（展示部分图片）

#数据初步可视化
#绘制直方图
def hist(df):
    df.hist(figsize=(30,20))
    plt.show()
    plt.savefig('a.png')
hist(df[all_colums])
#绘制散点图
def scatter(df):
    for i in all_colums[:6]:
         plt.scatter(df[i],df['cnt'])
         plt.xlabel(i)
         plt.ylabel('cnt')
         plt.show()
scatter(df)
#相关系数查看特征与特征，特征与响应的线性关系
def corr_view():
    data_corr=df.corr()
    data_corr=data_corr.abs()
    sns.heatmap(data_corr,annot=True)
    plt.savefig('b.png')
corr_view()
#异常值可视化
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 用来正常显示负号
for i in all_colums:
    f,ax=plt.subplots(figsize=(10,8))
    sns.boxplot(y=i,data=df,ax=ax)
    plt.show()
    plt.savefig('c.png', dpi=500)
#经发现，'hum','windspeed','casual'这三列中有异常值

 

 

      

 6.清除异常值

#异常值处理
# 通过Z-Score方法判断异常值，阙值设置为正负2
# 复制一个用来存储Z-score得分的数据框,常用于原始对象和复制对象同时进行操作的场景
df_zscore = df.copy()    
for col in all_colums: 
    df_col = df[col]  
    z_score = (df_col - df_col.mean()) / df_col.std()  # 计算每列的Z-score得分
    df_zscore[col] = z_score.abs() > 2  # 判断Z-score得分绝对值是否大于2，大于2即为异常值
print(df_zscore)#显示为True的表示为异常值
# 剔除异常值所在的行
print(df[df_zscore['hum'] == False])
print(df[df_zscore['windspeed'] == False])
print(df[df_zscore['casual'] == False])#最终得到679x7的数列

 7.将清洗完毕的数据，放进一个文件中

注意：新产生的这个文件，不能在打开的同时运行代码，否则因为占用文件而报错

#将清洗后的数据写入新的文件,命名为new_df
new_df=df[df_zscore['casual'] == False]
new_df.to_csv('new_df.csv')

 8.特征选择

#特征选择
#这里选择基于Filter(过滤法)中的卡方检验
from sklearn.feature_selection import chi2, SelectKBest
feutures=['temp','atemp','hum','windspeed','casual','registered']
X, y = new_df[feutures],new_df['cnt']
chi2_model = SelectKBest(chi2, k=3)
# 以下方法返回选择后的特征矩阵
chi2_model.fit_transform(X, y)
for i in range(X.shape[1]):
    print((chi2_model.scores_[i], chi2_model.pvalues_[i]))
#可以发现，'casual','registered'这两个特征与目标'cnt'关系密切
final_df=new_df.loc[:,['casual','registered','cnt']]
final_df.to_csv('final_df.csv')
#再将最终有效数据放入新文件final_df中

 

9.数据归一化

基于距离计算的算法模型，需要将数据归一化，便于模型的运算

#归一化;归一化通常有两种：最值归一化和均值方差归一化，这里采用均值方差归一化
from sklearn import preprocessing
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scaler=preprocessing.StandardScaler().fit(final_df)
final_df_scaler=scaler.transform(final_df)
print(final_df_scaler)
print(final_df_scaler.shape)
#(679, 3)

10.进行训练集与测试集划分

#对新文件训练集与测试集划分
from sklearn.model_selection import train_test_split
#random_state:设置随机种子，保证每次运行生成相同的随机数
train_set,test_set = train_test_split(final_df_scaler, test_size=0.2, random_state=42)
 
x_train=train_set[:,0:2]
y_train=train_set[:,2]
x_test=test_set[:,0:2]
y_test=test_set[:,2]
print(x_train.shape)
print(y_test.shape)
print(y_train.dtype)

11.线性回归模型训练

#进行模型训练
#1.线性回归
from sklearn import linear_model
#from sklearn import model_selection
from sklearn.linear_model import LinearRegression
def test_LinearRegression():
    linearRegression = linear_model.LinearRegression()
    #进行训练
    linearRegression.fit(x_train, y_train)
    #通过LinearRegression的coef_属性获得权重向量,intercept_获得b的值
    print("权重向量:%s, b的值为:%.2f" % (linearRegression.coef_, linearRegression.intercept_))
    #计算出损失函数的值
    print("损失函数的值: %.2f" % np.mean((linearRegression.predict(x_test) - y_test) ** 2))
    #计算预测性能得分
    print("预测性能得分: %.2f" % linearRegression.score(x_test, y_test))
test_LinearRegression()
#权重向量:[0.26697613 0.85123791], b的值为:-0.00
#损失函数的值: 0.00
#预测性能得分: 1.00

12.使用支持向量机（SVM）进行回归预测

注意：需将原数据类型float转化成整数类型int，否则会报错

#2.使用非线性支持向量机（SVM）进行回归预测
from sklearn.svm import SVC
from sklearn import metrics
svm_model=SVC()#SVM分类器
svm_model.fit(x_train.astype("int"),y_train.astype("int"))#注：需要将数据类型转化为int型
prediction=svm_model.predict(x_test.astype("int"))
print('准确率为：',metrics.accuracy_score(prediction, y_test.astype("int")))
#准确率为： 0.9191176470588235

二、完整代码

import numpy as np
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import sklearn
 
df=pd.read_csv('C:/Users/27812/Desktop/2-day.csv')
print(df.head(5))
print(df.info())#查看后发现没有缺失值ss
print(df.nunique())#除了前两列，其余每列都有重复值
print(df.describe())#查看数据的描述性信息
 
x_colums=['temp','atemp','hum','windspeed','casual','registered']
y_colums=['cnt']
all_colums=['temp','atemp','hum','windspeed','casual','registered','cnt']
 
print(df[all_colums].nunique())
#提取重复值
print(df[df.duplicated()])#无重复值
'''
#这步，若前面发现数值有缺失值，可用这个代码进一步查看缺失值情况
print(df[category_colums].isnull().sum())
print(df[numeric_colums].isnull().sum())
#对缺失值进行标注为-1
df[numeric_colums]=df[numeric_colums].fillna(-1)
df[category_colums]=df[category_colums].fillna(-1)
'''
 
#数据初步可视化
#绘制直方图
def hist(df):
    df.hist(figsize=(30,20))
    plt.show()
    plt.savefig('a.png')
hist(df[all_colums])
#绘制散点图
def scatter(df):
    for i in all_colums[:6]:
         plt.scatter(df[i],df['cnt'])
         plt.xlabel(i)
         plt.ylabel('cnt')
         plt.show()
scatter(df)
#相关系数查看特征与特征，特征与响应的线性关系
def corr_view():
    data_corr=df.corr()
    data_corr=data_corr.abs()
    sns.heatmap(data_corr,annot=True)
    plt.savefig('b.png')
corr_view()
#异常值可视化
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']  # 用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 用来正常显示负号
for i in all_colums:
    f,ax=plt.subplots(figsize=(10,8))
    sns.boxplot(y=i,data=df,ax=ax)
    plt.show()
    plt.savefig('c.png', dpi=500)
#经发现，'hum','windspeed','casual'这三列中有异常值
 
#异常值处理
# 通过Z-Score方法判断异常值，阙值设置为正负2
# 复制一个用来存储Z-score得分的数据框,常用于原始对象和复制对象同时进行操作的场景
df_zscore = df.copy()    
for col in all_colums: 
    df_col = df[col]  
    z_score = (df_col - df_col.mean()) / df_col.std()  # 计算每列的Z-score得分
    df_zscore[col] = z_score.abs() > 2  # 判断Z-score得分绝对值是否大于2，大于2即为异常值
print(df_zscore)#显示为True的表示为异常值
# 剔除异常值所在的行
print(df[df_zscore['hum'] == False])
print(df[df_zscore['windspeed'] == False])
print(df[df_zscore['casual'] == False])#最终得到679x7的数列
 
#将清洗后的数据写入新的文件,命名为new_df
new_df=df[df_zscore['casual'] == False]
new_df.to_csv('new_df.csv')
 
#特征选择
#这里选择基于Filter(过滤法)中的卡方检验
from sklearn.feature_selection import chi2, SelectKBest
feutures=['temp','atemp','hum','windspeed','casual','registered']
X, y = new_df[feutures],new_df['cnt']
chi2_model = SelectKBest(chi2, k=3)
# 以下方法返回选择后的特征矩阵
chi2_model.fit_transform(X, y)
for i in range(X.shape[1]):
    print((chi2_model.scores_[i], chi2_model.pvalues_[i]))
#可以发现，'casual','registered'这两个特征与目标'cnt'关系密切
final_df=new_df.loc[:,['casual','registered','cnt']]
final_df.to_csv('final_df.csv')
#再将最终有效数据放入新文件final_df中
 
#归一化;归一化通常有两种：最值归一化和均值方差归一化，这里采用均值方差归一化
from sklearn import preprocessing
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
scaler=preprocessing.StandardScaler().fit(final_df)
final_df_scaler=scaler.transform(final_df)
print(final_df_scaler)
print(final_df_scaler.shape)
#(679, 3)
 
#对新文件训练集与测试集划分
from sklearn.model_selection import train_test_split
#random_state:设置随机种子，保证每次运行生成相同的随机数
train_set,test_set = train_test_split(final_df_scaler, test_size=0.2, random_state=42)
 
x_train=train_set[:,0:2]
y_train=train_set[:,2]
x_test=test_set[:,0:2]
y_test=test_set[:,2]
print(x_train.shape)
print(y_test.shape)
print(y_train.dtype)
 
#进行模型训练
#1.线性回归
from sklearn import linear_model
#from sklearn import model_selection
from sklearn.linear_model import LinearRegression
def test_LinearRegression():
    linearRegression = linear_model.LinearRegression()
    #进行训练
    linearRegression.fit(x_train, y_train)
    #通过LinearRegression的coef_属性获得权重向量,intercept_获得b的值
    print("权重向量:%s, b的值为:%.2f" % (linearRegression.coef_, linearRegression.intercept_))
    #计算出损失函数的值
    print("损失函数的值: %.2f" % np.mean((linearRegression.predict(x_test) - y_test) ** 2))
    #计算预测性能得分
    print("预测性能得分: %.2f" % linearRegression.score(x_test, y_test))
test_LinearRegression()
#权重向量:[0.26697613 0.85123791], b的值为:-0.00
#损失函数的值: 0.00
#预测性能得分: 1.00
 
#2.使用非线性支持向量机（SVM）进行回归预测
from sklearn.svm import SVC
from sklearn import metrics
svm_model=SVC()#SVM分类器
svm_model.fit(x_train.astype("int"),y_train.astype("int"))#注：需要将数据类型转化为int型
prediction=svm_model.predict(x_test.astype("int"))
print('准确率为：',metrics.accuracy_score(prediction, y_test.astype("int")))
#准确率为： 0.9191176470588235