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RBF、线性回归、贝叶斯岭回归、ARIMA模型,并求准确率和将图像可视化

时间: 2024-03-18 18:45:36 浏览: 33
好的,以下是使用Python实现新冠感染人数预测与分析的代码,数据来源为COVID-19 Data Repository by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University,包括RBF、线性回归、贝叶斯岭回归和ARIMA模型,并使用可视化工具将图像可视化。代码基于Python 3.x版本,需要安装numpy、pandas、sklearn、statsmodels和matplotlib等库。 ```python # 导入所需库 import numpy as np import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.linear_model import LinearRegression, BayesianRidge from sklearn.metrics import mean_squared_error from sklearn.gaussian_process import GaussianProcessRegressor from sklearn.gaussian_process.kernels import RBF from statsmodels.tsa.arima_model import ARIMA # 读取数据 confirmed_data = pd.read_csv('time_series_covid19_confirmed_global.csv') deaths_data = pd.read_csv('time_series_covid19_deaths_global.csv') recovered_data = pd.read_csv('time_series_covid19_recovered_global.csv') # 整理数据 confirmed_data = confirmed_data.drop(columns=['Province/State', 'Lat', 'Long']) deaths_data = deaths_data.drop(columns=['Province/State', 'Lat', 'Long']) recovered_data = recovered_data.drop(columns=['Province/State', 'Lat', 'Long']) confirmed_data = confirmed_data.groupby('Country/Region').sum() deaths_data = deaths_data.groupby('Country/Region').sum() recovered_data = recovered_data.groupby('Country/Region').sum() # 提取指定国家数据 country = 'China' confirmed = confirmed_data.loc[country].values deaths = deaths_data.loc[country].values recovered = recovered_data.loc[country].values active = confirmed - deaths - recovered dates = confirmed_data.columns.values # 定义训练集和测试集 train_size = int(len(confirmed) * 0.8) train_dates, test_dates = dates[:train_size], dates[train_size:] train_confirmed, test_confirmed = confirmed[:train_size], confirmed[train_size:] train_active, test_active = active[:train_size], active[train_size:] # 定义特征和目标 X_train, y_train = np.arange(len(train_dates)).reshape(-1, 1), train_confirmed.reshape(-1, 1) X_test, y_test = np.arange(len(test_dates)).reshape(-1, 1), test_confirmed.reshape(-1, 1) # 线性回归模型 lr = LinearRegression() lr.fit(X_train, y_train) y_lr = lr.predict(X_test) mse_lr = mean_squared_error(y_test, y_lr) print('线性回归模型均方误差:', mse_lr) # 贝叶斯岭回归模型 br = BayesianRidge() br.fit(X_train, y_train) y_br = br.predict(X_test) mse_br = mean_squared_error(y_test, y_br) print('贝叶斯岭回归模型均方误差:', mse_br) # RBF核高斯过程回归模型 kernel = RBF(length_scale=1.0, length_scale_bounds=(1e-1, 10.0)) gpr = GaussianProcessRegressor(kernel=kernel, alpha=0.1, n_restarts_optimizer=10) gpr.fit(X_train, y_train) y_gpr = gpr.predict(X_test) mse_gpr = mean_squared_error(y_test, y_gpr) print('RBF核高斯过程回归模型均方误差:', mse_gpr) # ARIMA模型 model = ARIMA(train_confirmed, order=(2, 1, 2)) results = model.fit() preds = results.forecast(len(test_confirmed)) mse_arima = mean_squared_error(test_confirmed, preds) print('ARIMA模型均方误差:', mse_arima) # 可视化 plt.figure(figsize=(12, 6)) plt.plot(train_dates, train_confirmed, label='Train Data') plt.plot(test_dates, test_confirmed, label='Test Data') plt.plot(test_dates, y_lr, label='Linear Regression') plt.plot(test_dates, y_br, label='Bayesian Ridge Regression') plt.plot(test_dates, y_gpr, label='Gaussian Process Regression') plt.plot(test_dates, preds, label='ARIMA') plt.legend(loc='best') plt.title(f'{country} Confirmed Cases Prediction') plt.xlabel('Date') plt.ylabel('Confirmed Cases') plt.show() ``` 代码中首先导入所需库,然后读取数据,整理数据,提取指定国家数据,将数据分成训练集和测试集,定义特征和目标。接着分别使用线性回归、贝叶斯岭回归、RBF核高斯过程回归和ARIMA模型进行预测,并计算均方误差。最后使用matplotlib库可视化预测结果。 需要注意的是,代码中数据文件为time_series_covid19_confirmed_global.csv、time_series_covid19_deaths_global.csv和time_series_covid19_recovered_global.csv,需根据实际数据文件名进行修改。此外,国家名称需要根据实际情况进行修改。 希望对你有所帮助!

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