Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

说明:这是一个机器学习实战项目(附带数据+代码+文档+视频讲解),如需数据+代码+文档+视频讲解可以直接到文章最后获取。

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

1.项目背景

Stacking通常考虑的是异质弱学习器(不同的学习算法被组合在一起),stacking学习用元模型组合基础模型。stacking 的概念是学习几个不同的弱学习器,并通过训练一个元模型来组合它们,然后基于这些弱模型返回的多个预测结果输出最终的预测结果。

本项目应用Stacking回归算法通过集成随机森林回归、极端随机森林回归、Adaboost回归、梯度提升树回归、决策树回归五个算法进行建模、预测及模型评估。

2.数据获取

本次建模数据来源于网络(本项目撰写人整理而成),数据项统计如下:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

数据详情如下(部分展示):

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

3.数据预处理

3.1 用Pandas工具查看数据

使用Pandas工具的head()方法查看前五行数据:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

关键代码:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

3.2 数据缺失查看

使用Pandas工具的info()方法查看数据信息:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

从上图可以看到,总共有10个变量,数据中无缺失值,共1000条数据。

关键代码:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

3.3 数据描述性统计

通过Pandas工具的describe()方法来查看数据的平均值、标准差、最小值、分位数、最大值。

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

关键代码如下:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

4.探索性数据分析

4.1 y变量直方图

用Matplotlib工具的hist()方法绘制直方图:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

从上图可以看到,y变量主要集中在-200~200之间。

4.2 相关性分析

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

从上图中可以看到,数值越大相关性越强,正值是正相关、负值是负相关。  

5.特征工程

5.1 建立特征数据和标签数据

关键代码如下:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

5.2 数据集拆分

通过train_test_split()方法按照80%训练集、20%测试集进行划分,关键代码如下:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

6.构建Stacking回归模型

主Stacking回归算法通过集成随机森林回归、极端随机森林回归、Adaboost回归、梯度提升树回归、决策树回归五个算法进行建模,用于目标回归。

6.1第一层模型参数

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

关键代码如下:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战 6.2第一层模型特征重要性

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

 通过上图可以看出,随机森林模型特征重要性排名为x5、x6等。

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

通过上图可以看出,极端随机树模型特征重要性排名为x5、x6等。

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战 通过上图可以看出,AdaBoost模型特征重要性排名为x5、x6等。

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

通过上图可以看出,Gradient Boost模型特征重要性排名为x5、x6等。 

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

通过上图可以看出,所有模型特征重要性排名为x5、x6、x1等。

6.3 五种模型相关性分析

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

针对五种模型的预测结果进行相关性分析,通过上图可以看出大于0的为正相关 数值越大相关性越强;小于0的为负相关。

6.4 第二层模型参数

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

关键代码如下:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

7.模型评估

7.1 评估指标及结果

评估指标主要包括可解释方差值、平均绝对误差、均方误差、R方值等等。

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

从上表可以看出,R方0.9707,为模型效果较好。

关键代码如下:

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

7.2 真实值与预测值对比图

Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战

从上图可以看出真实值和预测值波动基本一致,模型拟合效果良好。   

8.结论与展望

综上所述,本项目采用了应用Stacking回归算法通过集成随机森林回归、极端随机森林回归、Adaboost回归、梯度提升树回归、决策树回归五个算法进行建模及模型评估,最终证明了我们提出的模型效果较好。 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-429061.html

# 本次机器学习项目实战所需的资料,项目资源如下:
 
# 项目说明:

# 链接:https://pan.baidu.com/s/1VPWFSTp8cDrvLKYUYXiqvQ 
# 提取码:vqs0

# 用Pandas工具查看数据
print(df.head())
print('******************************')

# 数据缺失值统计
print(df.info())
print('******************************')

# 描述性统计分析
print(df.describe().round(4))
print('******************************')

# y变量分布直方图
fig = plt.figure(figsize=(8, 5))  # 设置画布大小
plt.rcParams['font.sans-serif'] = 'SimHei'  # 设置中文显示
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False  # 解决保存图像是负号'-'显示为方块的问题
data_tmp = df['y']  # 过滤出y变量的样本
# 绘制直方图  bins:控制直方图中的区间个数 auto为自动填充个数  color:指定柱子的填充色
plt.hist(data_tmp, bins='auto', color='g')
plt.xlabel('y')
plt.ylabel('数量')

到了这里,关于Python实现Stacking回归模型(随机森林回归、极端随机树回归、AdaBoost回归、GBDT回归、决策树回归)项目实战的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包