[PYTHON] Analyse des données financières par pandas et leur visualisation (1)

Application aux domaines financier et économique

pandas est un outil de données qui a commencé à être développé dans le domaine financier vers 2008. L'auteur Wes McKinney était membre du bien connu du secteur financier Quants Hedge Fund AQR Capital Management. .. Pour cette raison, il a un certain nombre de fonctions puissantes même lorsqu'il est considéré comme un outil d'analyse pratique pour les données financières et économiques.

Nous analyserons l'ensemble de données obtenu de Yahoo! Finance à l'aide de pandas. Cette fois, nous utiliserons certaines données boursières et des données de cours de clôture quotidiennes pour l'indice S & P 500 (l'identifiant de l'action est SPX).

Lire et écrire des ensembles de données

pandas a des fonctions d'entrée et de sortie telles que CSV et JSON.

La fonction to_XXX qui leur est associée est fournie dans le bloc de données et les données peuvent être sorties dans n'importe quel format. Il est très facile de ne pas avoir à appeler l'analyseur CSV ou JSON pour écrire le code.

import pandas as pd
stock = pd.read_csv('stock_px.csv', parse_dates=True, index_col=0)

De plus, un index est automatiquement créé pour les données lues à partir de CSV. Vous pouvez également recréer un nouvel objet avec un nouvel index plus adapté.

Une autre caractéristique des pandas est qu'il gère bien les valeurs manquantes. Il n'est pas toujours possible de traiter des données propres sans défauts dans l'analyse des données. Ainsi, toutes les statistiques d'objets pandas excluent les valeurs manquantes. Vous pouvez également définir un seuil pour le nombre de valeurs manquantes autorisées et remplir les espaces avec les valeurs spécifiées.

Gestion de l'ensemble de données

La recherche et l'agrégation de statistiques récapitulatives et le regroupement par niveau d'index sont très faciles.

stock.head(10) #Afficher uniquement les 10 premiers
# =>
#             AAPL   MSFT    XOM     SPX
# 2003-01-02  7.40  21.11  29.22  909.03
# 2003-01-03  7.45  21.14  29.24  908.59
# 2003-01-06  7.45  21.52  29.96  929.01
# 2003-01-07  7.43  21.93  28.95  922.93
# 2003-01-08  7.28  21.31  28.83  909.93
# 2003-01-09  7.34  21.93  29.44  927.57
# 2003-01-10  7.36  21.97  29.03  927.57
# 2003-01-13  7.32  22.16  28.91  926.26
# 2003-01-14  7.30  22.39  29.17  931.66
# 2003-01-15  7.22  22.11  28.77  918.22

stock['AAPL'].sum() #total
# => 277892.75

stock['AAPL'].mean() #Moyenne arithmétique
# => 125.51614724480578

stock['AAPL'].median() #Médian
# => 91.45500000000001

Calcul de la moyenne pondérée

Découvrons à quel point il existe une corrélation entre les bénéfices quotidiens et le SPX dans l'année.

rets = stock.pct_change().dropna()
spx_corr = lambda x: x.corrwith(x['SPX'])
stock_by_year = rets.groupby(lambda x: x.year)

result_1 = stock_by_year.apply(spx_corr) #Corrélation entre les bénéfices quotidiens et SPX
print( result_1 )
# =>          AAPL      MSFT       XOM  SPX
#   2003  0.541124  0.745174  0.661265    1
#   2004  0.374283  0.588531  0.557742    1
#   2005  0.467540  0.562374  0.631010    1
#   2006  0.428267  0.406126  0.518514    1
#   2007  0.508118  0.658770  0.786264    1
#   2008  0.681434  0.804626  0.828303    1
#   2009  0.707103  0.654902  0.797921    1
#   2010  0.710105  0.730118  0.839057    1
#   2011  0.691931  0.800996  0.859975    1

plt.figure() #Dessin sur la toile
result_1.plot() #Tracer avec matplotlib
plt.show()
plt.savefig("image.png ")

Trouvez la corrélation entre les colonnes.

result_2 = stock_by_year.apply(lambda g: g['AAPL'].corr(g['MSFT'])) #Corrélation entre Apple et Microsoft
print( result_2 )
# =>
# 2003    0.480868
# 2004    0.259024
# 2005    0.300093
# 2006    0.161735
# 2007    0.417738
# 2008    0.611901
# 2009    0.432738
# 2010    0.571946
# 2011    0.581987

plt.figure()
result_2.plot()
plt.show()
plt.savefig("image2.png ")

Régression linéaire

Trouvez la régression linéaire des données par la méthode des moindres carrés.

def regression(data, yvar, xvars):
    Y = data[yvar]
    X = data[xvars]
    X['intercept'] = 1.
    result = sm.OLS(Y, X).fit()
    return result.params

result_3 = stock_by_year.apply(regression, 'AAPL', ['SPX'])
print(result_3)
# =>         SPX  intercept
# 2003  1.195406   0.000710
# 2004  1.363463   0.004201
# 2005  1.766415   0.003246
# 2006  1.645496   0.000080
# 2007  1.198761   0.003438
# 2008  0.968016  -0.001110
# 2009  0.879103   0.002954
# 2010  1.052608   0.001261
# 2011  0.806605   0.001514

plt.figure()
result_3.plot()
plt.show()
plt.savefig("image3.png ")

référence

Introduction à l'analyse de données avec le traitement des données Python avec NumPy et pandas http://www.oreilly.co.jp/books/9784873116556/