首页 文章

Pandas将时间序列数据重新采样到15分钟和45分钟 - 使用多索引或列

提问于
浏览
5

我有一些时间序列数据作为Pandas数据帧,从一小时后15分钟和过去45分钟(30分钟的时间间隔)开始观察,然后将频率改变为每分钟 . 我想对数据进行重新采样,使其在整个数据帧的每小时30分钟,15小时和45小时的常规频率 .

我想到了实现这个目标的两种方法 .
1.使用时间序列数据作为数据帧中的列,只需在15分钟和45分钟时过滤所有观测值的数据帧 .
2.重新设置索引,使时间序列数据是多索引的一部分(索引的第0级是气象站,第1级是观察的时间)并使用熊猫日期时间序列功能,如 resample() .

原始数据帧,天气,如下所示:

parsed_time           Pressure  Temp    Hum
Station   (index)   
Bow       1        2018-04-15 14:15:00   1012     20.0    87
          2        2018-04-15 14:45:00   1013     20.0    87
          3        2018-04-15 15:15:00   1012     21.0    87
          4        2018-04-15 15:45:00   1014     22.0    86
          5        2018-04-15 16:00:00   1015     22.0    86
          6        2018-04-15 16:01:00   1012     25.0    86
          7        2018-04-15 16:02:00   1012     25.0    86
Stratford 8        2018-04-15 14:15:00   1011     18.0    87
          9        2018-04-15 14:45:00   1011     18.0    87
          10       2018-04-15 15:15:00   1012     18.0    87
          11       2018-04-15 15:45:00   1014     19.0    86
          12       2018-04-15 16:00:00   1014     19.0    86
          13       2018-04-15 16:01:00   1015     19.0    86
          14       2018-04-15 16:02:00   1016     20.0    86
          15       2018-04-15 16:04:00   1016     20.0    86

使用方法1,我遇到的问题是我的布尔选择操作似乎没有按预期工作 . 例如

weather_test = weather[weather['parsed_time'].dt.minute == (15 & 45)]

给出parsed_time值,如下所示:

2018-04-15 14:13:00
2018-04-15 15:13:00

weather_test = weather[weather['parsed_time'].dt.minute == (15 | 45)]

结果是parsed_time值,如下所示:

2018-04-15 14:47:00
2018-04-15 14:47:00

我在文档中找不到任何解释这种行为的东西 . 我想要的是在下列时间站的压力,温度,湿度:

2018-04-15 14:45:00    
2018-04-15 15:15:00  
2018-04-15 15:45:00
2018-04-15 16:15:00

等等 .

使用方法2,我想重新采样数据,以便我将每分钟数据的观察值替换为前30分钟的平均值 . 只有当parsed_time列是索引的一部分时,此功能似乎才有效,因此我使用以下代码将parsed_time设置为多索引的一部分:

weather.set_index('parsed_time', append=True, inplace=True)
weather.index.set_names('station', level=0, inplace=True)
weather = weather.reset_index(level=1, drop=True)

最终得到一个如下所示的数据框:

Pressure   Temp    Hum
Station    parsed_time
Bow            2018-04-15 14:15:00    1012       20.0    87
           2018-04-15 14:45:00    1013       20.0    87
           2018-04-15 15:15:00    1012       21.0    87
           2018-04-15 15:45:00    1014       22.0    86
           2018-04-15 16:00:00    1015       22.0    86
           2018-04-15 16:01:00    1012       25.0    86
           2018-04-15 16:02:00    1012       25.0    86
Stratford  2018-04-15 14:15:00    1011       18.0    87
           2018-04-15 14:45:00    1011       18.0    87
           2018-04-15 15:15:00    1012       18.0    87
           2018-04-15 15:45:00    1014       19.0    86
           2018-04-15 16:00:00    1014       19.0    86
           2018-04-15 16:01:00    1015       19.0    86
           2018-04-15 16:02:00    1016       20.0    86
           2018-04-15 16:04:00    1016       20.0    86

请注意,观测结果的变化时间为每30分钟:过去15分钟和过去每分钟45分钟(例如:01,:02,:14等),并且它也因站点而异 - 并非所有站点都有观察结果 .

我试过这个:

weather_test = weather.resample('30min', level=1).mean()

但是这个重新采样没有偏移,也摆脱了多索引中的站级别 .

期望的结果是:

Pressure   Temp    Hum
Station    parsed_time
Bow            2018-04-15 14:15:00    1012       20.0    87
           2018-04-15 14:45:00    1013       20.0    87
           2018-04-15 15:15:00    1012       21.0    87
           2018-04-15 15:45:00    1014       22.0    86
           2018-04-15 16:15:00    1013       24.0    86
Stratford  2018-04-15 14:15:00    1011       18.0    87
           2018-04-15 14:45:00    1011       18.0    87
           2018-04-15 15:15:00    1012       18.0    87
           2018-04-15 15:45:00    1014       19.0    86
           2018-04-15 16:15:00    1015       19.5    86

其中每分钟的观察结果被重新采样为30分钟间隔的平均值:15和45小时 .

将站点保持在多指标中的水平是至关重要的 . 我不能将时间索引用作索引,因为每个站的值都重复(并且不是唯一的) .

所有的帮助表示赞赏,因为我已经在这个圈子里转了一会儿 . 谢谢!

我看了很多以前的帖子,包括:Boolean filter using a timestamp value on a dataframe in Python
How do I round datetime column to nearest quarter hour
并且:Resampling a pandas dataframe with multi-index containing timeseries对于应该非常简单的事情来说似乎有点复杂......

和文档:http://pandas.pydata.org/pandas-docs/stable/generated/pandas.DataFrame.resample.html谢谢!

3 回答

  • 1

    从您的第二个最后一个数据帧开始(使用 weather.reset_index(Station, inplace=True) 之后):

    Station  Pressure  Temp   Hum
    parsed_time                                         
    2018-04-15 14:15:00        Bow    1012.0  20.0  87.0
    2018-04-15 14:45:00        Bow    1013.0  20.0  87.0
    2018-04-15 15:15:00        Bow    1012.0  21.0  87.0
    2018-04-15 15:45:00        Bow    1014.0  22.0  86.0
    2018-04-15 16:00:00        Bow    1015.0  22.0  86.0
    2018-04-15 16:01:00        Bow    1012.0  25.0  86.0
    2018-04-15 16:02:00        Bow    1012.0  25.0  86.0
    2018-04-15 14:15:00  Stratford    1011.0  18.0  87.0
    2018-04-15 14:45:00  Stratford    1011.0  18.0  87.0
    2018-04-15 15:15:00  Stratford    1012.0  18.0  87.0
    2018-04-15 15:45:00  Stratford    1014.0  19.0  86.0
    2018-04-15 16:00:00  Stratford    1014.0  19.0  86.0
    2018-04-15 16:01:00  Stratford    1015.0  19.0  86.0
    2018-04-15 16:02:00  Stratford    1016.0  20.0  86.0
    2018-04-15 16:04:00  Stratford    1016.0  20.0  86.0
    

    你可以使用 groupbyresample 的组合:

    res = weather.groupby('Station').resample('30min').mean().reset_index('Station')
    

    默认情况下, resample 选择bin间隔 [16:00, 16:30)[16:30, 17:00) . 正如您已经注意到的那样,时间索引是重新采样的,没有偏移量,但您可以使用 DateOffset 将其添加回来:

    res.index = res.index + pd.DateOffset(minutes=15)
    

    产量:

    Station  Pressure  Temp   Hum
    parsed_time                                         
    2018-04-15 14:15:00        Bow   1012.00  20.0  87.0
    2018-04-15 14:45:00        Bow   1013.00  20.0  87.0
    2018-04-15 15:15:00        Bow   1012.00  21.0  87.0
    2018-04-15 15:45:00        Bow   1014.00  22.0  86.0
    2018-04-15 16:15:00        Bow   1013.00  24.0  86.0
    2018-04-15 14:15:00  Stratford   1011.00  18.0  87.0
    2018-04-15 14:45:00  Stratford   1011.00  18.0  87.0
    2018-04-15 15:15:00  Stratford   1012.00  18.0  87.0
    2018-04-15 15:45:00  Stratford   1014.00  19.0  86.0
    2018-04-15 16:15:00  Stratford   1015.25  19.5  86.0
    

    或者,您可以直接在resample方法中指定偏移量:

    weather.groupby('Station').resample('30min', loffset=pd.Timedelta('15min')).mean()
    
  • 1

    我没有您的数据,因此我无法直接检查这些数据,但请尝试以下语法作为选项1的选项:

    weather_test = weather[(weather['parsed_time'].dt.minute == 15) | (weather['parsed_time'].dt.minute == 45)]
    
  • 1

    如果您在没有任何索引的情况下开始(行索引除外),则可以执行以下操作:

    # Create a rounded timestamp
    df['parsed_time_rounded'] = (df['parsed_time'] - pd.Timedelta('15min')).dt.round('30min') + pd.Timedelta('15min')
    # Group by the station, and the rounded timestamp instead of the raw timestamp
    df.groupby(['Station', 'parsed_time_rounded']).mean()
    

相关问题