数据分析特征工程之处理经纬度数据案例小叙

在传统机器学习中，经纬度是一种常见的地理信息特征。在处理经纬度特征时，可以采取以下几种方法：

• 使用原始的经纬度值：将经纬度作为原始特征值输入模型中，例如在波士顿房价数据中，将经纬度作为模型的输入之一。但是需要注意的是，使用原始的经纬度值可能会导致模型对于数据的解释性不足，因为经纬度是一个二维空间的坐标，很难直观地表示出具体的特征。

• 将经纬度转换为距离特征：通过将经纬度转换为距离特征，可以将其转化为更具体的特征，例如距离城市中心的距离或距离公共交通站点的距离等。这样可以使得模型更好地理解特征的含义，提高模型的解释性。

• 将经纬度转换为区域特征：将经纬度划分为不同的区域，并将每个区域作为一个新的特征输入模型中。这种方法可以将经纬度信息转化为更具体的区域信息，例如将城市划分为不同的行政区划，或者将地图划分为网格，每个网格作为一个新的特征。这样可以在保留经纬度信息的同时，更好地利用其所处的区域信息。

本文以波士顿房价案例，使用随机森林算法带大家来看看如何处理：

import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn.datasets import load_boston
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
from sklearn.metrics import mean_squared_error

# 载入数据集
boston = load_boston()

# 构建数据框
df = pd.DataFrame(boston.data, columns=boston.feature_names)

# 增加地理位置特征
df['lat'] = 42.4
df['lon'] = -71.1

# 计算每个房屋到市中心的距离
earth_radius_km = 6371
latitude_center = np.radians(42.358056)
longitude_center = np.radians(-71.063611)
latitude = np.radians(df['lat'])
longitude = np.radians(df['lon'])
distance = earth_radius_km * np.arccos(np.sin(latitude_center) * np.sin(latitude) + np.cos(latitude_center) * np.cos(latitude) * np.cos(longitude - longitude_center))
df['distance_to_center'] = distance

# 划分数据集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(df, boston.target, test_size=0.2, random_state=42)

# 训练模型
rf = RandomForestRegressor(n_estimators=100, random_state=42)
rf.fit(X_train, y_train)

# 预测并评估模型
y_pred = rf.predict(X_test)
mse = mean_squared_error(y_test, y_pred)
print('MSE: ', mse)

该代码首先载入波士顿房价数据集，然后构建数据框。接着增加地理位置特征，并通过经纬度计算每个房屋到市中心的距离，将距离中心的距离作为新的特征添加到数据框中。然后将数据集划分为训练集和测试集，使用随机森林算法进行模型训练和预测，并输出均方误差（MSE）作为模型的评估指标。