Help me met tijdreeksanalyse met Pandas
description
Maakt het mogelijk om waardevolle inzichten uit tijdreeksgegevens te halen met Pandas, waardoor gebruikers patronen en trends efficiënt kunnen identificeren. Deze prompt richt zich op technieken die niet in andere prompts aan bod komen, zoals optimalisatie of samenvoegen, en biedt praktische code en uitleg specifiek voor tijdreeksanalyse.
prompt
Ik heb een tijdreeksdataset in een Pandas DataFrame: <voer een beschrijving of voorbeeld van je DataFrame in>. Help me met tijdreeksanalyse zoals resampling, het berekenen van voor ...
try_prompt
generate_helper
disclaimerOnPageApi
tags
ai_answers
provider: openai
model: gpt-4.1-nano
Natuurlijk! Hieronder vind je een stapsgewijze uitleg en bijbehorende Python-code voor het analyseren van je tijdreeksdataset met Pandas. Ik neem aan dat je DataFrame bijvoorbeeld `df` heet, met kolommen 'Datum' en 'Temperatuur', en dat 'Datum' de index is.
---
### 1. Data voorbereiden
Zorg dat de 'Datum' kolom de index is en dat de index als datetime is geformatteerd.
```python
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as plt
# Voorbeeld: DataFrame inladen en index instellen
# df = pd.read_csv('jouw_data.csv', parse_dates=['Datum'], index_col='Datum')
# Als 'Datum' niet de index is:
# df['Datum'] = pd.to_datetime(df['Datum'])
# df.set_index('Datum', inplace=True)
```
**Redenatie:**
Zorg dat de index van je DataFrame datetime-achtig is zodat je tijdgebaseerde operaties makkelijk kunt uitvoeren.
---
### 2. Resampling
Resampling stelt je in staat om data te aggregeren over een andere tijdsperiode, bijvoorbeeld per maand of per week. Bijvoorbeeld, de gemiddelde temperatuur per maand:
```python
# Resampling naar maandgemiddelden
monthly_avg = df['Temperatuur'].resample('M').mean()
# Visualisatie
monthly_avg.plot(title='Maandelijkse gemiddelde temperatuur')
plt.xlabel('Maand')
plt.ylabel('Temperatuur')
plt.show()
```
**Redenatie:**
Resampling helpt patronen op grotere tijdsschalen te identificeren, zoals maandelijkse of jaarlijkse trends.
---
### 3. Voortschrijdende gemiddelden (Moving Average)
Een voortschrijdend gemiddelde gladstrijkt korte termijn schommelingen uit en benadrukt langetermijntrends.
```python
# 7-daags voortschrijdend gemiddelde
df['7-dagen MA'] = df['Temperatuur'].rolling(window=7).mean()
# Plotten
df[['Temperatuur', '7-dagen MA']].plot(title='Temperatuur en 7-daags voortschrijdend gemiddelde')
plt.xlabel('Datum')
plt.ylabel('Temperatuur')
plt.show()
```
**Redenatie:**
Door een bewegend gemiddelde te gebruiken, wordt de data minder ruiserig en worden trends duidelijker zichtbaar.
---
### 4. Detecteren van trends en seizoenspatronen
Voor trenddetectie kun je bijvoorbeeld een lineaire regressie toepassen. Voor seizoenspatronen kun je de data visualiseren of gebruik maken van de decompositie.
**Decompositie met statsmodels:**
```python
import statsmodels.api as sm
# Zorg dat de index datetime is en de data volledig is
decomposition = sm.tsa.seasonal_decompose(df['Temperatuur'], model='additive', period=365)
# Visualiseren
decomposition.plot()
plt.show()
```
**Redenatie:**
Decompositie scheidt de data in trend, seizoen en residu, waardoor patronen en seizoensinvloeden zichtbaar worden.
---
### 5. Visualisatie van de resultaten
Gebruik plots om de gegevens en de analyses te visualiseren, wat helpt bij het interpreteren.
```python
# Plot originele data en voortschrijdend gemiddelde
plt.figure(figsize=(12,6))
plt.plot(df.index, df['Temperatuur'], label='Origineel')
plt.plot(df.index, df['7-dagen MA'], label='7-daags MA', linewidth=2)
plt.title('Temperatuur en voortschrijdend gemiddelde')
plt.xlabel('Datum')
plt.ylabel('Temperatuur')
plt.legend()
plt.show()
```
**Redenatie:**
Visuele inspectie maakt patronen, trends en seizoensinvloeden snel duidelijk.
---
### Samenvatting:
- **Resampling** voor overzicht op grotere tijdsintervallen.
- **Voortschrijdende gemiddelden** voor trendgladheid.
- **Decompositie** voor het scheiden van trend en seizoenspatronen.
- **Visualisatie** ter interpretatie van de resultaten.
Mocht je meer specifieke analyses willen of problemen ondervinden, vraag gerust!
provider: deepseek
model: deepseek-chat
Zeker, ik help je graag met tijdreeksanalyse in Python. Hier is een stapsgewijze uitleg met codevoorbeelden:
```python
# Importeer benodigde libraries
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
from statsmodels.tsa.seasonal import seasonal_decompose
# Stel de stijl in voor plots
plt.style.use('seaborn-v0_8')
sns.set_palette("husl")
# Stap 1: Data exploratie en voorbereiding
print("Eerste 5 rijen van de dataset:")
print(df.head())
print("\nDataset info:")
print(df.info())
print("\nBeschrijvende statistieken:")
print(df.describe())
# Controleer op ontbrekende waarden
print(f"\nAantal ontbrekende waarden: {df['Temperatuur'].isnull().sum()}")
# Stap 2: Resampling naar verschillende frequenties
# Maandelijks gemiddelde
maandelijks_gemiddelde = df.resample('M').mean()
maandelijks_gemiddelde.columns = ['Maandelijks_Gemiddelde']
# Wekelijks gemiddelde
wekelijks_gemiddelde = df.resample('W').mean()
wekelijks_gemiddelde.columns = ['Wekelijks_Gemiddelde']
# Stap 3: Voortschrijdende gemiddelden (moving averages)
# 7-dagen voortschrijdend gemiddelde (weekgemiddelde)
df['7D_MA'] = df['Temperatuur'].rolling(window=7).mean()
# 30-dagen voortschrijdend gemiddelde (maandgemiddelde)
df['30D_MA'] = df['Temperatuur'].rolling(window=30).mean()
# 365-dagen voortschrijdend gemiddelde (jaargemiddelde)
df['365D_MA'] = df['Temperatuur'].rolling(window=365).mean()
# Stap 4: Visualisatie van de tijdreeks en moving averages
plt.figure(figsize=(15, 10))
# Originele data en moving averages
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(df.index, df['Temperatuur'], alpha=0.5, label='Dagelijkse Temperatuur', linewidth=1)
plt.plot(df.index, df['7D_MA'], label='7-Dagen MA', linewidth=2)
plt.plot(df.index, df['30D_MA'], label='30-Dagen MA', linewidth=2)
plt.plot(df.index, df['365D_MA'], label='365-Dagen MA', linewidth=2, color='red')
plt.title('Temperatuur Tijdreeks met Voortschrijdende Gemiddelden')
plt.xlabel('Datum')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
plt.legend()
plt.grid(True, alpha=0.3)
# Maandelijkse gemiddelden
plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(maandelijks_gemiddelde.index, maandelijks_gemiddelde['Maandelijks_Gemiddelde'],
marker='o', linewidth=2, color='green')
plt.title('Maandelijks Gemiddelde Temperatuur')
plt.xlabel('Maand')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
plt.grid(True, alpha=0.3)
plt.tight_layout()
plt.show()
# Stap 5: Seizoensdecompositie voor trend en seizoenspatronen
# Zorg ervoor dat we voldoende data hebben (minimaal 2 perioden)
decompositie = seasonal_decompose(df['Temperatuur'].dropna(),
model='additive',
period=365) # Jaarlijks seizoenspatroon
plt.figure(figsize=(15, 12))
# Originele tijdreeks
plt.subplot(4, 1, 1)
plt.plot(decompositie.observed)
plt.title('Geobserveerde Temperatuur')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
# Trend component
plt.subplot(4, 1, 2)
plt.plot(decompositie.trend)
plt.title('Trend Component')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
# Seizoenscomponent
plt.subplot(4, 1, 3)
plt.plot(decompositie.seasonal)
plt.title('Seizoenscomponent')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
# Restcomponent
plt.subplot(4, 1, 4)
plt.plot(decompositie.resid)
plt.title('Restcomponent')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
plt.xlabel('Datum')
plt.tight_layout()
plt.show()
# Stap 6: Trendanalyse met lineaire regressie
from sklearn.linear_model import LinearRegression
# Maak numerieke index voor trendanalyse
df['Dagen'] = (df.index - df.index[0]).days
# Fit lineair model voor trend
X = df[['Dagen']].dropna()
y = df['Temperatuur'].dropna()
model = LinearRegression()
model.fit(X, y)
trend_line = model.predict(X)
plt.figure(figsize=(12, 6))
plt.plot(df.index, df['Temperatuur'], alpha=0.5, label='Temperatuur')
plt.plot(df.index, trend_line, color='red', linewidth=2,
label=f'Trendlijn (helling: {model.coef_[0]:.4f} °C/dag)')
plt.title('Temperatuur Trendanalyse')
plt.xlabel('Datum')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
plt.legend()
plt.grid(True, alpha=0.3)
plt.show()
print(f"\nTrendanalyse resultaten:")
print(f"Helling: {model.coef_[0]:.6f} °C per dag")
print(f"Intercept: {model.intercept_:.2f} °C")
print(f"R² score: {model.score(X, y):.3f}")
# Stap 7: Seizoensanalyse - maandelijkse boxplots
df['Maand'] = df.index.month
df['Jaar'] = df.index.year
plt.figure(figsize=(12, 6))
sns.boxplot(x='Maand', y='Temperatuur', data=df)
plt.title('Temperatuurverdeling per Maand')
plt.xlabel('Maand')
plt.ylabel('Temperatuur (°C)')
plt.grid(True, alpha=0.3)
plt.show()
# Stap 8: Jaarlijkse vergelijking
jaarlijkse_gemiddelden = df.groupby('Jaar')['Temperatuur'].mean()
plt.figure(figsize=(12, 6))
jaarlijkse_gemiddelden.plot(kind='bar', color='skyblue')
plt.title('Jaarlijks Gemiddelde Temperatuur')
plt.xlabel('Jaar')
plt.ylabel('Gemiddelde Temperatuur (°C)')
plt.xticks(rotation=45)
plt.grid(True, alpha=0.3)
plt.show()
# Stap 9: Autocorrelatie analyse
from pandas.plotting import autocorrelation_plot
plt.figure(figsize=(12, 6))
autocorrelation_plot(df['Temperatuur'].dropna())
plt.title('Autocorrelatie van Temperatuur')
plt.xlabel('Lag (dagen)')
plt.ylabel('Autocorrelatie')
plt.grid(True, alpha=0.3)
plt.show()
```
**Uitleg van elke stap:**
1. **Data Exploratie**: Begrijp de structuur van je data en controleer op ontbrekende waarden
2. **Resampling**: Transformeer dagelijkse data naar wekelijkse/maandelijkse gemiddelden voor verschillende analyseperspectieven
3. **Voortschrijdende Gemiddelden**:
- 7-dagen MA: week-tot-week variatie
- 30-dagen MA: maandelijkse trends
- 365-dagen MA: jaarlijkse trend (verwijdert seizoenseffecten)
4. **Seizoensdecompositie**: Breekt de tijdreeks op in trend, seizoenspatroon en restcomponenten
5. **Trendanalyse**: Kwantificeert de algemene richting van temperatuurverandering over tijd
6. **Seizoensanalyse**: Toont maandelijkse patronen en variabiliteit
7. **Jaarlijkse Vergelijking**: Vergelijkt gemiddelde temperaturen tussen jaren
8. **Autocorrelatie**: Identificeert periodieke patronen en de optimale lag voor modellering
**Belangrijke overwegingen:**
- Pas de rolling window sizes aan op basis van je data
- Controleer altijd op stationariteit voor geavanceerde modellen
- Overweeg outlier detectie voor betrouwbaardere resultaten
- De period parameter in seasonal_decompose moet overeenkomen met je seizoenscyclus
Deze analyse geeft je een compleet beeld van temperatuurpatronen, trends en seizoensvariabiliteit in je dataset.