R语言软件对房屋价格预测:回归、LASSO、决策树、随机森林、GBM、神经网络和SVM可视化|数据分享

简介: R语言软件对房屋价格预测:回归、LASSO、决策树、随机森林、GBM、神经网络和SVM可视化|数据分享

在房地产市场中,准确地预测房屋价格是至关重要的。过去几十年来,随着数据科学和机器学习的快速发展,各种预测模型被广泛应用于房屋价格预测中。而R语言作为一种强大的数据分析和统计建模工具,被越来越多的研究者和从业者选择用于房屋价格预测点击文末“阅读原文”获取完整代码数据

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本文将介绍帮助客户使用R语言软件进行房屋价格预测的几种常见方法,包括回归、LASSO、决策树、随机森林、GBM、神经网络和支持向量机(SVM)。通过这些方法的比较和分析,我们将探讨它们在房屋价格查看文末了解数据免费获取方式预测中的优势和不足,并通过可视化的方式展示它们的预测结果。

首先读取数据。

data=read.csv("Amsing.csv")

查看原始数据(直接从Ames评估办公室获得)用于税务评估目的,但本身直接预测房屋售价。

首先查看部分数据,以观看数据中有哪些变量。

head(data)

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获取数据的基本统计量。

summary(data)

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对房屋面积进行可视化,可以让我们对房屋的面积有一个直观的影响,从而也可以排除掉一部分异常点的影响。

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从可视化结果来看,可以发现数据中存在较多的异常数据。可能会影响后续的预测过程,因此将它们去除。

查看数据结构

通过查看数据结构,我们可以了解到,哪些数据是数值变量比如房屋面积,总体质量建立年份,哪些数据是因此变量比如街道,土地坡度,房屋状况,哪些数据的因子有哪些。

str(data)

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绘制相关散点图

通过绘制相关散点图,我们可以查看数值变量之间存在哪些关系?

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看变量之间的相关系数,我们可以找到相关性高的变量:

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从相关系数和散点图来看,我们可以看到,房屋价格 和房屋的总体质量,建立年份,房屋面积,房屋层高 等变量存在相关关系。

 

然后我们查看数据中是否存在共线性问题

kappa(corr, exact = T)

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查看变量之间的boxplot图

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正如我们从不同变量之间的箱线图和上面的房屋销售价格中看到的,高销售价格的房屋有更多的卧室、浴室和车库。

正如我们从房屋售价和质量之间的箱线图上看到的,高售价房屋的质量更高。

提取训练集,测试集

indices = sample(nrow(data), nrow(data)*0.7)

回归模型 linear regression

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从回归模型的结果来看,我们可以看到部分变量是显著的,说明他们对房屋的价格,有很大的影响。显著的变量有车库面积,走廊,浴池,总体质量,房屋层高等等。从R方的结果来看,R方等于93%,因此,模型解释了房屋价格大部分的方差,可以说模型的拟合效果非常良好

残差表现来看模型的拟合好坏

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左上方的图是一个散点图,用于表示拟合值和残差的关系。从图中可以看到,除了第二个异常值外,其余所有点都在纵坐标值-1和+1之间随机分布。

接下来的图是一个散点图,表示拟合值的标准化偏差和残差的关系,其意义与上述相似。右上方的图显示随机误差项服从正态分布,这是因为正态QQ图可以近似视为一条直线。

右下方的图进一步证实了第二个观察值是一个异常值,它对回归方程的影响相对较大。

lasso 模型

在建立lasso模型之后,我们绘制误差变化图

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绘制系数变化图


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LASSO回归复杂度调整的程度由参数λ来控制,λ越大对变量较多的线性模型的惩罚力度就越大,从而最终获得一个变量较少的模型。因此误差最小的点对应选取log(lamda)=9为最优模型。

regression  trees 回归树模型

拟合模型


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绘制决策树

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从结果来看,房屋的价格主要受到总体质量,走廊,房屋层高,车库等因素影响

一般来说,车库面积越大,总体质量越高,层高越高,那么价格就越高

然后通过得到的决策树模型进行预测得到误差

random forests 随机森林模型

模型结果

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从随机森林模型的结果来看, 一共生成了五百个随机树,房屋价格的方差被解释了76.75%

得到变量,重要性结果

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从结果来看,可以得到和决策树类似的结论,可以看到,房屋建立的年份,以及车库面积房屋层高等因素对房屋的价格都有重要的影响。

对变量的重要性进行可视化

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在得到模型之后,对测试集进行预测,并且得到误差

GBM模型

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从模型结果来看,可以得到和决策树随机森林类似的结果。上面是相对重要性变量的图,可以看到建立年份,车库面积,房屋层高对房屋的价格有重要的影响

neural    network 神经网络

建立神经网络模型

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从结果来看,得到一个三层的神经网络以及641个神经元,得到的结果已经完全converged。因此模型拟合较好,所以对测试集进行预测,并且得到误差结果

SVM模型

用svm建立分类模型

使用回归核函数数据进行支持,向量机建模

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从结果来看,可以得到它的最优参数以及支持向量的个数124个。在得到模型结果后,对测试集进行预测,并且得到误差结果。

总结评估

在对数据进行六个模型建模后,分别得到了每个模型的误差结果,然后我们将所有的误差结果进行汇总,并且比较每个模型的优劣。

测试误差:随机森林最小,回归次之,其他模型较大。准确度:随机森林最优,但训练复杂。效率:回归模型较高。解释度:决策树模型可解释,神经网络不可解释。其他模型需提高准确度。综上,推荐随机森林预测房屋价格。

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