数据的预处理方法

大数据分析中的数据预处理方法与工具选择指南在当今信息时代，大数据已经成为各行各业中的常见术语。

大数据的分析和利用，对于企业的决策和发展至关重要。

然而，要想从海量的数据中提取有用的信息，并进行准确的分析，就需要进行数据预处理。

数据预处理是指在进行数据分析之前对原始数据进行清洗、转换和集成的过程。

本文将介绍大数据分析中常用的数据预处理方法和工具选择指南。

一、数据预处理方法在进行大数据分析之前，需要对原始数据进行预处理，包括数据清洗、数据集成、数据转换和数据规约等环节。

1. 数据清洗数据清洗是指对原始数据进行去除冗余、缺失值填补和噪声处理等操作。

常用的数据清洗方法包括：（1）去除冗余数据：根据业务需求，判断数据中是否存在重复、无效或不必要的数据，并予以去除。

（2）缺失值填补：对于含有缺失值的数据，可通过插值、删除或补全的方式进行处理。

（3）噪声处理：数据中常常伴随一些噪声，如异常值或者干扰项，可以通过平滑、过滤等方法进行处理，以避免对后续分析结果的影响。

2. 数据集成数据集成是将来自不同数据源的数据进行整合，以便后续的统一分析。

常用的数据集成方法包括：（1）数据平滑：对于不同数据源中表示相同信息的数据进行合并，以避免冗余和重复。

（2）数据转换：将不同数据源中具有相同或相似意义的数据进行统一的格式转换，方便后续的集成和分析。

（3）数据清理：对于不同数据源中的一致性问题进行处理，比如命名不一致、单位不统一等。

3. 数据转换数据转换是将原始的数据进行变换，以便更好地进行后续的分析和挖掘。

常用的数据转换方法包括：（1）数值化：将非数值型数据转换为数值型数据，以便进行算法的计算。

（2）规范化：将不同尺度的数据进行统一的标准化处理，避免因尺度不同而影响分析结果。

（3）聚合与离散化：将连续型数据进行聚合或离散化处理，以便进行进一步的分析。

4. 数据规约数据规约是指对原始数据进行压缩和抽样，以便在保持数据特征的前提下减少数据量，提高分析效率。

数据预处理方法数据预处理是统计分析和机器学习的基础步骤，是清理、规范、集成和变换数据的过程，旨在消除原始数据中各种噪声，准备有效地用于进一步分析和建模。

数据预处理也称为数据清理、数据规范化、特征工程或特征抽取。

本文介绍了常见的数据预处理方法，比如：数据框架调整、汇总、特征工程、标准化、规范化、矩阵分解、缺失值处理、异常值处理等等。

首先，调整数据框架是数据预处理的一个重要环节，它主要是根据用户的需求来重组数据框架，调整原始数据框架的横向结构和纵向结构，以避免相关变量的冗余，更好地支持后续的数据分析。

其次，汇总是指将多个观测值汇集成一个观测值，它主要是将原始数据中重复出现的类别汇总，进行分组计算，比如按照地区或者某种关键词来汇总统计数据。

此外，特征工程是指从原始数据中抽取、转换或组合新的特征来构建有效的数据模型，目的是为了提高解释变量的贡献度，缩短模型训练时间，减少计算量，提高模型的准确性。

常见的特征工程有两个阶段：类别特征处理和数值特征处理。

类别特征处理可以采用one-hot 编码，label encoding，tf-idf等技术；数值特征处理可以采用离散化，归一化，标准化等技术；特征选择可以使用过滤式特征选择和嵌入式特征选择。

之后，标准化是指将数据变换成均值为0，方差为1的正态分布，目的是消除量纲和变量之间的差异。

此外，规范化是指将数据变换到[0,1]或[-1，1]的范围中，它的目的是提高算法的稳定性，减少过拟合的可能。

矩阵分解是指把原始数据矩阵分解成三个矩阵：用户因子矩阵、物品因子矩阵和协同过滤矩阵。

矩阵分解可以有效帮助商家发现潜在的顾客偏好，推拿新的商品、店铺给目标顾客，通过分析潜在的顾客偏好来改善商业活动。

另外，缺失值处理也是一项重要的数据预处理工作，包括哑变量填充、均值填充、中位数填充、众数填充、填充预测值和其他方法。

最后，异常值处理是指将原始数据集中的异常值（离群值）处理掉，以避免数值异常的影响。

数据预处理的四种方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊数据预处理的四种超有用的方法呀！这可就像是给数据洗个舒服的澡，让它们干干净净、清清爽爽地去发挥作用呢！先来说说数据清洗吧！哎呀，这就好比是给数据打扫卫生。

你想想看，数据就像一个杂乱的房间，里面可能有灰尘、垃圾啥的。

数据清洗就是把那些错误的、缺失的、重复的数据给清理掉，让房间变得整洁有序。

要是不清洗，那可就像住在一个脏兮兮的房子里，多别扭呀！比如咱收集了一堆客户信息，结果有的电话号码少了几位，有的地址不全，这可不行呀！得赶紧把这些问题解决掉，不然怎么能好好利用这些数据呢？然后呢，是数据标准化。

这就像是让数据都穿上统一的校服一样。

每个数据都有自己的个性，但是为了方便管理和分析，咱得让它们都遵循一定的标准。

比如说身高，有的用米作单位，有的用厘米，那咱就得统一一下呀，不然怎么比较呢？通过数据标准化，就能让不同来源的数据都能和谐共处啦！还有数据归一化呢！这就好像是把一群高矮胖瘦不一样的人拉到一个水平线上。

有些数据可能数值特别大，有些特别小，这样直接分析可不好办。

归一化就是把它们都调整到一个合适的范围内，这样大家就都公平啦！就像考试成绩，满分 100 分和满分 150 分的可不能直接比呀，得转化成一样的标准才行呢！最后说说数据转换啦！这就像是给数据变个魔法。

有时候数据的形式不太适合我们分析，那就得把它们变一变。

比如把文字变成数字，或者把时间格式转换一下。

这就好比把一个苹果变成了一杯苹果汁，虽然本质还是苹果，但形式更方便我们享用啦！总之呢，这四种数据预处理方法可太重要啦！它们就像是数据的美容师、整理师、营养师和魔法师，能让数据变得更有价值、更好用。

没有它们，数据就像没经过雕琢的璞玉，虽然有潜力，但很难发挥出最大的作用呀！咱可得好好重视起来，把数据预处理工作做好，这样才能在数据分析的道路上走得更稳、更远呀！你们说是不是这个理儿呀？原创不易，请尊重原创，谢谢!。

数据预处理的常用操作
数据预处理是数据分析中的重要环节，其目的是通过一系列的操作，将原始数据转化为适合进行分析的数据。

以下是数据预处理中常用的操作：
1. 缺失值处理：删除含有缺失值的样本或变量，或者采用插值法来填充缺失值。

2. 异常值处理：检测并处理数据中的异常值，常用的方法有删除、平均值修正、中位数修正、截尾和分段处理等。

3. 数据平滑：将数据中的波动平滑，常用的方法有滑动平均、指数平滑、Loess回归等。

4. 数据归一化：将数据进行缩放处理，使其在统计上具有可比性，常用的方法有最小-最大规范化、Z-score规范化等。

5. 数据变换：对数据进行变换，使其更适合进行建模和分析，常用的方法有对数变换、指数变换、幂变换等。

6. 数据集成：将多个数据源的数据进行整合，常用的方法有追加、合并、连接等。

7. 数据降维：将高维数据转化为低维数据，以减少计算复杂度和提高模型性能，常用的方法有主成分分析、因子分析等。

8. 数据离散化：将连续数据离散化，以便于分析和处理，常用的方法有等宽离散化、等频离散化、k-means离散化等。

以上是数据预处理中常用的操作，不同数据预处理方法的选择与实现取决于数据的特性和分析目的。

数据预处理的流程
数据预处理指的是将原始数据进行加工整理有时称为数据清洗，使之可以用于进一步
的分析。

数据预处理的步骤包括：
1. 数据清洗：数据清洗是指对数据进行简单的检查，检查数据中是否有重复、缺失、错误等异常数据，并对其进行处理。

2. 数据抽样：数据抽样是指从记录数据中抽取一部分数据作为分析的数据，主要是
为了减少分析时需要处理的数据量。

3. 数据转换：数据转换是指将数据转换成更适合进行分析的格式，如把原始数据中
的文本字段转换为数字。

4. 数据映射：数据映射是指从原始数据集中萃取有用的特征组成新的数据集，这样
分析速度会更快，而且也可以减少模型中变量之间的冗余。

5. 数据标准化：数据标准化是指，将数据中范围较大的变量转换为范围较小的数字，以使模型训练更加准确有效。

6. 其他：除了上述的步骤之外，还可以将数据进行离散化、缺失值处理等，以期得
到更佳的数据预处理效果。

总之，数据预处理主要是处理原始数据，使之可以被进一步的分析使用，其过程具体
包括清洗、抽样、转换、映射、标准化等步骤，不同的数据分析可能会有不同的预处理操作。

数据预处理的常用方法一、数据清洗1.1 缺失值处理数据里要是有缺失值啊，那可就像拼图缺了块儿似的，看着就别扭。

处理缺失值呢，有几种办法。

一种是直接把有缺失值的那行或者那列给删咯，不过这就像割肉啊，要是数据本来就少，这么干可就太浪费了。

还有一种办法就是填充，用均值、中位数或者众数来填充数值型的缺失值，就好比给缺了的那块拼图找个差不多的补上。

对于分类变量的缺失值呢，可以用出现频率最高的类别来填充，这就像找个最常见的小伙伴来顶班。

1.2 异常值处理异常值就像一群羊里的狼，特别扎眼。

识别异常值可以用箱线图等方法。

发现异常值后，要是这个异常值是因为数据录入错误，那就直接修正。

要是这个异常值是真实存在但对整体分析影响很大，那可能就得考虑特殊对待了。

比如说在分析收入数据的时候，那些超级富豪的收入可能就是异常值，如果我们研究的是普通大众的收入水平，那可能就把这些异常值单独拎出来，不放在主要分析里面，这就叫具体问题具体分析嘛。

二、数据集成2.1 实体识别有时候数据来自不同的数据源，就像从不同的口袋里掏东西。

这时候要进行实体识别，把那些实际上是同一个东西但名字不同的数据给统一起来。

比如说，一个数据源里把客户叫“顾客”，另一个数据源里叫“用户”，这就得统一成一个称呼，不然数据就乱套了，就像一家人不同姓一样奇怪。

2.2 数据合并把不同数据源的数据合并到一起的时候，要注意数据的结构和格式。

就像拼积木，要确保每一块积木的形状和接口都能对得上。

如果一个数据源里日期格式是“年/月/日”，另一个是“日月年”，那就得先把格式统一了再合并，不然就像把榫卯结构弄错了的家具，根本拼不起来。

三、数据变换3.1 标准化数据的取值范围要是差别特别大，就像小蚂蚁和大象站在一起比较。

这时候就需要标准化。

标准化可以把数据都变成均值为0，方差为1的分布，这就像把大家都拉到同一起跑线上，这样在做一些算法分析的时候就公平多了。

比如说在聚类分析里，如果不进行标准化，取值大的变量就会对结果产生过大的影响，这就叫喧宾夺主了。

数据的预处理方法 1.1数据预处理概述 1.1.1数据预处理的目的由于人的错误、测量设备的限制或数据收集过程的漏洞等都可能导致各种问题，从而导致数据的值乃至整个数据对象都可能会丢失。

因此，为了高质量的数据挖掘结果，必须进行数据预处理。

数据预处理的目的是为信息处理过程提供干净、准确、简洁的数据，从而提高数据质量、信息处理率和准确性，使数据挖掘的过程更加有效，更加容易，同时也提高挖掘结果的质量。

数据预处理的对象主要是清理其中的噪声数据、空缺数据和不一致数据。

常用的数据预处理技术主要包括：数据清洗、相关分析和数据变换等。

1.1.2数据预处理的基本流程从对不同的源数据进行预处理的功能来分，数据预处理主要包括数据清理、数据集成、数据变换、数据归约等4个基本的功能。

在实际的数据预处理过程中，这4中功能不一定都用得到，而且他们的使用也没有先后顺序，某种预处理可能先后要多次进行。

1.2异常值检测及处理 1.2.1基于图形的异常值检测比较常见并且直观表达异常值的图形是箱形图。

箱形图可以用来观察数据整体的分布情况，利用中位数、25/%分位数、75/%分位数、上边界、下边界等统计量来来描述数据的整体分布情况。

通过计算这些统计量，生成一个箱体图，箱体包含了大部分的正常数据，而在箱体上边界和下边界之外的，就是异常值，如下图1。

其中上下边界的计算公式如下：上边界= 上四分位数+（上四分位数-下四分位数）*1.5，下边界=下四分位数-（上四分位数-下四分位数）*1.5图1 箱形图此外，也有有基于分布的方法。

在上、下分位点之外的值认为是异常值（如图2）。

图2 正态分布图 1.2.2基于业务经验的异常值检测除了通过图形采用直观方法检测异常值以外，有时还可以结合相关业务知识判断某个或某些值是否异常。

比如某些污染物检测值已经超过了仪器检测的上限，或者一些指标值已经超出了可能的范围。

对于这些异常情况，并不需要借助大量样本构造图形，而只需要单个的数据本身就可以判断其是否异常。

数据预处理流程数据预处理是数据分析的第一步，也是最关键的一步。

数据预处理的目的是将原始的、不规范的数据转换为干净、可用的数据，以便后续的数据分析和建模工作。

下面是一个常见的数据预处理流程：1. 数据收集：首先，可以通过调查、问卷、观测、传感器等方式收集数据。

数据可以以文本、数值、图像、视频等形式存在。

2. 数据清洗：数据清洗是数据预处理的关键环节。

首先，需要去除无效数据、重复数据和冗余数据。

然后，需要处理缺失数据，可以通过插补、删除或使用其他方法来处理缺失值。

此外，还需要处理异常值，可以使用统计方法、截断方法或替换方法来处理异常值。

3. 数据集成：在数据分析中，常常需要使用多个数据源的数据。

数据集成是将来自不同数据源的数据进行合并的过程。

可以通过连接操作、合并操作、关联操作等方法来进行数据集成。

4. 数据变换：数据变换是将原始数据转换为适合分析的形式。

数据变换包括特征选择、特征提取、特征构造等过程。

特征选择是指从原始特征中选择有用的特征，可以使用统计方法、相关性分析等方法来进行特征选择。

特征提取是指从原始特征中提取出有用的信息，可以使用主成分分析、因子分析等方法来进行特征提取。

特征构造是指根据已有特征构造出新的特征，可以使用加减乘除、平均值等方法来进行特征构造。

5. 数据规范化：数据规范化是将数据转换为统一的标准形式。

可以通过归一化、标准化等方法来进行数据规范化。

归一化是将数据缩放到0-1之间，可以利用最小-最大归一化。

标准化是将数据缩放为均值为0，方差为1的正态分布，可以利用Z-score标准化。

6. 数据降维：在数据分析中，有时候数据维度很高，会导致计算复杂度高、模型过拟合等问题。

为了降低维度，可以使用主成分分析、因子分析等方法来进行数据降维。

7. 数据划分：为了衡量模型的性能和泛化能力，在数据分析中，常常需要将数据划分为训练集和测试集。

可以使用随机划分、分层划分等方法来进行数据划分。

8. 数据标准化：数据标准化是将标签数据转换为具有统一标准的形式。

数据预处理1、归一化归一化是为了把数变为（0，1）之间的小数，主要是为了数据处理方便提出来的，把数据映射到0-1之间，更加快捷快速。

其次，把有量纲表达式变为无量纲表达式，归一化是一种简化计算的方式，即将有量纲的表达式经过表换，化为无量纲的表达式，成为纯量。

归一化算法有：2、标准化数据的标准化是将数据按比例缩放，使之落入一个小的特定区间。

由于信用指标体系的各个指标度量单位是不同的，为了能够将指标参与评价计算，需要对指标进行规范化处理，通过函数变换将其数值映射到某个数值区间。

标准化算法有：z-score标准化的平均值的标准差优点：当X的最大值和最小值未知，或者孤立点左右了最大-最小规范化，该方法效率很高最小-最大规范化（线性变换）对数Logistic模式新数据=1/（1+e^(-原数据)）z-score标准化1：import numpy as npfrom sklearn import preprocessingdata = np.array([[3, -1.5, 2, -5.4],[0,4,-0.3,2.1],[1,3.3,-1.9,-4.3]])# 对数据集进行规范化 z-score# print(f"{np.mean(data,axis=0)}")# print(f"{np.std(data,axis=0)}")data_standardized = preprocessing.scale(data)print(f"mean={data_standardized.mean(axis=0)}")print(f"std={np.std(data_standardized,axis=0)}")print(data_standardized)mean=[ 5.55111512e-17-1.11022302e-16-7.40148683e-17-7.40148683e-17]std=[1.1.1.1.][[ 1.33630621-1.40451644 1.29110641-0.86687558][-1.069044970.84543708-0.14577008 1.40111286][-0.267261240.55907936-1.14533633-0.53423728]]z-score标准化2：import numpy as npfrom sklearn.preprocessing import StandardScalerX = np.array([[ 1., -1., 2.],[ 2., 0., 0.],[ 0., 1., -1.]])scaler = StandardScaler().fit(X)print scaler.mean_print scaler.std_print scaler.transform(X)[ 1.0.0.33333333][ 0.816496580.81649658 1.24721913][[ 0.-1.22474487 1.33630621][ 1.224744870.-0.26726124][-1.22474487 1.22474487-1.06904497]]最大最小标准化：import numpy as npfrom sklearn import preprocessingdata=np.array([[3, -1.5, 2, -5.4],[0, 4,-0.3,2.1],[1, 3.3, -1.9, -4.3]]) # 原始数据矩阵 shape=(3,4)data_scaler=preprocessing.MinMaxScaler(feature_range=(0,1)) # 缩放到（0,1）之间data_scaled=data_scaler.fit_transform(data)print('scaled matrix: *********************************')print(data_scaled)scaled matrix: *********************************[[1.0. 1.0. ][0. 1.0.410256411. ][0.333333330.872727270.0.14666667]]公式原理：3、正则化正则化的过程是将每个样本缩放到单位范数（每个样本的范数为1），如果后面要使用如二次型（点积）或者其它核方法计算两个样本之间的相似性这个方法会很有用。

详细的数据预处理方法为什么数据处理很重要？熟悉数据挖掘和机器学习的小伙伴们都知道，数据处理相关的工作时间占据了整个项目的70%以上。

数据的质量，直接决定了模型的预测和泛化能力的好坏。

它涉及很多因素，包括：准确性、完整性、一致性、时效性、可信性和解释性。

而在真实数据中，我们拿到的数据可能包含了大量的缺失值，可能包含大量的噪音，也可能因为人工录入错误导致有异常点存在，非常不利于算法模型的训练。

数据清洗的结果是对各种脏数据进行对应方式的处理，得到标准的、干净的、连续的数据，提供给数据统计、数据挖掘等使用。

有哪些数据预处理的方法？数据预处理的主要步骤分为：数据清理、数据集成、数据规约和数据变换。

本文将从这四个方面详细的介绍具体的方法。

如果在一个项目中，你在这几个方面的数据处理做的都很不错，对于之后的建模具有极大的帮助，并且能快速达到一个还不错的结果。

数据清理数据清理(data cleaning) 的主要思想是通过填补缺失值、光滑噪声数据，平滑或删除离群点，并解决数据的不一致性来“清理“数据。

如果用户认为数据时脏乱的，他们不太会相信基于这些数据的挖掘结果，即输出的结果是不可靠的。

1、缺失值的处理由于现实世界中，获取信息和数据的过程中，会存在各类的原因导致数据丢失和空缺。

针对这些缺失值的处理方法，主要是基于变量的分布特性和变量的重要性（信息量和预测能力）采用不同的方法。

主要分为以下几种：•删除变量：若变量的缺失率较高（大于80%），覆盖率较低，且重要性较低，可以直接将变量删除。

•定值填充：工程中常见用-9999进行替代•统计量填充：若缺失率较低（小于95%）且重要性较低，则根据数据分布的情况进行填充。

对于数据符合均匀分布，用该变量的均值填补缺失，对于数据存在倾斜分布的情况，采用中位数进行填补。

•插值法填充：包括随机插值，多重差补法，热平台插补，拉格朗日插值，牛顿插值等•模型填充：使用回归、贝叶斯、随机森林、决策树等模型对缺失数据进行预测。