分类树(Tree)是一种简单的算法,可通过类别纯度将数据拆分为节点。它是随机森林(Random Forest)的前身。
在Orange3界面★■■■■◆,有八大主要板块,分别为数据(Data)、可视化(Visualize)、模型(Model)、评估(Evaluate)、非监督(Unsupervised)■★■★、强化学习(Reinforcement)、深度学习(Deep learning)、图像文本挖掘(Image Analytics)。下面列举几个Orange3主要功能的思维导图■◆◆,可以让你对软件整体概况有所了解。
方法一:双击数据表(Data Table)查看具体内容,即核查目标变量与元信息变量是否正确。通过表格,可见该软件正确地推断具有基因名称的列为元信息,该列在数据表中以浅棕色阴影显示。但是它没有正确推断出 function(第一个非元属性列)是类别数据。要纠正此问题■◆★,可先点击文件(File)小部件■★◆◆★,然后在列显示中调整属性角色■◆■,如下图2.5所示。双击功能行中的功能标签,然后改为目标★★★,因为运行目标是推测基因功能,结果如下图所示:
现有数据文件◆■◆◆■。以通过特征预测基因功能为例,见文件sample■◆■■。该文件包括一个标题行(蓝框),8个数据实例行(黄框)★◆◆◆◆,代表基因和7个数据属性(列),第1列表示功能(类)■■,第2列表示名称,其余列表示每个基因的测量值。属性可以具有不同的类型(数字,分类,日期时间和文本),并具有分配的角色(特征,元属性和类),如下图所示:
在数据科学教育和方面,Orange3也是一个动手训练的完美工具。教师可以用清晰的程序设计以及对数据和模型进行视觉探索★★■,学生可以受益于该工具的灵活性。例如◆★◆,教师可以通过绘制数据★■,用每个新数据点让学生观察到线性回归如何适合这条线。
数据集(Datasets)◆◆◆■,即从在线存储库加载数据集。此小部件从服务器检索选定的数据集,并将其发送到输出。文件下载到本地即可使用,之后使用无需联网◆★。每个数据集都提供了关于数据大小、实例数量■◆★■■◆、变量数量、目标和标签的描述和信息,如下图所示:
下一个讲我们再用经常用到的一个散点图数据可视化功能。在图中可以系统看到★★■,数据中各类条件的分布范围◆★★◆■。
使用默认参数★◆■■,点击◆★◆“观察并输出模型”按钮,得到右侧主界面出现模型结构和参数。
打开“模型训练与测试”■■◆★,使用默认设置,开始训练★★■★■■。测试数据集的准确率约为98.87%。
①使用定义属性类型(连续,离散★■,时间,字符串)和角色(类或元属性)的前缀来扩展属性名称■◆。前缀与属性名称以 ★★◆“#” 分隔■■■★■◆。属性角色的前缀为:
在这里需要说明的是,Orange3自带最新或最近版本的Python环境,对于复杂的数据集,若Orange自带组件处理不便时,通常先将文件数据连接至Python Script,通过Python处理后再转换成Orange.Tabel()形式进行后续操作。
④尝试将一些其他小部件连接到散点图的输出。比如,二个方框图小部件(工具箱,可视化窗格)。方框图将显示散点图中所选数据子集的分布。
在交互式数据可视化方面,可以通过巧妙的数据可视化执行简单的数据分析。例如探索统计分布、箱线图和散点图,或者深入了解决策树、层次聚类、热图。有助于发现隐藏的数据模式,在数据分析程序背后提供直觉,其可视化小部件包括散点图、框图和直方图◆★◆■■,以及特定于模型的可视化,如树图、剪影图和树可视化◆◆★,仅举几例。许多其他可视化在附加组件中可用■■★,包括网络可视化、文字云、地理地图等。
从左侧工具栏Data中提取Data Table拖移至空白处★◆■■■◆,连接File使得数据得以传送。双击即可进入设定界面,提取要分析的数据作为subset,如下图所示:
实操案例基于一个简单的mnist手写数字识别数据★★■◆,搭建所需工作流■■★★。使用卷积神经网络学习器 设置卷积神经网络结构◆■, 图片加载器加载训练和测试数据, 图片加载器 (1) 加载想要预测的图片, 模型训练与测试对模型训练并测试, 其结果可以通过散点图进行观察, 还可以在卷积神经网络预测进行预测。
②双击“散点图”图标以可视化数据。然后通过从散点图中选择点来选择数据子集。
主要处理Excel;Tab以及逗号分隔的文件数据。输入数据集通常为表◆◆■,行中有数据实例(样本),列中有数据属性◆■■★★◆。属性可以具有不同的类型(数字◆■◆■★,分类,日期时间和文本)◆★■,并具有分配的角色(特征■★◆■★■,元属性和类)。我们既可以在数据表表头设置数据类型和角色★◆◆■,也可以在文件(File)小部件中进行更改,数据角色也可以通过选择列(Select Columns)小组件进行修改。
(1) 从本地读取.tab格式的格林童话文本文件,生成语料库Corpus★★■★◆★。
虽然与其他数据分析平台或工具相比,Orange 3在专业性方面并不具有优势,但作为一款免费获取和开放使用的工具★■★◆■,Orange3灵活■★◆◆、友好的使用方式,较低的使用门槛★★■◆,使其具有在多个领城快速普及的潜力。代码门槛给社会科学类研究者挖掘分析数据带来了一定的阻碍,使其无法 在研究时享受大数据的红利■★,而 Orange 3有望成为这些非计算机专业、少代码基础或无代码基础的研究人员从事科研工作的必备工具。
(2) 链接词上下文Concordance组件,用于显示该词在语料库中出现的上下文。
左工具栏Data取File 拖移于空白处,双击入定接口,橙色方框内取用数◆★◆。
②使用“文件(File)”小部件来加载此数据集,将其呈现在“数据表(Data Table)◆★◆”中,如下图所示◆■◆■:
上一节我们讲了orange这个软件怎么导入数据◆★,在展现数据之后,我们要对这数据进行整理,或者说对着数据进行清洗。
官网下载最新版本Orange并安装(没有其他复杂操作,直接下一步即可■★◆,选择适合自己电脑系统的安装包◆■■,若想修改安装位置可自定义修改)。
值得探索的数据不只有在Data Table可提取,也能从Scatter Plot中提取并显示在后面连接的Data Table(1)上。
①此文件小部件设置为读取Iris数据集★◆■。双击图标以更改输入数据文件,并观察此工作流如何适用于其他一些数据集,如住房或自动mpg■◆◆■◆★。
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方法二:将数据发送到选择列(Select Columns)小部件■■◆:打开 “选择列(Select Columns)” 将显示其属性分类。目的是将所有的连续属性成为数据特征,function 作为目标变量,而 gene 被视为元属性。可通过在 “选择列” 中拖动属性名称来设置这些信息,如下图所示■■■:
在可视化编程方面,由于在用户界面中用户可以专注于数据分析,而不是繁琐的编码,这使构建复杂的数据分析管道变得简单■■,这对于初学者和数据科学家来说■◆■★◆,是一个很好的数据挖掘工具■◆◆◆。那么你肯定会有疑惑★■★,Orange3的可视化编程到底为什么这么简单呢?有3点可以说明■■◆■◆:
lD:离散值■★★。离散值是指只能取有限或可数个数值的变量,即它们的取值只能是整数或某个离散集合中的元素,例如人的年龄、性别、婚姻状态等■◆◆■。
Orange3主要的功能特性有交互式数据可视化、可视化编程、数据科学教育和附加组件扩展功能,接下来就让我们一起来看看这些功能具体分别都能干些什么 :
第一■★★◆■,它是基于组件的数据挖掘。在Orange3中,数据分析是通过将组件堆叠到工作流程中来完成的。每个组件都称为小部件★■★◆■◆,嵌入了一些数据检索■■◆★◆★、预处理、可视化、建模或评估任务,在工作流程中组合不同的小部件,让你能够构建全面的数据分析模式。
Orange3()是一款基于Python的数据挖掘和可视化工具,它提供了丰富的数据分析、机器学习和数据挖掘算法■◆★,同时也支持可视化分析和交互式数据探索。Orange3提供了友好的界面和丰富的示例工程,使得新手用户也可以快速上手,同时也支持Python脚本,可以满足高级用户的需求。
点击保存数据(Save Data) 小部件,将输入通道中提供的数据集保存到具有指定名称的数据文件中。它可以将数据另存为制表符分隔或逗号分隔的文件◆◆◆。注意该软件不会自动保存,仅在设置了新文件名或用户按下 ”Save■★“ 按钮之后才保存数据■★★◆★,如下图所示。
lm:元属性。元属性又名元数据(Meta Data),是用于描述其他数据的数据,或者说是用于提供某些资源的有关信息的结构数据■◆★★◆。元属性描述了数据定义■■■■◆■、数据约束、数据关系等。
(3) Preprocess Text组件作分词等处理★★■★★■,后链接词袋Bag of words用于获取词频统计的二维表格,作为挖掘算法应用的基础。
lc★■■◆:类属性◆■◆■。类是用来描述具有相同的属性和方法的对象的集合◆◆■◆。例如“人”可以看作一个类,然后这个类可以定义出每个具体的对象★■◆■■。类具有的属性可以理解为“人”本身的一些特征,如名字、身高、体重等。
(1)双击打开左边导航栏Data(数据)中的File文件小部件★★★◆,如下图所示:
第二,交互式的数据探索。在Orange3中的各组件之间可以相互通信,从读取数据并将其输出连接到另一个小部件(例如数据表)的文件小部件开始■★,就可以有一个正常运行的工作流程。在文件小部件中的任何更改,都会通过下游工作流程即时传播并触发所有下游小部件中的响应。如果小部件是打开的,便可以立即看到该数据的任何更改结果◆■、方法参数或交互式可视化中的选择★◆★◆■★。
开始模型训练■◆■◆★,选择需要训练,载入mnist数据集。训练时长约为1min左右。
②12/150:从150个点之中有12个点被提取■◆★◆★,点进去能分别看见提取及非提取的详细列表
第三,便捷的工作流程设计界面。即使对于新手来说,Orange3也很容易使用,从文件小部件开始,Orange3将自动建议可以连接它的下一个小部件。例如★◆■,Orange3知道在设置了距离小部件后,你可能想要分层聚类。小部件中的所有其他默认值的设置方式也有助于进行简单的分析◆■◆◆★◆,即使对统计学★■、机器学习或一般的探索性数据挖掘了解■■。