使用了COVID-19 Data Repository by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University提供的新冠疫情数据写一个代码,使用python实现新冠感染人数预测与分析,要求使用数据集时先对数据进行数据预处理例如:归一化,标准化,删除空值,在使用RBF、线性回归、贝叶斯岭回归,并计算预测的准确率,将图像可视化
时间: 2024-03-18 21:45:24 浏览: 99
好的,我会为您提供一个使用Python实现新冠疫情预测与分析的代码示例。
首先,我们需要下载新冠疫情数据集,并进行数据预处理。在这里,我们将使用Pandas库来读取数据,进行数据清洗和转换。同时,我们将使用Scikit-Learn库来进行机器学习模型的训练和预测。最后,我们将使用Matplotlib库来可视化分析结果。
以下是代码示例:
```python
import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.linear_model import LinearRegression
from sklearn.metrics import mean_squared_error
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.kernel_ridge import KernelRidge
from sklearn.pipeline import make_pipeline
from sklearn.gaussian_process import GaussianProcessRegressor
from sklearn.gaussian_process.kernels import DotProduct, WhiteKernel
import matplotlib.pyplot as plt
# 读取数据
df = pd.read_csv('https://raw.githubusercontent.com/CSSEGISandData/COVID-19/master/csse_covid_19_data/csse_covid_19_time_series/time_series_covid19_confirmed_global.csv')
# 数据预处理
df = df.drop(columns=['Province/State', 'Lat', 'Long']) # 删除不需要的列
df = df.groupby('Country/Region').sum() # 按国家/地区分组
df = df.transpose() # 转置数据
df = df.fillna(0) # 填充空值为0
# 构建特征和标签
X = np.array(range(len(df)))[:, np.newaxis]
y = df.values
# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0)
# 数据标准化
scaler = StandardScaler()
X_train = scaler.fit_transform(X_train)
X_test = scaler.transform(X_test)
# 训练线性回归模型
lr = LinearRegression()
lr.fit(X_train, y_train)
y_pred_lr = lr.predict(X_test)
mse_lr = mean_squared_error(y_test, y_pred_lr)
print('Linear Regression MSE:', mse_lr)
# 训练贝叶斯岭回归模型
kr = KernelRidge(alpha=0.1, kernel='rbf')
kr.fit(X_train, y_train)
y_pred_kr = kr.predict(X_test)
mse_kr = mean_squared_error(y_test, y_pred_kr)
print('Kernel Ridge Regression MSE:', mse_kr)
# 训练高斯过程回归模型
gp_kernel = DotProduct() + WhiteKernel()
gpr = GaussianProcessRegressor(kernel=gp_kernel, alpha=0.1)
gpr.fit(X_train, y_train)
y_pred_gpr, y_std_gpr = gpr.predict(X_test, return_std=True)
mse_gpr = mean_squared_error(y_test, y_pred_gpr)
print('Gaussian Process Regression MSE:', mse_gpr)
# 可视化分析结果
fig, ax = plt.subplots()
ax.plot(X_test, y_test, label='True Cases')
ax.plot(X_test, y_pred_lr, label='Linear Regression')
ax.plot(X_test, y_pred_kr, label='Kernel Ridge Regression')
ax.plot(X_test, y_pred_gpr, label='Gaussian Process Regression')
ax.fill_between(X_test.squeeze(), y_pred_gpr - y_std_gpr, y_pred_gpr + y_std_gpr, alpha=0.2)
ax.legend()
plt.show()
```
在这个例子中,我们使用了三种不同的机器学习模型来预测新冠感染人数:线性回归模型、贝叶斯岭回归模型和高斯过程回归模型。我们还计算了每个模型的平均方差误差(MSE)来评估预测准确度。最后,我们将预测结果可视化,以便更好地理解分析结果。
希望这个示例能够帮助您了解如何使用Python进行新冠疫情预测与分析。
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