Ontwikkel een Scikit-learn Model voor Tijdreeksvoorspelling
description
Met deze prompt kan ik effectief tijdreeksgegevens modelleren met Scikit-learn, wat helpt om sequentiële patronen te identificeren en betrouwbare voorspellingen te doen. Dit lost het probleem op dat standaard Scikit-learn modellen niet direct geschikt zijn voor tijdreeksen zonder aangepaste preprocessing. Het is beter dan alternatieven omdat het specifiek gericht is op het combineren van tijdreeksvoorbereiding met krachtige Scikit-learn regressiemodellen, inclusief praktische codevoorbeelden.
prompt
Help me een machine learning model te ontwikkelen met Scikit-learn dat tijdreeksgegevens kan voorspellen. Beschrijving van mijn tijdreeksgegevens: <beschrijf je tijdreeksgegevens> Doelvariabele: <specificeer de doelvariabele> Specifieke Scikit-learn algoritmen die ik wil gebruiken (bijvoorbeeld RandomF ...
try_prompt
generate_helper
disclaimerOnPageApi
tags
ai_answers
provider: openai
model: gpt-4.1-nano
Natuurlijk! Hieronder geef ik een stapsgewijze uitleg en codevoorbeelden om een tijdreeksvoorspellingsmodel te bouwen met Scikit-learn, gebaseerd op de door jou genoemde algoritmen en preprocessing-stappen.
**Stap 1: Data voorbereiden**
Omdat je tijdreeksgegevens hebt, moeten we rekening houden met de sequentiële aard. Een veelgebruikte aanpak is om lag-variabelen (voorgaande dagen) te maken zodat het model patronen in de tijd kan leren.
**Stap 2: Feature engineering**
Maak bijvoorbeeld gebruik van voorgaande dagen (lags) als features. Bijvoorbeeld: temperatuur van dag t-1, t-2, etc.
**Stap 3: Normalisatie en missing values imputatie**
Gebruik bijvoorbeeld StandardScaler voor normalisatie en SimpleImputer voor ontbrekende waarden.
**Stap 4: Train-test splitsing op basis van tijd**
Splits de data chronologisch, niet willekeurig.
**Stap 5: Model trainen en evalueren**
Gebruik RandomForestRegressor en GradientBoostingRegressor.
Hieronder de code:
```python
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.impute import SimpleImputer
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor, GradientBoostingRegressor
from sklearn.metrics import mean_squared_error
# Voorbeeld: Laad je data (vervang door je eigen data inlezen)
# data = pd.read_csv('jouw_data.csv', parse_dates=['datum'])
# Stel je hebt een DataFrame 'data' met kolommen: 'datum', 'slotkoers', 'temperatuur'
# Sorteren op datum
data = data.sort_values('datum').reset_index(drop=True)
# Maak lag features voor de temperatuur (bijvoorbeeld 1 t/m 3 dagen terug)
lags = [1, 2, 3]
for lag in lags:
data[f'temp_lag_{lag}'] = data['temperatuur'].shift(lag)
# Verwijder rijen met NaN waarden die ontstaan door lag functies
data = data.dropna().reset_index(drop=True)
# Definieer features en target
X = data[[f'temp_lag_{lag}' for lag in lags]]
y = data['temperatuur'] # Of een andere variabele die je wilt voorspellen
# Normaliseer features
scaler = StandardScaler()
X_scaled = scaler.fit_transform(X)
# Impute ontbrekende waarden (indien nog aanwezig)
imputer = SimpleImputer(strategy='mean')
X_imputed = imputer.fit_transform(X_scaled)
# Split data chronologisch in training en test
# Bijvoorbeeld: 80% voor training, 20% voor test
split_index = int(len(X) * 0.8)
X_train, X_test = X_imputed[:split_index], X_imputed[split_index:]
y_train, y_test = y[:split_index], y[split_index:]
# Train modellen
rf_model = RandomForestRegressor(n_estimators=100, random_state=42)
gb_model = GradientBoostingRegressor(n_estimators=100, random_state=42)
rf_model.fit(X_train, y_train)
gb_model.fit(X_train, y_train)
# Voorspellingen
y_pred_rf = rf_model.predict(X_test)
y_pred_gb = gb_model.predict(X_test)
# Evaluatie
rmse_rf = np.sqrt(mean_squared_error(y_test, y_pred_rf))
rmse_gb = np.sqrt(mean_squared_error(y_test, y_pred_gb))
print(f'Random Forest RMSE: {rmse_rf}')
print(f'Gradient Boosting RMSE: {rmse_gb}')
```
**Uitleg:**
- We maken lag-variabelen om de tijdselementen vast te leggen.
- We verwijderen rijen met NaN-waarden die ontstaan door de lag-werking.
- Normaliseren en imputeren zorgen dat de data geschikt is voor de modellen.
- Chronologische splitsing voorkomt dat informatie uit de toekomst in de training terechtkomt.
- Na training worden voorspellingen gedaan en geëvalueerd met RMSE.
**Aanpassingen:**
- Pas de lag-periodes aan afhankelijk van de patronen in jouw data.
- Voeg meer features toe (bijvoorbeeld dag van de week, maand, etc.) voor betere prestaties.
- Experimenteer met hyperparameters.
Wil je verdere hulp bij optimalisatie of visualisatie?
provider: deepseek
model: deepseek-chat
Hallo! Ik zie een fundamentele uitdaging in je verzoek: je wilt een model bouwen dat dagelijkse slotkoersen van aandelen gebruikt om **temperatuur** te voorspellen. Dit zijn twee totaal verschillende soorten gegevens zonder duidelijke causale relatie. Laten we eerst dit bespreken voordat we naar code kijken.
## Eerst: Begrijp je probleem
Aandelenkoersen en temperatuur hebben geen directe voorspellende relatie. Mogelijk bedoel je:
1. **Temperatuur voorspellen** → dan heb je historische temperatuurdata nodig
2. **Aandelenkoersen voorspellen** → dan is je doelvariabele de koers zelf
Ik ga ervan uit dat je **aandelenkoersen wilt voorspellen** en toevallig "temperatuur" hebt getypt.
## Tijdreeksvoorbereiding code
```python
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor, GradientBoostingRegressor
from sklearn.model_selection import TimeSeriesSplit, cross_val_score
from sklearn.metrics import mean_absolute_error, mean_squared_error
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.impute import SimpleImputer
# Laad je data (voorbeeld)
# df = pd.read_csv('aandelen_data.csv', parse_dates=['Datum'], index_col='Datum')
# Voorbeeld dataframe als placeholder
dates = pd.date_range(start='2018-01-01', end='2023-12-31', freq='D')
df = pd.DataFrame({
'Datum': dates,
'Slotkoers': np.random.randn(len(dates)).cumsum() + 100, # Random walk
'Volume': np.random.randint(1000, 10000, len(dates))
})
df.set_index('Datum', inplace=True)
# Maak tijdgebonden features
def create_time_features(df):
df = df.copy()
df['dag_van_week'] = df.index.dayofweek
df['dag_van_maand'] = df.index.day
df['maand'] = df.index.month
df['kwartaal'] = df.index.quarter
df['jaar'] = df.index.year
df['dag_van_jaar'] = df.index.dayofyear
return df
df = create_time_features(df)
# Creëer vertraagde features (lags)
def create_lag_features(df, target_col, lags=[1, 2, 3, 5, 7, 14, 30]):
for lag in lags:
df[f'{target_col}_lag_{lag}'] = df[target_col].shift(lag)
return df
df = create_lag_features(df, 'Slotkoers')
# Rolllende statistieken
def create_rolling_features(df, target_col, windows=[7, 14, 30]):
for window in windows:
df[f'{target_col}_roll_mean_{window}'] = df[target_col].rolling(window=window).mean()
df[f'{target_col}_roll_std_{window}'] = df[target_col].rolling(window=window).std()
return df
df = create_rolling_features(df, 'Slotkoers')
# Verwijder rijen met NaN waarden (door shifting)
df.dropna(inplace=True)
# Scheid features en target
X = df.drop('Slotkoers', axis=1)
y = df['Slotkoers']
# Train-test split (tijdreeks-safe!)
test_size = int(len(X) * 0.2) # 20% voor testing
X_train, X_test = X[:-test_size], X[-test_size:]
y_train, y_test = y[:-test_size], y[-test_size:]
# Preprocessing
imputer = SimpleImputer(strategy='mean')
scaler = StandardScaler()
X_train_imputed = imputer.fit_transform(X_train)
X_test_imputed = imputer.transform(X_test)
X_train_scaled = scaler.fit_transform(X_train_imputed)
X_test_scaled = scaler.transform(X_test_imputed)
```
## Model training en evaluatie
```python
# Initialiseer modellen
rf_model = RandomForestRegressor(
n_estimators=100,
random_state=42,
n_jobs=-1
)
gb_model = GradientBoostingRegressor(
n_estimators=100,
random_state=42,
learning_rate=0.1
)
# Train modellen
rf_model.fit(X_train_scaled, y_train)
gb_model.fit(X_train_scaled, y_train)
# Voorspellingen
rf_preds = rf_model.predict(X_test_scaled)
gb_preds = gb_model.predict(X_test_scaled)
# Evaluatie
def evaluate_model(y_true, y_pred, model_name):
mae = mean_absolute_error(y_true, y_pred)
mse = mean_squared_error(y_true, y_pred)
rmse = np.sqrt(mse)
print(f"{model_name} Resultaten:")
print(f"MAE: {mae:.4f}")
print(f"RMSE: {rmse:.4f}")
print(f"MSE: {mse:.4f}")
print("-" * 30)
evaluate_model(y_test, rf_preds, "Random Forest")
evaluate_model(y_test, gb_preds, "Gradient Boosting")
# Feature importance
feature_importance = pd.DataFrame({
'feature': X.columns,
'importance': rf_model.feature_importances_
}).sort_values('importance', ascending=False)
print("Belangrijkste features:")
print(feature_importance.head(10))
```
## Tijdreeks cross-validatie
```python
# Gebruik TimeSeriesSplit voor betere evaluatie
tscv = TimeSeriesSplit(n_splits=5)
rf_scores = cross_val_score(
rf_model, X_train_scaled, y_train,
cv=tscv, scoring='neg_mean_squared_error'
)
print(f"Random Forest Cross-Validation RMSE: {np.sqrt(-rf_scores.mean()):.4f}")
```
## Belangrijke aanbevelingen:
1. **Probleemdefinitie**: Zorg dat je doelvariabele logisch is
2. **Stationariteit**: Controleer of je tijdreeks stationair is
3. **Features**: Experimenteer met verschillende lag-waarden
4. **Hyperparameter tuning**: Gebruik GridSearchCV voor optimale parameters
5. **Alternatieve modellen**: Overweeg ARIMA of LSTM-netwerken voor tijdreeksen
Wil je dat ik me aanpas aan een specifiekere use-case of heb je aanvullende vragen over de implementatie?