Обучите линейную регрессионую модель
Statistics and Machine Learning Toolbox™ предоставляет несколько функций для настройки линейной регрессионой модели.
Для большей точности на наборах данных с малыми и средними размерностями используйте
fitlm. После подбора кривой модели можно использовать функции объекта для улучшения, оценки и визуализации подобранной модели. Чтобы упорядочить регрессию, используйтеlassoилиridge.Для сокращения времени вычисления на высоко-размерных наборах данных используйте
fitrlinear. Эта функция предлагает полезные опции для перекрестной валидации, регуляризации и оптимизации гипероптимизации параметров управления.
Этот пример показывает типовой рабочий процесс для линейного регрессионного анализа с использованием fitlm. Рабочий процесс включает подготовку набора данных, подбор кривой линейной регрессионой модели, оценку и улучшение подобранной модели и предсказание значений отклика для новых данных предиктора. Пример также описывает аппроксимацию и оценку линейной регрессионой модели для длинных массивов.
Подготовка данных
Загрузите набор выборочных данных NYCHousing2015.
load NYCHousing2015Набор данных включает 10 переменных с информацией о продажах недвижимости в Нью-Йорке в 2015 году. Этот пример использует некоторые из этих переменных для анализа продажных цен.
Вместо загрузки набора выборочных данных NYCHousing2015, можно скачать данные с веб-сайта NYC Open Data и импортировать данные следующим образом.
folder = 'Annualized_Rolling_Sales_Update'; ds = spreadsheetDatastore(folder,"TextType","string","NumHeaderLines",4); ds.Files = ds.Files(contains(ds.Files,"2015")); ds.SelectedVariableNames = ["BOROUGH","NEIGHBORHOOD","BUILDINGCLASSCATEGORY","RESIDENTIALUNITS", ... "COMMERCIALUNITS","LANDSQUAREFEET","GROSSSQUAREFEET","YEARBUILT","SALEPRICE","SALEDATE"]; NYCHousing2015 = readall(ds);
Предварительно обработайте набор данных, чтобы выбрать интересующие переменные предиктора. Во-первых, измените имена переменных на строчные для читаемости.
NYCHousing2015.Properties.VariableNames = lower(NYCHousing2015.Properties.VariableNames);
Далее преобразуйте saledate переменная, заданная как datetime массив, в два числовых столбца MM (месяц) и DD (день), и удалить saledate переменная. Игнорируйте значения года, потому что все выборки относятся к 2015 году.
[~,NYCHousing2015.MM,NYCHousing2015.DD] = ymd(NYCHousing2015.saledate); NYCHousing2015.saledate = [];
Числовые значения в borough переменная указывает имена боро. Измените переменную на категориальную с помощью имен.
NYCHousing2015.borough = categorical(NYCHousing2015.borough,1:5, ... ["Manhattan","Bronx","Brooklyn","Queens","Staten Island"]);
The neighborhood переменная имеет 254 категории. Удалите эту переменную для простоты.
NYCHousing2015.neighborhood = [];
Преобразуйте buildingclasscategory переменная к категориальной переменной и исследовать переменную при помощи wordcloud функция.
NYCHousing2015.buildingclasscategory = categorical(NYCHousing2015.buildingclasscategory); wordcloud(NYCHousing2015.buildingclasscategory);
Предположим, что вас интересуют только одно-, двух- и трехсемейные жилища. Найдите выборочные индексы для этих домов и удалите другие выборки. Затем измените тип данных buildingclasscategory переменная в double.
idx = ismember(string(NYCHousing2015.buildingclasscategory), ... ["01 ONE FAMILY DWELLINGS","02 TWO FAMILY DWELLINGS","03 THREE FAMILY DWELLINGS"]); NYCHousing2015 = NYCHousing2015(idx,:); NYCHousing2015.buildingclasscategory = renamecats(NYCHousing2015.buildingclasscategory, ... ["01 ONE FAMILY DWELLINGS","02 TWO FAMILY DWELLINGS","03 THREE FAMILY DWELLINGS"], ... ["1","2","3"]); NYCHousing2015.buildingclasscategory = double(NYCHousing2015.buildingclasscategory);
The buildingclasscategory переменная теперь указывает количество семейств в одном жилище.
Исследуйте переменную отклика saleprice использование summary функция.
s = summary(NYCHousing2015); s.saleprice
ans = struct with fields:
Size: [37881 1]
Type: 'double'
Description: ''
Units: ''
Continuity: []
Min: 0
Median: 352000
Max: 37000000
NumMissing: 0
Предположим, что saleprice менее чем или равным 1000 $ означает передачу права собственности без денежного фактора. Удалите выборки, которые имеют это saleprice.
idx0 = NYCHousing2015.saleprice <= 1000; NYCHousing2015(idx0,:) = [];
Создайте гистограмму saleprice переменная.
histogram(NYCHousing2015.saleprice)
Максимальное значение saleprice является , но большинство значений меньше, чем . Можно идентифицировать выбросы saleprice при помощи isoutlier функция.
idx = isoutlier(NYCHousing2015.saleprice);
Удалите идентифицированные выбросы и снова создайте гистограмму.
NYCHousing2015(idx,:) = []; histogram(NYCHousing2015.saleprice)
Разделите набор данных на набор обучающих данных и тестовый набор при помощи cvpartition.
rng('default') % For reproducibility c = cvpartition(height(NYCHousing2015),"holdout",0.3); trainData = NYCHousing2015(training(c),:); testData = NYCHousing2015(test(c),:);
Обучите модель
Подбор линейной регрессионой модели при помощи fitlm функция.
mdl = fitlm(trainData,"PredictorVars",["borough","grosssquarefeet", ... "landsquarefeet","buildingclasscategory","yearbuilt","MM","DD"], ... "ResponseVar","saleprice")
mdl =
Linear regression model:
saleprice ~ 1 + borough + buildingclasscategory + landsquarefeet + grosssquarefeet + yearbuilt + MM + DD
Estimated Coefficients:
Estimate SE tStat pValue
___________ __________ ________ ___________
(Intercept) 2.0345e+05 1.0308e+05 1.9736 0.048441
borough_Bronx -3.0165e+05 56676 -5.3224 1.0378e-07
borough_Brooklyn -41160 56490 -0.72862 0.46624
borough_Queens -91136 56537 -1.612 0.10699
borough_Staten Island -2.2199e+05 56726 -3.9134 9.1385e-05
buildingclasscategory 3165.7 3510.3 0.90185 0.36715
landsquarefeet 13.149 0.84534 15.555 3.714e-54
grosssquarefeet 112.34 2.9494 38.09 8.0393e-304
yearbuilt 100.07 45.464 2.201 0.02775
MM 3850.5 543.79 7.0808 1.4936e-12
DD -367.19 207.56 -1.7691 0.076896
Number of observations: 15848, Error degrees of freedom: 15837
Root Mean Squared Error: 2.32e+05
R-squared: 0.235, Adjusted R-Squared: 0.235
F-statistic vs. constant model: 487, p-value = 0
mdl является LinearModel объект. Отображение модели включает формулу модели, оценочные коэффициенты и итоговую статистику.
borough - категориальная переменная, имеющая пять категорий: Manhattan, Bronx, Brooklyn, Queens, и Staten Island. Подобранная модель mdl имеет четыре переменные индикатора. The fitlm функция использует первую категорию Manhattan как уровень ссылки, поэтому модель не включает переменную индикатора для уровня ссылки. fitlm фиксирует коэффициент переменной индикатора для уровня ссылки как ноль. Значения коэффициентов четырех переменных индикатора относятся к Manhattan. Для получения дополнительной информации о том, как функция обрабатывает категориальный предиктор, см. Алгоритмы fitlm.
Чтобы узнать, как интерпретировать значения в отображении модели, смотрите Интерпретировать результаты линейной регрессии.
Можно использовать свойства LinearModel объект, чтобы исследовать подобранную линейную регрессионую модель. Свойства объекта включают информацию о оценках коэффициентов, сводной статистике, методе аппроксимации и входных данных. Для примера можно найти значения R-квадрат и скорректированные R-квадрат в Rsquared свойство. Вы можете получить доступ к значениям свойств через браузер Рабочей области или с помощью записи через точку.
mdl.Rsquared
ans = struct with fields:
Ordinary: 0.2352
Adjusted: 0.2348
Отображение модели также показывает эти значения. Значение R-квадрат указывает, что модель объясняет приблизительно 24% изменчивости переменной отклика. См. «Свойства LinearModel» Объект для получения дополнительной информации о других свойствах.
Оценка модели
Отображение модели показывает p-значение каждого коэффициента. P-значения указывают, какие переменные значимы для модели. Для категориального предиктора borough, модель использует четыре переменные индикатора и отображает четыре p-значения. Чтобы изучить категориальную переменную как группу переменных индикатора, используйте функцию объекта anova. Эта функция возвратов анализ отклонения (Дисперсионного Анализа) статистики модели.
anova(mdl)
ans=8×5 table
SumSq DF MeanSq F pValue
__________ _____ __________ _______ ___________
borough 1.123e+14 4 2.8076e+13 520.96 0
buildingclasscategory 4.3833e+10 1 4.3833e+10 0.81334 0.36715
landsquarefeet 1.3039e+13 1 1.3039e+13 241.95 3.714e-54
grosssquarefeet 7.8189e+13 1 7.8189e+13 1450.8 8.0393e-304
yearbuilt 2.6108e+11 1 2.6108e+11 4.8444 0.02775
MM 2.7021e+12 1 2.7021e+12 50.138 1.4936e-12
DD 1.6867e+11 1 1.6867e+11 3.1297 0.076896
Error 8.535e+14 15837 5.3893e+10
Значения p для переменных индикатора borough_Brooklyn и borough_Queens большие, но p-значение borough переменная как группа четырех переменных индикатора почти равна нулю, что указывает на то, что borough переменная статистически значима.
Значения p buildingclasscategory и DD больше 0,05, что указывает на то, что эти переменные не значительны на уровне значимости 5%. Поэтому можно рассмотреть возможность удаления этих переменных.
Можно также использовать coeffCI, coeefTest, и dwTest для дальнейшей оценки подобранной модели.
Визуализация модели и сводная статистика
A LinearModel объект обеспечивает несколько функции построения графика.
При создании модели используйте
plotAddedчтобы понять эффект добавления или удаления переменной предиктора.При проверке модели используйте
plotDiagnosticsнайти сомнительные данные и понять эффект каждого наблюдения. Кроме того, используйтеplotResidualsдля анализа невязок модели.После подбора кривой модели используйте
plotAdjustedResponse,plotPartialDependence, иplotEffectsчтобы понять эффект конкретного предиктора. ИспользованиеplotInteractionчтобы изучить эффект взаимодействия между двумя предикторами. Кроме того, используйтеplotSliceчтобы построить срезы по поверхности предсказания.
В сложение, plot создает добавленный график переменной для всей модели, кроме термина точки пересечения, если mdl включает несколько переменных предиктора.
plot(mdl)
Этот график эквивалентен plotAdded(mdl). Подобранная линия представляет, как модель, как группа переменных, может объяснить переменную отклика. Наклон установленной линии не близок к нулю, и доверительная граница не включает горизонтальную линию, что указывает на то, что модель подходит лучше, чем вырожденная модель, состоящая только из постоянного члена. Тестовое статистическое значение, показанное на отображении модели (F-statistic vs. constant model) также указывает, что модель подходит лучше, чем вырожденная модель.
Создайте дополнительный график переменной для незначительных переменных buildingclasscategory и DD. p-значения этих переменных больше 0,05. Во-первых, найти индексы этих коэффициентов в mdl.CoefficientNames.
mdl.CoefficientNames
ans = 1×11 cell
{'(Intercept)'} {'borough_Bronx'} {'borough_Brooklyn'} {'borough_Queens'} {'borough_Staten Island'} {'buildingclasscategory'} {'landsquarefeet'} {'grosssquarefeet'} {'yearbuilt'} {'MM'} {'DD'}
buildingclasscategory и DD являются 6-м и 11-м коэффициентами, соответственно. Создайте дополнительный график для этих двух переменных.
plotAdded(mdl,[6,11])
Наклон установленной линии близок к нулю, что указывает на то, что информация от двух переменных не объясняет часть значений отклика, не объясненных другими предикторами. Для получения дополнительной информации о добавленном графике переменной см. Раздел «Добавленный график переменной».
Создайте гистограмму невязок модели. plotResiduals строит гистограмму необработанных невязок, используя масштабирование функции плотности вероятностей.
plotResiduals(mdl)
Гистограмма показывает, что несколько невязки меньше, чем . Идентифицируйте эти выбросы.
find(mdl.Residuals.Raw < -1*10^6)
ans = 4×1
1327
4136
4997
13894
Также можно найти выбросы при помощи isoutlier. Задайте 'grubbs' опция применения теста Грубба. Эта опция подходит для нормально распределенного набора данных.
find(isoutlier(mdl.Residuals.Raw,'grubbs'))ans = 3×1
1327
4136
4997
The isoutlier функция не идентифицирует остаточные 13894 как выбросы. Эта невязка близка к -110. Отобразите остаточное значение.
mdl.Residuals.Raw(13894)
ans = -1.0720e+06
Можно исключить выбросы при подборе линейной регрессионой модели с помощью аргумента пары "имя-значение" 'Exclude'. В этом случае пример корректирует подобранную модель и проверяет, может ли улучшенная модель также объяснить выбросы.
Настройте модель
Удалите DD и buildingclasscategory переменные, использующие removeTerms.
newMdl1 = removeTerms(mdl,"DD + buildingclasscategory")newMdl1 =
Linear regression model:
saleprice ~ 1 + borough + landsquarefeet + grosssquarefeet + yearbuilt + MM
Estimated Coefficients:
Estimate SE tStat pValue
___________ __________ ________ __________
(Intercept) 2.0529e+05 1.0274e+05 1.9981 0.045726
borough_Bronx -3.0038e+05 56675 -5.3 1.1739e-07
borough_Brooklyn -39704 56488 -0.70286 0.48215
borough_Queens -90231 56537 -1.596 0.11052
borough_Staten Island -2.2149e+05 56720 -3.9049 9.4652e-05
landsquarefeet 13.04 0.83912 15.54 4.6278e-54
grosssquarefeet 113.85 2.5078 45.396 0
yearbuilt 96.649 45.395 2.1291 0.033265
MM 3875.6 543.49 7.131 1.0396e-12
Number of observations: 15848, Error degrees of freedom: 15839
Root Mean Squared Error: 2.32e+05
R-squared: 0.235, Adjusted R-Squared: 0.235
F-statistic vs. constant model: 608, p-value = 0
Поскольку две переменные не значительны в объяснении переменной отклика, R-квадратные и скорректированные R-квадратные значения newMdl1 близки к значениям mdl.
Улучшите модель, добавив или удалив переменные с помощью step. Верхняя граница модели по умолчанию является моделью, содержащей член точки пересечения, линейный термин для каждого предиктора и все продукты пар различных предикторов (без квадратов членов), и нижняя граница по умолчанию является моделью, содержащей член точки пересечения. Задайте максимальное количество шагов, которые необходимо выполнить, равное 30. Функция останавливается, когда ни один шаг не улучшает модель.
newMdl2 = step(newMdl1,'NSteps',30)1. Adding borough:grosssquarefeet, FStat = 58.7413, pValue = 2.63078e-49 2. Adding borough:yearbuilt, FStat = 31.5067, pValue = 3.50645e-26 3. Adding borough:landsquarefeet, FStat = 29.5473, pValue = 1.60885e-24 4. Adding grosssquarefeet:yearbuilt, FStat = 69.312, pValue = 9.08599e-17 5. Adding landsquarefeet:grosssquarefeet, FStat = 33.2929, pValue = 8.07535e-09 6. Adding landsquarefeet:yearbuilt, FStat = 45.2756, pValue = 1.7704e-11 7. Adding yearbuilt:MM, FStat = 18.0785, pValue = 2.13196e-05 8. Adding residentialunits, FStat = 16.0491, pValue = 6.20026e-05 9. Adding residentialunits:landsquarefeet, FStat = 160.2601, pValue = 1.49309e-36 10. Adding residentialunits:grosssquarefeet, FStat = 27.351, pValue = 1.71835e-07 11. Adding commercialunits, FStat = 14.1503, pValue = 0.000169381 12. Adding commercialunits:grosssquarefeet, FStat = 25.6942, pValue = 4.04549e-07 13. Adding borough:commercialunits, FStat = 6.1327, pValue = 6.3015e-05 14. Adding buildingclasscategory, FStat = 11.1412, pValue = 0.00084624 15. Adding buildingclasscategory:landsquarefeet, FStat = 66.9205, pValue = 3.04003e-16 16. Adding buildingclasscategory:yearbuilt, FStat = 15.0776, pValue = 0.0001036 17. Adding buildingclasscategory:grosssquarefeet, FStat = 18.3304, pValue = 1.86812e-05 18. Adding residentialunits:yearbuilt, FStat = 15.0732, pValue = 0.00010384 19. Adding buildingclasscategory:residentialunits, FStat = 13.5644, pValue = 0.00023129 20. Adding borough:buildingclasscategory, FStat = 2.8214, pValue = 0.023567 21. Adding landsquarefeet:MM, FStat = 4.9185, pValue = 0.026585 22. Removing grosssquarefeet:yearbuilt, FStat = 1.6052, pValue = 0.20519
newMdl2 =
Linear regression model:
saleprice ~ 1 + borough*buildingclasscategory + borough*commercialunits + borough*landsquarefeet + borough*grosssquarefeet + borough*yearbuilt + buildingclasscategory*residentialunits + buildingclasscategory*landsquarefeet + buildingclasscategory*grosssquarefeet + buildingclasscategory*yearbuilt + residentialunits*landsquarefeet + residentialunits*grosssquarefeet + residentialunits*yearbuilt + commercialunits*grosssquarefeet + landsquarefeet*grosssquarefeet + landsquarefeet*yearbuilt + landsquarefeet*MM + yearbuilt*MM
Estimated Coefficients:
Estimate SE tStat pValue
___________ __________ ________ __________
(Intercept) 2.2152e+07 1.318e+07 1.6808 0.092825
borough_Bronx -2.3263e+07 1.3176e+07 -1.7656 0.077486
borough_Brooklyn -1.8935e+07 1.3174e+07 -1.4373 0.15064
borough_Queens -2.1757e+07 1.3173e+07 -1.6516 0.098636
borough_Staten Island -2.3471e+07 1.3177e+07 -1.7813 0.074891
buildingclasscategory -7.2403e+05 1.9374e+05 -3.737 0.00018685
residentialunits 6.1912e+05 1.2399e+05 4.9932 6.003e-07
commercialunits 4.2016e+05 1.2815e+05 3.2786 0.0010456
landsquarefeet -390.54 96.349 -4.0535 5.0709e-05
grosssquarefeet 189.33 83.723 2.2614 0.023748
yearbuilt -11556 6958.7 -1.6606 0.096805
MM 95189 31787 2.9946 0.0027521
borough_Bronx:buildingclasscategory -1.1972e+05 1.0481e+05 -1.1422 0.25338
borough_Brooklyn:buildingclasscategory -1.4154e+05 1.0448e+05 -1.3548 0.17551
borough_Queens:buildingclasscategory -1.1597e+05 1.0454e+05 -1.1093 0.2673
borough_Staten Island:buildingclasscategory -1.1851e+05 1.0513e+05 -1.1273 0.25964
borough_Bronx:commercialunits -2.7488e+05 1.3267e+05 -2.0719 0.038293
borough_Brooklyn:commercialunits -3.8228e+05 1.2835e+05 -2.9784 0.0029015
borough_Queens:commercialunits -3.9818e+05 1.2884e+05 -3.0906 0.0020008
borough_Staten Island:commercialunits -4.9381e+05 1.353e+05 -3.6496 0.00026348
borough_Bronx:landsquarefeet 121.81 77.442 1.573 0.11574
borough_Brooklyn:landsquarefeet 113.09 77.413 1.4609 0.14405
borough_Queens:landsquarefeet 99.894 77.374 1.2911 0.1967
borough_Staten Island:landsquarefeet 84.508 77.376 1.0922 0.27477
borough_Bronx:grosssquarefeet -55.417 83.412 -0.66437 0.50646
borough_Brooklyn:grosssquarefeet 6.4033 83.031 0.077119 0.93853
borough_Queens:grosssquarefeet 38.28 83.144 0.46041 0.64523
borough_Staten Island:grosssquarefeet 12.539 83.459 0.15024 0.88058
borough_Bronx:yearbuilt 12121 6956.8 1.7422 0.081485
borough_Brooklyn:yearbuilt 9986.5 6955.8 1.4357 0.1511
borough_Queens:yearbuilt 11382 6955.3 1.6364 0.10177
borough_Staten Island:yearbuilt 12237 6957.1 1.7589 0.078613
buildingclasscategory:residentialunits 21392 5465 3.9143 9.1041e-05
buildingclasscategory:landsquarefeet -13.099 2.0014 -6.545 6.1342e-11
buildingclasscategory:grosssquarefeet -30.087 5.2786 -5.6998 1.2209e-08
buildingclasscategory:yearbuilt 462.31 85.912 5.3813 7.5021e-08
residentialunits:landsquarefeet -1.0826 0.13896 -7.7911 7.0554e-15
residentialunits:grosssquarefeet -5.1192 1.7923 -2.8563 0.0042917
residentialunits:yearbuilt -326.69 63.556 -5.1403 2.7762e-07
commercialunits:grosssquarefeet -29.839 5.0231 -5.9403 2.9045e-09
landsquarefeet:grosssquarefeet -0.0055199 0.0010364 -5.3262 1.0165e-07
landsquarefeet:yearbuilt 0.1766 0.030902 5.7151 1.1164e-08
landsquarefeet:MM 0.6595 0.30229 2.1817 0.029145
yearbuilt:MM -47.944 16.392 -2.9248 0.0034512
Number of observations: 15848, Error degrees of freedom: 15804
Root Mean Squared Error: 2.25e+05
R-squared: 0.285, Adjusted R-Squared: 0.283
F-statistic vs. constant model: 146, p-value = 0
R-квадратные и скорректированные R-квадратные значения newMdl2 больше, чем значения newMdl1.
Создайте гистограмму невязок модели при помощи plotResiduals.
plotResiduals(newMdl2)
Остаточная гистограмма newMdl2 симметрично, без выбросов.
Можно также использовать addTerms для добавления конкретных терминов. Также можно использовать stepwiselm задать условия в стартовой модели и продолжить улучшение модели с помощью ступенчатой регрессии.
Предсказание ответов на новые данные
Спрогнозируйте ответы на набор тестовых данных testData при помощи подобранной модели newMdl2 и функции объекта predict кому
ypred = predict(newMdl2,testData);
Постройте график остаточной гистограммы тестовых данных набора.
errs = ypred - testData.saleprice;
histogram(errs)
title("Histogram of residuals - test data")
Остаточные значения имеют несколько выбросов.
errs(isoutlier(errs,'grubbs'))ans = 6×1
107 ×
0.1788
-0.4688
-1.2981
0.1019
0.1122
0.1331
Анализируйте с использованием длинных массивов
The fitlm функция поддерживает длинные массивы для данной , которой не помещаютси в память, с некоторыми ограничениями. Для высоких данных, fitlm возвращает CompactLinearModel объект, который содержит большую часть тех же свойств, что и LinearModel объект. Основное различие заключается в том, что компактный объект чувствителен к требованиям памяти. Компактный объект не имеет свойств, которые включают данные или включают массив того же размера, что и данные. Поэтому некоторые LinearModel функции объекта, которые требуют данных, не работают с компактной моделью. Список поддерживаемых функций объекта см. в разделе Функции объекта. Кроме того, см. «Длинные массивы» для указаний по применению и ограничений fitlm для длинные массивы.
При выполнении вычислений на длинные массивы MATLAB ® использует либо параллельный пул (по умолчанию, если у вас есть Parallel Computing Toolbox™), либо локальный сеанс работы с MATLAB. Если вы хотите запустить пример с помощью локального сеанса работы с MATLAB, когда у вас есть Parallel Computing Toolbox, можно изменить глобальное окружение выполнения, используя mapreducer функция.
Предположим, что все данные в datastore ds не помещается в памяти. Можно использовать tall вместо readall чтение ds.
NYCHousing2015 = tall(ds);
В данном примере преобразуйте таблицу в оперативной памяти NYCHousing2015 к длинная таблица при помощи tall функция.
NYCHousing2015_t = tall(NYCHousing2015);
Starting parallel pool (parpool) using the 'local' profile ... Connected to the parallel pool (number of workers: 6).
Разделите набор данных на набор обучающих данных и тестовый набор. Когда вы используете cvpartition с длинные массивы функция разбивает набор данных на основе переменной, предоставленной в качестве первого входного параметра. Для задач классификации вы обычно используете переменную отклика (a сгруппированной переменной) и создаете случайный стратифицированный раздел, чтобы получить равномерное распределение между наборами обучения и тестов для всех групп. Для регрессионных задач это расслоение недостаточно, и можно использовать 'Stratify' аргумент пары "имя-значение" для выключения опции.
В этом примере задайте переменную предиктора NYCHousing2015_t.borough как первый входной параметр, чтобы сделать распределение районов примерно одинаковым между наборами обучения и тестов. Для воспроизводимости установите seed генератора случайных чисел используя tallrng. Результаты могут варьироваться в зависимости от количества рабочих процессов и окружения выполнения для длинных массивов. Для получения дополнительной информации смотрите Управление, Где Ваш Код Запуски.
tallrng('default') % For reproducibility c = cvpartition(NYCHousing2015_t.borough,"holdout",0.3); trainData_t = NYCHousing2015_t(training(c),:); testData_t = NYCHousing2015_t(test(c),:);
Потому что fitlm возвращает компактный объект модели для длинные массивы, вы не можете улучшить модель используя step функция. Вместо этого можно исследовать параметры модели с помощью функций объекта и затем настроить модель по мере необходимости. Можно также собрать подмножество данных в рабочую область, используя stepwiselm итерационно разрабатывать модель в памяти, а затем масштабироваться, чтобы использовать длинные массивы. Для получения дополнительной информации смотрите Model Development of Statistics and Машинное Обучение with Big Data Using Tall Arrays.
В этом примере подбирайте линейную регрессионую модель, используя формулу модели newMdl2.
mdl_t = fitlm(trainData_t,newMdl2.Formula)
Evaluating tall expression using the Parallel Pool 'local': - Pass 1 of 1: Completed in 7.4 sec Evaluation completed in 9.2 sec
mdl_t =
Compact linear regression model:
saleprice ~ 1 + borough*buildingclasscategory + borough*commercialunits + borough*landsquarefeet + borough*grosssquarefeet + borough*yearbuilt + buildingclasscategory*residentialunits + buildingclasscategory*landsquarefeet + buildingclasscategory*grosssquarefeet + buildingclasscategory*yearbuilt + residentialunits*landsquarefeet + residentialunits*grosssquarefeet + residentialunits*yearbuilt + commercialunits*grosssquarefeet + landsquarefeet*grosssquarefeet + landsquarefeet*yearbuilt + landsquarefeet*MM + yearbuilt*MM
Estimated Coefficients:
Estimate SE tStat pValue
___________ __________ ________ __________
(Intercept) -1.3301e+06 5.1815e+05 -2.567 0.010268
borough_Brooklyn 4.2583e+06 4.1808e+05 10.185 2.7392e-24
borough_Manhattan 2.2758e+07 1.3448e+07 1.6923 0.090614
borough_Queens 1.1395e+06 4.1868e+05 2.7216 0.0065035
borough_Staten Island -1.1196e+05 4.6677e+05 -0.23986 0.81044
buildingclasscategory -8.08e+05 1.6219e+05 -4.9817 6.3705e-07
residentialunits 6.0588e+05 1.2669e+05 4.7822 1.7497e-06
commercialunits 80197 53311 1.5043 0.13252
landsquarefeet -279.94 53.913 -5.1925 2.1009e-07
grosssquarefeet 170.02 13.996 12.147 8.3837e-34
yearbuilt 683.49 268.34 2.5471 0.010872
MM 86488 32725 2.6428 0.0082293
borough_Brooklyn:buildingclasscategory -9852.4 12048 -0.81773 0.41352
borough_Manhattan:buildingclasscategory 1.3318e+05 1.3592e+05 0.97988 0.32716
borough_Queens:buildingclasscategory 15621 11671 1.3385 0.18076
borough_Staten Island:buildingclasscategory 15132 14893 1.016 0.30964
borough_Brooklyn:commercialunits -22060 43012 -0.51289 0.60804
borough_Manhattan:commercialunits 4.8349e+05 2.1757e+05 2.2222 0.026282
borough_Queens:commercialunits -42023 44736 -0.93936 0.34756
borough_Staten Island:commercialunits -1.3382e+05 56976 -2.3487 0.018853
borough_Brooklyn:landsquarefeet 9.8263 5.2513 1.8712 0.061335
borough_Manhattan:landsquarefeet -78.962 78.445 -1.0066 0.31415
borough_Queens:landsquarefeet -3.0855 3.9087 -0.78939 0.4299
borough_Staten Island:landsquarefeet -17.325 3.5831 -4.8351 1.3433e-06
borough_Brooklyn:grosssquarefeet 37.689 10.573 3.5646 0.00036548
borough_Manhattan:grosssquarefeet 16.107 82.074 0.19625 0.84442
borough_Queens:grosssquarefeet 70.381 10.69 6.5837 4.7343e-11
borough_Staten Island:grosssquarefeet 36.396 12.08 3.0129 0.0025914
borough_Brooklyn:yearbuilt -2110.1 216.32 -9.7546 2.0388e-22
borough_Manhattan:yearbuilt -11884 7023.9 -1.692 0.090667
borough_Queens:yearbuilt -566.44 216.89 -2.6116 0.0090204
borough_Staten Island:yearbuilt 53.714 239.89 0.22391 0.82283
buildingclasscategory:residentialunits 24088 5574 4.3215 1.5595e-05
buildingclasscategory:landsquarefeet 5.7964 5.8438 0.9919 0.32126
buildingclasscategory:grosssquarefeet -47.079 5.2884 -8.9023 6.0556e-19
buildingclasscategory:yearbuilt 430.97 83.593 5.1555 2.56e-07
residentialunits:landsquarefeet -21.756 5.6485 -3.8517 0.00011778
residentialunits:grosssquarefeet 4.584 1.4586 3.1427 0.0016769
residentialunits:yearbuilt -310.09 65.429 -4.7393 2.1632e-06
commercialunits:grosssquarefeet -27.839 11.463 -2.4286 0.015166
landsquarefeet:grosssquarefeet -0.0068613 0.00094607 -7.2524 4.2832e-13
landsquarefeet:yearbuilt 0.17489 0.028195 6.2028 5.6861e-10
landsquarefeet:MM 0.70295 0.2848 2.4682 0.013589
yearbuilt:MM -43.405 16.871 -2.5728 0.010098
Number of observations: 15849, Error degrees of freedom: 15805
Root Mean Squared Error: 2.26e+05
R-squared: 0.277, Adjusted R-Squared: 0.275
F-statistic vs. constant model: 141, p-value = 0
mdl_t является CompactLinearModel объект. mdl_t не совсем так же, как newMdl2 поскольку секционированный набор обучающих данных, полученный из длинная таблица, не совпадает с набором данных в памяти.
Вы не можете использовать plotResiduals функция для создания гистограммы невязок модели из-за mdl_t является компактным объектом. Вместо этого вычислите невязки непосредственно от компактного объекта и создайте гистограмму с помощью histogram.
mdl_t_Residual = trainData_t.saleprice - predict(mdl_t,trainData_t); histogram(mdl_t_Residual)
Evaluating tall expression using the Parallel Pool 'local': - Pass 1 of 2: Completed in 2.5 sec - Pass 2 of 2: Completed in 0.63 sec Evaluation completed in 3.8 sec
title("Histogram of residuals - train data")Спрогнозируйте ответы на набор тестовых данных testData_t при помощи predict.
ypred_t = predict(mdl_t,testData_t);
Постройте график остаточной гистограммы тестовых данных набора.
errs_t = ypred_t - testData_t.saleprice; histogram(errs_t)
Evaluating tall expression using the Parallel Pool 'local': - Pass 1 of 2: 0% complete Evaluation 0% complete
- Pass 1 of 2: 6% complete Evaluation 3% complete
- Pass 1 of 2: Completed in 0.79 sec - Pass 2 of 2: Completed in 0.55 sec Evaluation completed in 2 sec
title("Histogram of residuals - test data")
Можно дополнительно оценить подобранную модель с помощью CompactLinearModel функции объекта. Для получения примера смотрите Оценку и Настройку Модели Статистики и Машинного Обучения с Большими Данными Используя Длинные массивы.
См. также
CompactLinearModel | fitlm | isoutlier | LinearModel
Похожие темы
- Линейная регрессия
- Рабочий процесс линейной регрессии
- Интерпретируйте результаты линейной регрессии
- Линейная регрессия с эффектами взаимодействия
- Линейная регрессия с категориальными ковариатами
- Исследуйте качество и настройте подобранную модель
- Сводные данные статистики Выхода и диагностики
- Статистика и машинное обучение с большими данными с использованием длинных массивов