Как учитывать дату и время при обнаружении выбросов с помощью pandas в Python

Учитывая следующий фрейм данных:

         Temperature     Datetime       
1        24.72           2021-01-01 10:00:00        
2        25.76           2021-01-01 11:00:00         
3        40              2021-01-01 12:00:00   
4        25.31           2021-01-01 13:00:00       
5        26.21           2021-01-01 14:00:00   
6        26.59           2021-01-01 15:00:00
7        26.64           2021-01-01 20:00:00 
8        26.38           2021-01-01 21:00:00 
9        45              2021-01-01 22:00:00
10       26.23           2021-01-01 23:00:00  
...      ...             ...

Чего мы хотим добиться, так это удалить выбросы, как, например, в id 3 температура равна 40, и это явно выброс. Мы хотим удалить всю строку с идентификатором 3. Мы уже читали эту ветку: Обнаружение выбросов на основе скользящего среднего в Python.

В треде описано, что выбросы можно удалить с помощью следующего кода:

# Import Libraries
import pandas as pd
import numpy as np

# Create DataFrame
df = pd.DataFrame({
    'Temperatura': [24.72, 25.76, 40, 25.31, 26.21, 26.59],
    'Date':[2.3,4.6,7.0,9.3,15.6,17.9]
})

# Set threshold for difference with rolling median
upper_threshold = 1
lower_threshold = -1

# Calculate rolling median
df['rolling_temp'] = df['Temperatura'].rolling(window=3).median()

# Calculate difference
df['diff'] = df['Temperatura'] - df['rolling_temp']

# Flag rows to be dropped as `1`
df['drop_flag'] = np.where((df['diff']>upper_threshold)|(df['diff']<lower_threshold),1,0)

# Drop flagged rows
df = df[df['drop_flag']!=1]
df = df.drop(['rolling_temp', 'rolling_temp', 'diff', 'drop_flag'],axis=1)

Но мы хотим расширить его еще больше, чтобы медиана перезапускалась всякий раз, когда есть пропущенное значение. Итак, при рассмотрении проиллюстрированного нами фрейма данных мы видим пример, в котором отсутствуют значения:

         Temperature     Datetime       
1        24.72           2021-01-01 10:00:00        
2        25.76           2021-01-01 11:00:00         
3        40              2021-01-01 12:00:00   
4        25.31           2021-01-01 13:00:00       
5        26.21           2021-01-01 14:00:00   
6        26.59           2021-01-01 15:00:00
7        26.64           2021-01-01 20:00:00 <-- Reset due to missing data between this point and the one before  
8        26.38           2021-01-01 21:00:00 
9        45              2021-01-01 22:00:00
10       26.23           2021-01-01 23:00:00  
...      ...             ...

И мы хотим, чтобы код, который удаляет выбросы, также учитывал дату и время, чтобы в идентификаторе 7 мы заметили, что дата и время на 5 часов позже идентификатора 6, и поэтому мы можем сделать вывод, что данные отсутствуют, и поэтому мы хотим сбросить медиану, так как нам не нужна скользящая медиана/среднее значение, которое использует данные, не относящиеся к обнаружению выбросов. У нас могут быть примеры, когда данные отсутствуют в течение нескольких часов или, может быть, даже дней, и если скользящая медиана не учитывает этого, это приведет к плохой очистке данных. Идеальным порогом для этого был бы 1 час, поэтому, если вторая строка не ровно через час после строки 1, сбросьте медиану. Это возможно?

Почему в Python есть оператор "pass"?
Почему в Python есть оператор "pass"?
Оператор pass в Python - это простая концепция, которую могут быстро освоить даже новички без опыта программирования.
Некоторые методы, о которых вы не знали, что они существуют в Python
Некоторые методы, о которых вы не знали, что они существуют в Python
Python - самый известный и самый простой в изучении язык в наши дни. Имея широкий спектр применения в области машинного обучения, Data Science,...
Основы Python Часть I
Основы Python Часть I
Вы когда-нибудь задумывались, почему в программах на Python вы видите приведенный ниже код?
LeetCode - 1579. Удаление максимального числа ребер для сохранения полной проходимости графа
LeetCode - 1579. Удаление максимального числа ребер для сохранения полной проходимости графа
Алиса и Боб имеют неориентированный граф из n узлов и трех типов ребер:
Оптимизация кода с помощью тернарного оператора Python
Оптимизация кода с помощью тернарного оператора Python
И последнее, что мы хотели бы показать вам, прежде чем двигаться дальше, это
Советы по эффективной веб-разработке с помощью Python
Советы по эффективной веб-разработке с помощью Python
Как веб-разработчик, Python может стать мощным инструментом для создания эффективных и масштабируемых веб-приложений.
1
0
29
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

На мой взгляд, вы должны использовать возможности даты и времени для вычисления вашего скользящего среднего. Что-то вроде вычисления средней температуры за n часов в заданное время, а затем сравнения текущей температуры с использованием порога.

Что-то вроде:

df['Datetime'] = pd.to_datetime(df['Datetime'])
s = (df
 .rolling('5h', center=True, on='Datetime')
 ['Temperature'].mean()
)

# 10° diff, absolute threshold
df['outlier'] = df['Temperature'].sub(s).abs().gt(10)

df.loc[mask, 'outlier'] = True

# to drop the rows:
# df = df.loc[~mask]

выход:

    Temperature            Datetime  outlier
1         24.72 2021-01-01 10:00:00    False
2         25.76 2021-01-01 11:00:00    False
3         40.00 2021-01-01 12:00:00     True
4         25.31 2021-01-01 13:00:00    False
5         26.21 2021-01-01 14:00:00    False
6         26.59 2021-01-01 15:00:00    False
7         26.64 2021-01-01 20:00:00    False
8         26.38 2021-01-01 21:00:00    False
9         45.00 2021-01-01 22:00:00     True
10        26.23 2021-01-01 23:00:00    False

Спасибо за ваш ответ, но я получаю следующую ошибку: «NotImplementedError: центр не реализован для окон на основе даты и времени и смещения». Как это исправить? Безопасно ли удалять center=true?

Buster3650 21.03.2022 14:31

какая у тебя версия панды? Можете ли вы обновить до последней? Удаление center не приведет к центрированию скользящего среднего, хорошо это или нет, зависит от вас;)

mozway 21.03.2022 14:32

Работало после обновления pandas. Использовал версию 1.1.4, но после обновления до 1.4.1 заработало! Спасибо

Buster3650 21.03.2022 14:47

Не за что @Buster3650

mozway 21.03.2022 14:49

Другие вопросы по теме

Похожие вопросы