數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程中要避免的11大錯(cuò)誤

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1. 缺乏數(shù)據(jù)(Lack Data)

對(duì)于分類(lèi)問(wèn)題或預(yù)估問(wèn)題來(lái)說(shuō),常常缺乏準(zhǔn)確標(biāo)注的案例。
例如:

  • 欺詐偵測(cè)(Fraud Detection):在上百萬(wàn)的交易中,可能只有屈指可數(shù)的欺詐交易,還有很多的欺詐交易沒(méi)有被正確標(biāo)注出來(lái),這就需要在建模前花費(fèi)大量人力來(lái)修正。
  • 信用評(píng)分(Credit Scoring):需要對(duì)潛在的高風(fēng)險(xiǎn)客戶(hù)進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤(比如兩年),從而積累足夠的評(píng)分樣本。

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2. 太關(guān)注訓(xùn)練(Focus on Training)

IDMer:就象體育訓(xùn)練中越來(lái)越注重實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練,因?yàn)閱渭兊姆忾]式訓(xùn)練常常會(huì)訓(xùn)練時(shí)狀態(tài)神勇,比賽時(shí)一塌糊涂。

實(shí)際上,只有樣本外數(shù)據(jù)上的模型評(píng)分結(jié)果才真正有用?。ǚ駝t的話(huà),直接用參照表好了?。?br /> 例如:

  • 癌癥檢測(cè)(Cancer detection):MD Anderson的醫(yī)生和研究人員(1993)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行癌癥檢測(cè),驚奇地發(fā)現(xiàn),訓(xùn)練時(shí)間越長(zhǎng)(從幾天延長(zhǎng)至數(shù)周),對(duì)訓(xùn)練集的性能改善非常輕微,但在測(cè)試集上的性能卻明顯下降。
  • 機(jī)器學(xué)習(xí)或計(jì)算機(jī)科學(xué)研究者常常試圖讓模型在已知數(shù)據(jù)上表現(xiàn)最優(yōu),這樣做的結(jié)果通常會(huì)導(dǎo)致過(guò)度擬合(overfit)。

解決方法:

解決這個(gè)問(wèn)題的典型方法是重抽樣(Re-Sampling)。重抽樣技術(shù)包括:bootstrap、cross-validation、jackknife、leave-one-out…等等。

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3. 只依賴(lài)一項(xiàng)技術(shù)(Rely on One Technique)

IDMer:這個(gè)錯(cuò)誤和第10種錯(cuò)誤有相通之處,請(qǐng)同時(shí)參照其解決方法。沒(méi)有對(duì)比也就沒(méi)有所謂的好壞,辯證法的思想在此體現(xiàn)無(wú)遺。

“當(dāng)小孩子手拿一把錘子時(shí),整個(gè)世界看起來(lái)就是一枚釘子?!币胱尮ぷ鞅M善盡美,就需要一套完整的工具箱。

不要簡(jiǎn)單地信賴(lài)你用單個(gè)方法分析的結(jié)果,至少要和傳統(tǒng)方法(比如線(xiàn)性回歸或線(xiàn)性判別分析)做個(gè)比較。

研究結(jié)果:按照《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)》期刊的統(tǒng)計(jì),在過(guò)去3年來(lái),只有1/6的文章中做到了上述兩點(diǎn)。也就是說(shuō),在獨(dú)立于訓(xùn)練樣本之外的測(cè)試集上進(jìn)行了開(kāi)集測(cè)試,并與其它廣泛采用的方法進(jìn)行了對(duì)比。

解決方法:

使用一系列好的工具和方法。(每種工具或方法可能最多帶來(lái)5%~10%的改進(jìn))。

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4. 提錯(cuò)了問(wèn)題(Ask the Wrong Question)

IDMer:一般在分類(lèi)算法中都會(huì)給出分類(lèi)精度作為衡量模型好壞的標(biāo)準(zhǔn),但在實(shí)際項(xiàng)目中我們卻幾乎不看這個(gè)指標(biāo)。為什么?因?yàn)槟遣皇俏覀冴P(guān)注的目標(biāo)。

  • 項(xiàng)目的目標(biāo):一定要鎖定正確的目標(biāo)

例如:

欺詐偵測(cè)(關(guān)注的是正例!)(Shannon實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際長(zhǎng)途電話(huà)上的分析):不要試圖在一般的通話(huà)中把欺詐和非欺詐行為分類(lèi)出來(lái),重點(diǎn)應(yīng)放在如何描述正常通話(huà)的特征,然后據(jù)此發(fā)現(xiàn)異常通話(huà)行為。

  • 模型的目標(biāo):讓計(jì)算機(jī)去做你希望它做的事

大多數(shù)研究人員會(huì)沉迷于模型的收斂性來(lái)盡量降低誤差,這樣讓他們可以獲得數(shù)學(xué)上的美感。但更應(yīng)該讓計(jì)算機(jī)做的事情應(yīng)該是如何改善業(yè)務(wù),而不是僅僅側(cè)重模型計(jì)算上的精度。

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5. 只靠數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話(huà)(Listen (only) to the Data)

IDMer:“讓數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)”沒(méi)有錯(cuò),關(guān)鍵是還要記得另一句話(huà):兼聽(tīng)則明,偏聽(tīng)則暗!如果數(shù)據(jù)+工具就可以解決問(wèn)題的話(huà),還要人做什么呢?

  • 投機(jī)取巧的數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)本身只能幫助分析人員找到什么是顯著的結(jié)果,但它并不能告訴你結(jié)果是對(duì)還是錯(cuò)。
  • 經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn):某些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中摻雜了人為的成分,這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也常常不可信。

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6. 使用了未來(lái)的信息(Accept Leaks from the Future)

IDMer:看似不可能,卻是實(shí)際中很容易犯的錯(cuò)誤,特別是你面對(duì)成千上萬(wàn)個(gè)變量的時(shí)候。認(rèn)真、仔細(xì)、有條理是數(shù)據(jù)挖掘人員的基本要求。

  • 預(yù)報(bào)(Forecast)示例:預(yù)報(bào)芝加哥銀行在某天的利率,使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模,模型的準(zhǔn)確率達(dá)到95%。但在模型中卻使用了該天的利率作為輸入變量。
  • 金融業(yè)中的預(yù)報(bào)示例:使用3日的移動(dòng)平均來(lái)預(yù)報(bào),但卻把移動(dòng)平均的中點(diǎn)設(shè)在今天。

解決方法:

要仔細(xì)查看那些讓結(jié)果表現(xiàn)得異常好的變量,這些變量有可能是不應(yīng)該使用,或者不應(yīng)該直接使用的。

給數(shù)據(jù)加上時(shí)間戳,避免被誤用。

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7. 拋棄了不該忽略的案例(Discount Pesky Cases)

IDMer:到底是“寧為雞頭,不為鳳尾”,還是“大隱隱于市,小隱隱于野”?不同的人生態(tài)度可以有同樣精彩的人生,不同的數(shù)據(jù)也可能蘊(yùn)含同樣重要的價(jià)值。

異常值可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果(比如價(jià)格中的小數(shù)點(diǎn)標(biāo)錯(cuò)了),但也可能是問(wèn)題的答案(比如臭氧洞)。所以需要仔細(xì)檢查這些異常。

研究中最讓激動(dòng)的話(huà)語(yǔ)不是“啊哈!”,而是“這就有點(diǎn)奇怪了……”

數(shù)據(jù)中的不一致性有可能會(huì)是解決問(wèn)題的線(xiàn)索,深挖下去也許可以解決一個(gè)大的業(yè)務(wù)問(wèn)題。

例如:

在直郵營(yíng)銷(xiāo)中,在對(duì)家庭地址的合并和清洗過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)不一致,反而可能是新的營(yíng)銷(xiāo)機(jī)會(huì)。

解決方法:

可視化可以幫助你分析大量的假設(shè)是否成立。

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8. 輕信預(yù)測(cè)(Extrapolate)

IDMer:依然是辯證法中的觀(guān)點(diǎn),事物都是不斷發(fā)展變化的。
人們常常在經(jīng)驗(yàn)不多的時(shí)候輕易得出一些結(jié)論。

即便發(fā)現(xiàn)了一些反例,人們也不太愿意放棄原先的想法。

維度咒語(yǔ):在低維度上的直覺(jué),放在高維度空間中,常常是毫無(wú)意義的。

解決方法:

進(jìn)化論。沒(méi)有正確的結(jié)論,只有越來(lái)越準(zhǔn)確的結(jié)論。

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9. 試圖回答所有問(wèn)題(Answer Every Inquiry)

IDMer:有點(diǎn)像我爬山時(shí)鼓勵(lì)自己的一句話(huà)“我不知道什么時(shí)候能登上山峰,但我知道爬一步就離終點(diǎn)近一步?!?/p>

“不知道”是一種有意義的模型結(jié)果。

模型也許無(wú)法100%準(zhǔn)確回答問(wèn)題,但至少可以幫我們估計(jì)出現(xiàn)某種結(jié)果的可能性。

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10. 隨便地進(jìn)行抽樣(Sample Casually)

  • 降低抽樣水平。例如,MD直郵公司進(jìn)行響應(yīng)預(yù)測(cè)分析,但發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中的不響應(yīng)客戶(hù)占比太高(總共一百萬(wàn)直郵客戶(hù),其中超過(guò)99%的人未對(duì)營(yíng)銷(xiāo)做出響應(yīng))。于是建模人員做了如下抽樣:把所有響應(yīng)者放入樣本集,然后在所有不響應(yīng)者中進(jìn)行系統(tǒng)抽樣,即每隔10人抽一個(gè)放入樣本集,直到樣本集達(dá)到10萬(wàn)人。但模型居然得出如下規(guī)則:凡是居住在Ketchikan、Wrangell和Ward Cove Alaska的人都會(huì)響應(yīng)營(yíng)銷(xiāo)。這顯然是有問(wèn)題的結(jié)論。(問(wèn)題就出在這種抽樣方法上,因?yàn)樵紨?shù)據(jù)集已經(jīng)按照郵政編碼排序,上面這三個(gè)地區(qū)中不響應(yīng)者未能被抽取到樣本集中,故此得出了這種結(jié)論)。

解決方法:“喝前搖一搖!”先打亂原始數(shù)據(jù)集中的順序,從而保證抽樣的隨機(jī)性。

  • ?提高抽樣水平。例如,在信用評(píng)分中,因?yàn)檫`約客戶(hù)的占比一般都非常低,所以在建模時(shí)常常會(huì)人為調(diào)高違約客戶(hù)的占比(比如把這些違約客戶(hù)的權(quán)重提高5倍)。建模中發(fā)現(xiàn),隨著模型越來(lái)越復(fù)雜,判別違約客戶(hù)的準(zhǔn)確率也越來(lái)越高,但對(duì)正??蛻?hù)的誤判率也隨之升高。(問(wèn)題出在數(shù)據(jù)集的劃分上。在把原始數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集和測(cè)試集時(shí),原始數(shù)據(jù)集中違約客戶(hù)的權(quán)重已經(jīng)被提高過(guò)了)

解決方法:先進(jìn)行數(shù)據(jù)集劃分,然后再提高訓(xùn)練集中違約客戶(hù)的權(quán)重。

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11. 太相信最佳模型(Believe the Best Model)

IDMer:還是那句老話(huà)-“沒(méi)有最好,只有更好!”

可解釋性并不一定總是必要的??雌饋?lái)并不完全正確或者可以解釋的模型,有時(shí)也會(huì)有用。

“最佳”模型中使用的一些變量,會(huì)分散人們太多的注意力。(不可解釋性有時(shí)也是一個(gè)優(yōu)點(diǎn))

一般來(lái)說(shuō),很多變量看起來(lái)彼此都很相似,而最佳模型的結(jié)構(gòu)看上去也千差萬(wàn)別,無(wú)跡可循。但需注意的是,結(jié)構(gòu)上相似并不意味著功能上也相似。

解決方法:把多個(gè)模型集裝起來(lái)可能會(huì)帶來(lái)更好更穩(wěn)定的結(jié)果。

數(shù)據(jù)挖掘最重要的要素是分析人員的相關(guān)業(yè)務(wù)知識(shí)和思維模式。豐富的業(yè)務(wù)知識(shí)是設(shè)計(jì)有效的相關(guān)變量的必要條件,而分析人員的思維模式從另外一個(gè)方面也保障了設(shè)計(jì)變量的結(jié)構(gòu)化和完整性。所以我們?cè)谡莆肇S富的業(yè)務(wù)知識(shí)同時(shí),如果能夠按照正確的思維模式去思考問(wèn)題,將會(huì)發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題并不是很困難的。

via:中國(guó)統(tǒng)計(jì)網(wǎng)

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