发布时间:2024-09-06 17:36:52
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由于人口普查数据集通常是结构化的表格数据,深度学习在此类数据上的应用不如在图像或文本数据上常见。不过,可以尝试构建一个深度学习模型来对某些人口统计指标进行预测,例如城镇化率、男女比例等。这里我们将使用PyTorch来构建一个简单的多层感知器(MLP)模型来进行预测。
首先,确保安装了必要的库:
pip install pandas torch
以下是使用PyTorch构建MLP模型的基础代码示例:
import pandas as pd
import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from torch.utils.data import TensorDataset, DataLoader
# 读取数据
file_path = 'path_to_your_file.xlsx'
df = pd.read_excel(file_path)
# 预处理数据
# 假设目标是预测城镇化率
features = ['常住人口', '城镇人口', '男性', '女性', '男女比例', '少数民族比例', '家庭户数', '家庭人口', '户规模(人/户)']
target = '城镇化率'
# 将数据划分为特征和目标变量
X = df[features].values
y = df[target].values
# 数据标准化
scaler = StandardScaler()
X = scaler.fit_transform(X)
# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
# 转换为张量
X_train_tensor = torch.tensor(X_train, dtype=torch.float32)
y_train_tensor = torch.tensor(y_train, dtype=torch.float32).view(-1, 1)
X_test_tensor = torch.tensor(X_test, dtype=torch.float32)
y_test_tensor = torch.tensor(y_test, dtype=torch.float32).view(-1, 1)
# 创建数据加载器
train_dataset = TensorDataset(X_train_tensor, y_train_tensor)
test_dataset = TensorDataset(X_test_tensor, y_test_tensor)
train_loader = DataLoader(train_dataset, batch_size=32, shuffle=True)
test_loader = DataLoader(test_dataset, batch_size=32, shuffle=False)
# 定义MLP模型
class MLP(nn.Module):
def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim):
super(MLP, self).__init__()
self.fc1 = nn.Linear(input_dim, hidden_dim)
self.fc2 = nn.Linear(hidden_dim, hidden_dim)
self.fc3 = nn.Linear(hidden_dim, output_dim)
self.relu = nn.ReLU()
def forward(self, x):
x = self.relu(self.fc1(x))
x = self.relu(self.fc2(x))
x = self.fc3(x)
return x
input_dim = len(features)
hidden_dim = 64
output_dim = 1
model = MLP(input_dim, hidden_dim, output_dim)
# 定义损失函数和优化器
criterion = nn.MSELoss()
optimizer = optim.Adam(model.parameters(), lr=0.001)
# 训练模型
num_epochs = 100
for epoch in range(num_epochs):
for inputs, targets in train_loader:
optimizer.zero_grad()
outputs = model(inputs)
loss = criterion(outputs, targets)
loss.backward()
optimizer.step()
if (epoch + 1) % 10 == 0:
print(f'Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Loss: {loss.item():.4f}')
# 测试模型
model.eval()
with torch.no_grad():
test_loss = 0
for inputs, targets in test_loader:
outputs = model(inputs)
test_loss += criterion(outputs, targets).item()
print(f'Test Loss: {test_loss / len(test_loader):.4f}')
这段代码展示了如何使用PyTorch来定义一个简单的多层感知器模型,并使用给定的数据集进行训练,目的是预测城镇化率。请注意,实际应用时可能需要根据数据的具体情况进行调整,比如调整隐藏层大小、学习率等超参数。此外,这里使用了均方误差(MSE)作为损失函数,适合回归任务。
这类数据集通常包含有关人口特征的数据,如年龄分布、性别比例、职业分布、教育水平等。帮助政府和社会研究机构了解人口结构变化趋势,为政策制定提供依据。公共卫生计划、教育资源分配、社会福利政策规划等。