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基于多种机器学习的豆瓣电影评分预测与多维度可视化【可加系统】

news 文章来源：https://blog.csdn.net/weixin_47723732/article/details/140692222 2024/9/17 8:04:58

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在本研究中，我们采用Python编程语言，利用爬虫技术实时获取豆瓣电影最新数据。通过分析豆瓣网站的结构，我们设计了一套有效的策略来爬取电影相关的JSON格式数据。为减少对服务器的频繁请求，我们实施了基于正态分布的延迟策略。数据采集后，使用Python中的Pandas库进行初步处理，将无序信息转换为结构化数据，包括处理空值、字符串格式化和字段扩展。然后，我们将整理好的数据存储到MySQL数据库中，进行深入的数据挖掘。通过分析不同数据维度，我们深入探讨了电影流行趋势和观众喜好等多个方面。

此外，本研究还包括了数据清洗和特征工程步骤，其中对非文本数据进行了标签编码，转换为数值类型，并确保所有字段的一致性。利用机器学习技术，我们将数据集分为80%的训练集和20%的测试集，并对电影评分进行预测。我们选用了线性回归、决策树、随机森林和梯度提升回归等多种算法进行数据训练和预测，并通过均方误差、平均绝对误差和R^2等指标对模型性能进行评估。最后，借助Pyecharts工具，我们将分析结果转化为网页视图，实现了数据的直观展示。

综上所述，本研究从实时数据获取、数据清洗预处理、数据分析可视化到模型预测等多个方面展开，对豆瓣电影的网站数据进行了全面而深入的分析，旨在为用户和电影产业提供基于数据的可靠决策建议。

在这里插入图片描述

该项目在原有基础上升级了模型预测

点击下面标题即可跳转到详细界面

这个是包含数据库操作和大量的可视化页面（web）

基于Python的海量豆瓣电影、数据获取、数据预处理、数据分析、可视化、大屏设计项目（含数据库）

这个是包含系统设计的，可以点击下去看看具体的内容

基于Python与Flask的豆瓣电影海量数据分析与可视化系统

这个项目从爬虫、数据预处理、数据分析、可视化、大屏设计、系统搭建、模型预测，进行了全流程的设计，是一个不可多得的一个好项目，知识在于不断地学习和进步，，而不是故步自封，故将好的项目分享出来供大家参考。

在经过彻底的数据清洗后，我们得到了一个高品质数据集，并对其进行了特征工程。这一步骤至关重要，因为它旨在优化机器学习模型的性能。为此，我们通过特征转换来实现这一目标。具体来说，对于非文本数据，我们使用了标签编码，将其转化为数值型数据，这一转换对大部分机器学习算法而言是必要的，因为它们大多需要数值输入。转换完成后，我们对所有字段进行了一致性和整齐性检查，以确保数据的准确性和一致性。

有首先，我们需要将数据集分成两部分：训练集和测试集。这一步骤对于任何机器学习项目都是至关重要的，因为它确保了我们的模型在未知数据上的表现能够得到有效评估。通常，我们会保留大部分数据用于训练（例如80%），而将剩余的数据用作测试集。

我们接着选择了线性回归、决策树、随机森林和梯度提升回归这四种回归算法进行实验。每种算法都有其独特特性和应用场景，目的是为了找出最适合当前数据集的模型。

为评估模型预测效果，我们采用了均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）和决定系数（R^2）这三种指标。这些指标能从不同维度全面分析模型的预测能力。

最后，我们利用可视化工具展示了各模型的训练和预测结果，以便直观地比较算法性能，并帮助我们更好地理解和解释这些结果。通过这些比较和分析，我们能够为实际问题选择最合适的模型和策略。

评价指标包括均方误差（MSE）、平均绝对误差（MAE）、R²分数和均方根误差（RMSE）。这些指标是衡量回归模型性能的关键因素，反映了模型对数据的拟合程度和预测准确性。

线性回归（Linear Regression）:

MSE: 1.0289
MAE: 0.7838
R²: 0.4738
RMSE: 1.0144

线性回归表现最差，其MSE和RMSE值较高，说明模型在预测时的误差较大。R²值仅为0.4738，表明模型仅解释了约47.38%的数据变异性。这可能是因为电影评分的影响因素复杂，而线性回归模型相对较为简单，无法有效捕捉所有的数据特征。

决策树回归（Decision Tree Regression）:

MSE: 0.4094
MAE: 0.2787
R²: 0.7906
RMSE: 0.6399

决策树回归的表现比线性回归有显著提升。它的MSE和RMSE值较低，说明预测误差小。R²值达到0.7906，意味着模型能够较好地解释数据变异性。但是，决策树容易过拟合，特别是在处理包含许多参数和复杂结构的数据时。

随机森林回归（Random Forest Regression）:

MSE: 0.2304
MAE: 0.3010
R²: 0.8822
RMSE: 0.4800

随机森林回归在所有模型中表现最优。其MSE和RMSE值最低，表明预测误差最小。R²值为0.8822，这表示模型能够解释约88.22%的数据变异性，显示出很高的预测准确性。随机森林通过集成多个决策树来减少过拟合的风险，并提高模型的稳定性。

梯度提升回归（Gradient Boosting Regression）:

MSE: 0.5595
MAE: 0.5607
R²: 0.7139
RMSE: 0.7480

梯度提升回归的表现介于决策树和随机森林之间。它的MSE和RMSE值适中，而R²值为0.7139，表明模型在预测方面具有良好的准确性。梯度提升通过逐步优化减少误差，但在某些情况下可能会导致过拟合。

综上所述，每种模型都有其优势和局限性。在选择模型时，我们需要考虑数据的特性和预测任务的需求。对于当前的电影评分预测任务，随机森林回归以其高准确性和较低的预测误差表现最佳。

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