数据预处理:它是什么、涉及的步骤和概念?

数据预处理
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您打算使用数据进行机器学习吗? 如果是这样,掌握数据预处理就至关重要。 数据预处理涉及一系列步骤和技术来准备数据以进行分析和建模。 无论您要处理缺失值、异常值还是不一致的格式,了解正确的数据预处理步骤都可以极大地提高结果的质量和可靠性。 在本文中,我们将探讨基本的数据预处理步骤,深入研究各种数据预处理技术,讨论数据预处理在机器学习中的重要性,甚至提供使用 Python 进行数据预处理的实际示例。 因此,让我们踏上将原始数据转化为精细信息的旅程,以推动 

什么是数据预处理? 

数据预处理是数据分析和建模的关键步骤。 它涉及将原始数据转换为适合进一步分析的干净、结构化的格式。 通过应用清洗、标准化、特征选择等各种技术和方法,数据预处理旨在提高数据的质量、可靠性和可用性。 可以添加“moreover”等过渡词以改善句子的流畅性

数据预处理步骤 

数据预处理涉及几个关键步骤。 首先,进行数据收集以收集相关信息。 接下来,进行数据清理以消除任何错误、缺失值或异常值。 随后,应用数据标准化或缩放以确保一致的范围和单位。 另外,可以采用特征选择或降维技术来识别最具信息量的变量。 最后,进行数据集成和转换,以组合多个数据源或创建新特征。 此外,这些步骤有助于准备数据以供进一步分析和建模。

数据预处理技术 

有多种可用的数据预处理技术。 一种常见的技术是数据插补,它填充缺失值。 另一种技术是异常值检测和处理,它可以识别和管理数据异常。 此外,特征编码方法(例如 one-hot 编码或标签编码)用于以数字方式表示类别变量。 数据离散化可用于将连续变量转换为离散类别。 此外,数据标准化或归一化技术将数据归一化为通用尺度。 这些技术有助于准备用于分析的数据并提高机器学习模型的准确性。

机器学习数据预处理 

机器学习数据预处理是机器学习流程中的关键步骤。 它涉及将原始数据转换为干净、一致且可用的格式,可供机器学习算法有效使用。 目标是提高数据的质量和可靠性,确保其适合分析和模型训练。

此过程通常包括各种技术,例如数据清理、处理缺失值、特征缩放、编码分类变量和处理异常值。 数据清理涉及删除或纠正数据集中的错误、不一致和不相关信息。 处理缺失值涉及诸如插补或删除之类的策略来解决缺失的数据点。 特征缩放可确保所有特征都处于相似的尺度,从而防止任何偏见或主导。 对分类变量进行编码可将分类数据转换为数字形式,以获得更好的算法兼容性。 最后,处理异常值涉及识别和处理显着偏离预期模式的数据点。

通过执行这些预处理步骤,机器学习模型可以做出准确可靠的预测。 适当的数据预处理有助于减少噪声、提高数据质量并增强机器学习算法的性能和效率。 它在确保数据可供分析和建模方面发挥着至关重要的作用,从而获得更准确、更有意义的见解。

数据预处理 Python

Python中的数据预处理是指使用Python编程语言及其相关库和工具来执行各种数据预处理任务。 Python 提供了丰富的库生态系统,例如 NumPy、Pandas 和 Scikit-learn,这些库广泛用于机器学习和数据分析项目中的数据操作、清理和预处理。

使用 Python,您可以有效地处理数据预处理任务,例如读取和加载数据集、执行数据清理和转换、处理缺失值、缩放和规范化特征、编码分类变量等。 Python 的多功能库提供了灵活而强大的函数和方法来有效地操作和预处理数据。

例如,Pandas 提供了强大的数据结构(例如 DataFrame),使您可以有效地操作和清理数据。 NumPy 提供了用于数值运算和数组操作的各种数学和统计函数。 Scikit-learn 提供了广泛的预处理模块,例如用于处理缺失值的 Imputer、用于特征缩放的 StandardScaler 以及用于分类变量编码的 OneHotEncoder。

通过利用 Python 进行数据预处理,您可以受益于其简单性、多功能性和广泛的库支持。 Python 直观的语法和庞大的生态系统使其成为数据科学家和机器学习从业者的热门选择,可以有效地准备用于分析和建模的数据。 

如何进行数据预处理? 

要执行数据预处理,您需要执行一系列涉及数据清理、转换和规范化的步骤。 首先,您收集并检查数据以了解其结构并识别任何不一致或缺失的值。 然后,您可以通过用平均值、中位数或众数来估算缺失值,或者删除包含缺失数据的行或列来处理缺失值。

接下来,您可以使用 one-hot 编码或标签编码等技术将分类变量编码为数字表示形式来处理它们。 之后,您可能需要使用最小-最大缩放或标准化等方法对数值特征进行归一化或缩放,以使它们达到相似的范围。 此外,您可以执行特征选择或提取来降低数据集的维数并删除不相关或冗余的特征。 这可以使用主成分分析 (PCA) 或特征重要性分析等技术来完成。

在整个过程中,处理异常值、处理任何数据不一致或错误并确保数据格式正确非常重要。 最后,您将预处理的数据分为训练集和测试集,为进一步分析或建模做好准备。 通过执行这些数据预处理步骤,您可以确保数据干净、一致,并准备好用于分析或机器学习任务。

数据处理的六大要素是什么? 

当然! 以下是数据处理的六个要素及其解释:

#1。 数据采集

这涉及从各种来源(例如调查、数据库或外部 API)收集相关数据。 它确保获取必要的信息以进行进一步处理。

#2. 数据输入

在此步骤中,收集的数据被输入计算机系统或数据库。 它需要仔细、准确的输入,以防止错误并保持数据完整性。

#3。 数据验证

此要素涉及检查输入数据的准确性、一致性和完整性。 应用验证规则和技术来识别和解决任何不一致或错误。

#4。 数据整理和分类

此处,数据根据日期、类别或数值等特定标准进行组织和排列。 对数据进行排序和分类有助于更轻松地分析和检索。

#5。 数据转换

此步骤涉及将数据转换或修改为适合分析或存储的格式。 它可能包括标准化、聚合或派生变量计算等任务。

#6。 数据存储和检索

处理后,数据需要存储在数据库或数据存储库中,以供将来访问和检索。 高效的存储和检索系统可确保在需要时轻松获取数据。

通过遵循这六个要素,组织可以有效地处理数据,使其更可用、更可靠、更易于决策和分析。

数据处理的三个阶段是什么? 

数据处理过程通常由三个阶段组成,每个阶段都有特定的目的:

#1. 数据输入

这个初始阶段涉及捕获原始数据并将其输入计算机系统或数据库。

#2。 数据处理

在此阶段,使用各种技术和算法对原始数据进行转换、验证、清理和分析。

#3。 数据输出

最后阶段涉及以有意义且易于理解的格式呈现处理后的数据,例如报告、可视化或摘要。

这三个阶段相互关联并形成一个连续的循环,使组织能够提取有价值的见解并根据处理的数据做出明智的决策。

什么是傻瓜式数据预处理? 

傻瓜式数据预处理是一种适合初学者的准备数据分析的方法。 它涉及一系列旨在简化复杂数据集的步骤和技术,使它们更适合进一步分析。 该过程从数据清理开始,其中涉及识别和处理数据中的缺失值、异常值和不一致之处。 接下来是数据转换,即对数据进行操作或重组以满足特定要求。 这可能包括特征缩放、编码分类变量或创建新的派生特征。 最后,数据标准化确保数据标准化并且在不同尺度上具有可比性。 通过遵循这些步骤,即使是数据处理新手也可以有效地准备数据进行分析并获得有价值的见解。

数据处理的三类是什么?

数据处理可分为批处理、实时处理和交互处理三类。

#1. 批量处理 

批处理涉及批量或成组地处理大量数据。 数据稍后被收集、存储和处理。 此方法对于处理不需要立即处理的大型数据集非常有效。

#2. 实时处理

实时处理,也称为流处理,涉及实时到达的数据。 这种方法适用于需要立即分析和响应的时间敏感应用,例如监控系统或金融交易。

#3。 交互处理 

交互处理的重点是使用户能够与数据实时交互。 但是,它允许用户按需执行查询、生成报告和可视化数据。 交互式处理常见于数据探索、商业智能以及决策过程中。

这三类数据处理满足不同的要求和场景,使组织能够有效地管理和利用其数据用于各种目的。

常见问题

预处理方法到底是什么?

数据预处理将数据转换为可以在数据挖掘、机器学习和其他数据科学操作中更容易、更有效地处理的格式。

您如何练习数据预处理?

使用统计方法或预构建的库来帮助您可视化数据集,并清楚地了解数据在类别分布方面的情况。

使用什么软件来处理数据?

Google Big Query 是一款出色的数据处理软件。 Google BigQuery 是一个无服务器、高度可扩展的数据仓库,具有集成查询引擎

参考资料

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