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[每天一个数据分析师] 金融大数据处理中的异常值处理流程 [推广有奖]

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在金融行业中,大数据的准确性和可靠性对于风险管理和决策支持至关重要。然而,数据中往往隐藏着异常值,这些异常值如果不加以处理,可能会影响数据分析的结果。因此,金融大数据处理中的异常值处理流程显得尤为重要。本文将详细介绍这一流程,包括数据采集与整理、数据质量评估、异常值检测、异常值处理、特征提取与评估以及结果展示与输出,同时探讨相关技术和方法的应用,并微妙地融入CDA(Certified Data Analyst)认证的价值。

1. 数据采集与整理

金融大数据处理的第一步是数据采集与整理。这包括采集与资金流动相关的基础数据,如资金交易明细、账户信息、交易时间、地点、金额等。这些数据通常来源于银行系统、支付平台、交易平台等多个渠道。采集后,需要进行智能化导入,建立资金数据池。

数据整理阶段则是对这些基础数据进行分类、整理和清理,以建立基础资金数据库。这一步骤中,可能需要处理数据格式不一致、数据重复、数据缺失等问题。通过数据清洗和预处理,确保数据的质量和一致性,为后续分析奠定基础。

2. 数据质量评估

数据质量评估是确保数据分析准确性的关键步骤。在建立基础资金数据库后,需要对数据进行质量评估。这包括检查数据的完整性、准确性、一致性和时效性。评估结果差于阈值的数据将被筛除,形成有效数据池。

进一步地,对有效数据池内的资金交易指标进行检测,展开细粒度形式化建模,形成资金交易特征数据池。这一步骤中,可能会用到统计方法、数据挖掘技术等,以揭示数据中的潜在规律和特征。

3. 异常值检测

异常值检测是金融大数据处理中的核心环节。异常值是指那些偏离正常数据分布的数据点,它们可能是由于数据输入错误、系统异常或欺诈行为等原因产生的。常见的异常值检测方法包括Z分数法、IQR法和异常因子法等。

  • Z分数法:通过计算每个数据点与均值的距离(以标准差为单位),识别出偏离均值较远的数据点。例如,在俄罗斯储蓄银行股价数据的分析中,使用Z分数法可以清晰地识别出股价异常波动的时期。
  • IQR法:IQR(四分位距)是第三四分位数与第一四分位数之差。任何低于第一四分位数减去1.5倍IQR或高于第三四分位数加上1.5倍IQR的数据点都可以被认为是异常值。箱型图是IQR法的直观展示,通过上下四分位数和IQR来识别异常值。
箱形图(Box-plot)识别异常值
箱形图(Box-plot)识别异常值

4. 异常值处理

检测到异常值后,需要根据具体情况进行处理。常见的处理方法包括:

  • 删除含有异常值的记录:可以分为整条删除和成对删除。整条删除是指删除包含异常值的整条记录,而成对删除则是删除与异常值相关联的特定字段。
  • 视为缺失值处理:将异常值视为缺失值,通过插值、回归或其他方法填补。
  • 修正异常值:用平均值、中位数、前后两个观测值的平均值等方法修正异常值。这种方法需要谨慎使用,以避免引入新的误差。

在实际操作中,选择哪种处理方法取决于异常值的性质、数据分布以及分析目的。例如,在信用卡欺诈检测中,如果异常值是由于数据输入错误导致的,可以选择修正异常值;如果异常值是由于欺诈行为导致的,则应该保留这些异常值作为欺诈行为的指示。

5. 特征提取与评估

在检测到异常值后,需要对资金账户进行特征提取和趋势分析,以判断后续是否继续异常。特征提取是从原始数据中提取有用信息的过程,而趋势分析则是研究数据随时间变化的规律。

特征提取可以通过统计方法、数据挖掘技术、机器学习算法等实现。例如,使用主成分分析(PCA)将高维特征向量转换为低维特征向量,以减少数据冗余和提高计算效率。使用信息增益、增益比率等方法选择对模型性能有显著影响的特征。

评估阶段则是对提取的特征进行验证和评估,以确定哪些特征对异常值检测最有用。这可以通过机器学习算法进行模型训练,并在验证集上评估模型性能。选择产生最佳模型性能的特征子集作为最终特征集。

6. 结果展示与输出

最终,将评估结果展示给用户,输出账户评估结果,并对异常特征进行提取和展示。这一步骤中,需要使用可视化手段(如箱线图、散点图、直方图等)和统计方法(如Z分数、IQR等)来清晰地展示异常值检测结果。

可视化手段可以帮助用户直观地理解数据分布和异常值情况,而统计方法则可以提供精确的异常值识别标准。例如,在信贷数据异常值检测中,可以使用散点图展示信贷额度与违约率的关系,并使用Z分数法识别出信贷额度异常高的账户。

CDA认证在金融大数据处理中的作用

在整个金融大数据处理流程中,拥有CDA数据分析师认证的专业人士将更具优势。CDA认证是数据分析领域的权威认证之一,它涵盖了数据采集、清洗、分析、可视化等多个方面,要求持证者具备扎实的理论基础和实践能力。

随着各行各业进行数字化转型,数据分析能力已经成了职场的刚需能力,这也是这两年CDA数据分析师大火的原因。和领导提建议再说“我感觉”“我觉得”,自己都觉得心虚,如果说“数据分析发现……”,肯定更有说服力。想在职场精进一步还是要学习数据分析的,统计学、概率论、商业模型、SQL,Python还是要会一些,能让你工作效率提升不少。备考CDA数据分析师的过程就是个自我提升的过程,CDA小程序资料非常丰富,包括题库、考纲等,利用好了自学就能考过。

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在异常值处理流程中,CDA认证的专业人士能够更准确地识别和处理异常值,提高数据分析的准确性和可靠性。他们熟悉各种统计方法和机器学习算法,能够灵活运用这些技术来应对复杂的数据分析任务。

此外,CDA认证还能够帮助专业人士提升职业竞争力。随着金融行业的不断发展,数据分析人才的需求日益增长。拥有CDA认证的专业人士在求职市场上更具吸引力,能够获得更多的职业机会和更高的薪资待遇。

Z分数法和IQR法的具体应用案例

在金融大数据处理中,Z分数法和IQR法有着广泛的应用。以下是一些具体的应用案例:

  • Z分数法的应用案例:在信用卡欺诈检测中,Z分数法被用作开发异常检测工具集的起点。通过对未标记的金融交易数据集进行标注,使用Z分数法识别出异常交易作为机器学习算法的训练数据集。这种方法能够有效地识别出欺诈行为,提高信用卡交易的安全性。

  • IQR法的应用案例:在银行资产重分配与主权债务研究中,IQR法被用于识别和处理异常值。研究团队使用IQR法检测分布右侧的异常值,并将这些异常值视为个体差异错误,用缺失值替代。这种方法有助于减少异常值对研究结果的影响,提高研究的准确性和可靠性。

使用机器学习技术提高异常值检测的准确性和效率

为了提高金融大数据异常值检测的准确性和效率,可以采用机器学习技术。以下是一些常用的方法:

  • 多种机器学习算法的结合:使用决策树、随机森林、支持向量机等多种机器学习算法来识别异常值。这些算法各有优势,结合使用可以提高检测的全面性和准确性。

  • 处理数据不平衡问题:在金融数据中,正常交易和异常交易的比例可能极不平衡。通过过采样少数类或欠采样多数类等方法来解决数据不平衡问题,提高异常值检测的准确性。

  • 特征提取与工程:通过特征提取和特征工程,将原始数据转化为高维向量数据集,并对数据进行切分,分别用于训练、验证和测试。这有助于构建更精确的异常值检测模型。

  • 单点异常与集体异常检测结合:结合单点异常检测和集体异常检测的方法,可以更全面地识别异常行为。例如,在金融市场预测中,通过遍历向量的每一个维度进行单一维度的训练,再对所有维度进行统一训练,提高检测的全面性。

先进的异常值修正方法

在金融大数据处理中,除了传统的Z分数法、IQR法等异常值检测方法外,还有一些先进的异常值修正方法:

  • 隔离森林法:这是一种基于树的集成学习方法,能够识别各种类型的异常值。尽管该方法没有需要选择的参数,但其异常值检测速度较慢。

  • 支持向量机法:支持向量机法在处理异常值时表现出色。它通过将异常值视为分类问题中的不同类别来进行处理,能够有效地识别出异常值。

  • winsorization方法:winsorization方法通过替换异常值为特定百分位数(如第1百分位数或第99百分位数)的值来修正异常值。这种方法减少了异常值对均值和方差的影响,但可能由于选择阈值而引入偏差。

  • 截尾法:将数据排序后,取其分位数为上下界(如99%和1%),将超出这些界限的数据视为异常值并删除或替换。这种方法适用于处理极端异常值。

特征提取与评估的最佳实践

在金融大数据处理中,特征提取与评估的最佳实践涉及多个步骤和方法:

  • 数据预处理:在特征提取之前,对数据进行预处理是至关重要的。这包括去除异常值或噪声、标准化连续变量、将分类变量转换为单一键编码等。

  • 特征提取:常用的特征提取方法包括基于信息增益的方法(如信息增益和增益比率法)、主成分分析(PCA)等。这些方法能够从原始数据中提取出有用的特征信息。

  • 特征选择:特征选择旨在从大量特征中挑选出对模型性能有显著影响的特征。常用的方法包括IV值评估(信息量或信息值评估)、特征子集评分和模型性能评估等。

  • 模型训练与评估:基于提取的特征,使用适当的算法进行模型训练,并在保持集上评估模型性能。选择产生最佳模型性能的特征子集作为最终特征集。

  • 多维数据分析与挖掘:使用数据仓库、数据立方体、多功能搜索型数据立方体等技术

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