提问人：zemone 提问时间：8/15/2019 更新时间：8/20/2019 访问量：76
如何计算一分钟数据集的 15 分钟标准差？
How to compute 15-min standard deviations of a minutely dataset?
问：
我有一个数组，射线时间，它是一小时的分数，例如，[0， 0.1， 0.2... 0.9， 1.0]。 我还有另一个浮点数列表，这是我的速度 vr。每个数据时间对应于一个速度列表，作为高度的函数。
我正在尝试从这个速度数据集中计算出 15 分钟的速度标准偏差，并保留它，以便在每个高度级别执行 std（所以我应该有一个标准偏差数组，每个高度一个）。
Raytimes 是时间 [0， 0.1， 0.2... 0.9， 1.0]。 VR 是 2500 个 float64 号码的 108 个列表。2500 个数字对应于在每个高度（在固定高度网格上）测量的速度。 我不知道如何分离数据块，以便我可以只在第一、第二、第三和第四个 15 分钟间隔上计算 std。 然后，我需要计算每个特定高度水平的 std。
for i in raytimes:
if raytimes[i] < 0.25:
w1 = w1.append(vr)
if raytimes[i] > 0.25 & raytimes < 0.5:
w2 = w2.append(vr)
if raytimes[i] > 0.5 & raytimes < 0.75:
w3 = w3.append(vr)
if raytimes[i] < 1:
w4 = w4.append(vr)
sigma_w1 = std(w1)
sigma_w2 = std(w2)
etc...
问题是在我上面的代码中，我附加了整个 vr 矩阵。如何仅附加与 15 分钟块内的时间相对应的 vr 列表？ 然后如何计算保持高度网格的 std，以便沿每个高度计算 std？我最终应该得到相同的数组大小 2500。
答：
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Simon Notley
8/16/2019
#1
这是一个答案的开始，我可以根据你的反馈进行完善。请注意，这并不是实际转换数据的好方法，我只是想演示如何将代码移动到给出您想要的答案的东西。在这里，我假设您想要一个按高度和 15 分钟时间分组的 SD;所以这是 10000 个结果。如果您真的想要 SD over height 或其他一些分组功能，请在评论中告诉我。我还从你上面所说的中假设 vr 是一个列表列表。具体来说，长度为 108 的列表长度为 2500。如果这不正确，请发表评论。
编辑 - 我意识到你如何使用我无意中复制的 for 循环存在一个根本性错误。您使用 i 作为索引，但 i 是项目的实际值。如果需要项目的位置，则需要使用 enumerate。请参阅下面的示例，我将 i 作为索引，将 t 设置为射线时间的值。
编辑 2 - 方法保持不变，但我实际上已经运行了这段代码，所以我纠正了你和我在上一次迭代中犯的所有各种错误。您能否尝试使用您的数据并确认输出正确，然后我们可以查看您需要如何呈现输出。
编辑 3 - 添加了四个结果列表以按要求保存输出
from statistics import pstdev
#remove these lines, these are just test data
raytimes=[0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1]
heights=[1,2]
vr=[[4,3],[5,3],[3,5],[4,1],[8,2],[2,3],[1,4],[9,5],[7,3],[6,7],[3,8]]
#initialise empty arrays
w1 = []
w2 = []
w3 = []
w4 = []
r1 = []
r2 = []
r3 = []
r4 = []
for j, h in enumerate(heights):
for i, t in enumerate(raytimes):
if raytimes[i] < 0.25:
w1.append(vr[i][j])
elif 0.25 < raytimes[i] < 0.5:
w2.append(vr[i][j])
elif 0.5 < raytimes[i] < 0.75:
w3.append(vr[i][j])
else:
w4.append(vr[i][j])
print(w1,w2,w3,w4)
print("First Period - Height: ", str(h), " SD: ", str(pstdev(w1)))
r1.append(pstdev(w1))
print("Second Period - Height: ", str(h), " SD: ", str(pstdev(w2)))
r2.append(pstdev(w2))
print("Third Period - Height: ", str(h), " SD: ", str(pstdev(w3)))
r3.append(pstdev(w3))
print("Fourth Period - Height: ", str(h), " SD: ", str(pstdev(w4)))
r4.append(pstdev(w4))
w1 = []
w2 = []
w3 = []
w4 = []
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zemone
8/17/2019
谢谢，这当然让我更接近了！回答您的问题：射线时间为 108;我使用的例子（0.1,0.2）只是一个例子。它实际上更像是（0.01、0.019 等）。我需要 SD 超过高度。数组 w1、w2 等当前为 1x67473。我需要将每条“射线”分开，以便我可以在每个高度进行 std。W1 应该是一个数组数组，每个数组具有与 VR [1x2500] 相同的结构。我应该为 w1 到 w4 分别有 ~27 个数组，每个数组的长度为 2500。然后，我需要为每个高度 （2500x） 取 27 个数字的 std，以获得 std 作为高度的函数。
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zemone
8/17/2019
更新的代码： w1 = [] w2 = [] w3 = [] w4 = [] for j，h in enumerate（Height）： for i，t in enumerate（raytimes）： if raytimes[i] <= 0.25： w1.append（float（vr[i][j]）） elif （raytimes[i] > 0.25） & （raytimes[i] <= 0.5）： w2.append（float（vr[i][j]）） elif （raytimes[i] > 0.5） & （raytimes[i] <= 0.75）： w3.append（float（vr[i][j]）） else： w4.append（浮点数（vr[i][j]））
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zemone
8/17/2019
但是，我无法弄清楚如何分离 w1。我试过concantenate，但没有运气。我想分配 w1[X] = append（vr[i][j]），其中 X 是每条新光线
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Simon Notley
8/17/2019
好的，好消息是，我在回答中试图做的事情似乎符合您的要求。坏消息是，因为我忘了清除每个环之间的 w1、w2、w3 等，它们只会越来越长，这不是我的本意。我本来打算用它打印 10000 行，每行对应一个高度，用于你的四个时期之一，我认为这就是你想要的。我会试着重新审视我的答案。现在你正在取得进展，我真的建议你看看 numpy 数组而不是列表，因为我认为它们会符合你的耳朵或更好地思考。
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Simon Notley
8/19/2019
我再次更新了我的答案。在这个阶段，我可能不会费心切换到numpy，因为差异会非常小。但是，您可能需要考虑在数据库（或 pandas）中处理此类数据，这在 Python 中为您提供类似数据库的结构。最大的优点是数据实际上有意义地附加到标签上，因此您可以简单地根据标签查询数据（例如，“按高度以 15 分钟块的形式给我数据的 SD”，而不必自己处理索引等。
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Simon Notley
8/20/2019
#2
好的，我们可以做到。所以你的预期输出是一个 2500 长的 4 长列表，对吧？总共 10000 个值？我认为您遇到的问题是您正在尝试分配列表范围之外的值，您不能以这种方式增长列表。
编辑 - 哎呀，这不应该是一个答案。误以为是手机上的评论框。没关系
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zemone
8/20/2019
是的，没错！那么我如何使用这种数据格式来增加列表呢？我试图弄清楚如何 （1） 在每个高度计算 SD，这样我在每个高度级别都剩下一个 SD，给我留下一个 1x2500 列表（对于每个 15 分钟的时间间隔）。然后我需要 （2） 存储此数据，我们将其称为 w1_sd （1x2500），以便稍后可以输出到文本文件（我可以这样做）。
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Simon Notley
8/20/2019
你的回答实际上与我的建议略有不同。在列表列表中，4 个 2500 个列表与 2500 个 4 个列表不同，但无论如何，它都是可行的。您是否特别需要为每个 2500 个单独的文本文件？有什么理由要先将它们放在列表中吗？我们可以在遍历数据时写出每个值。
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zemone
8/20/2019
就是这样，谢谢！你帮了我很多忙。我将阅读有关熊猫以及如何正确地做到这一点。非常感谢！！
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