📜  外推 (1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 14:51:40.062000             🧑  作者: Mango

外推

外推,是指在数据缺失的情况下,通过已有的数据拟合出一个模型,然后利用这个模型来预测缺失的数据。在机器学习和数据分析领域中,外推是一种常用的方法。

常用的外推方法
线性外推

线性外推是指利用线性方程来预测缺失的数据。假设有一组数据 $(x_1, y_1), (x_2, y_2), ..., (x_n, y_n)$,其中数据 $y_1$ 到 $y_k$ 缺失不全,我们可以利用线性回归的方法,拟合出方程 $y = Ax + B$,然后通过方程来预测缺失的数据。

插值法外推

插值法外推是指将数据离散化,然后通过已有的数据点之间的距离来推测缺失数据的值。这个方法比较适用于连续变量。有一些非常有名的插值法,比如拉格朗日插值和埃尔米特插值。

柿子法外推

柿子法,也叫多项式外推法,是指利用多项式拟合函数,来预测缺失的数据。多项式拟合函数的优点是可以较好地模拟非线性关系,但是当多项式次数过高时,容易导致过拟合的问题。

Python代码实现
import numpy as np
from scipy.interpolate import interp1d

# 构造数据
x = np.linspace(0, 10, 11)
y = np.sin(x)
y[2] = np.nan
y[7] = np.nan

# 插值法外推
f = interp1d(x[~np.isnan(y)], y[~np.isnan(y)])
y_new = f(x)

print("未外推的y值:", y)
print("外推后的y值:", y_new)

以上是插值法外推的Python实现代码,利用 numpy 包和 scipy 包的插值函数可以很方便地实现外推功能。

总结

外推是一种常用的方法,可以在数据缺失的情况下拟合出合适的模型,然后预测缺失数据的值。常用的外推方法有线性外推、插值法外推和柿子法外推,Python通过一些常用的包的函数可以很方便地实现外推功能。