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import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import plotly.express as px
import plotly.graph_objects as go
import missingno as msno
import warnings
from sklearn.model_selection import train_test_split, GridSearchCV
from sklearn.linear_model import LinearRegression
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
from sklearn.metrics import mean_squared_error, r2_score, mean_absolute_error
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
import xgboost as xgb
import shap
from sklearn.cluster import KMeans, DBSCAN
from sklearn.decomposition import PCA
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
from sklearn.metrics import silhouette_score, adjusted_rand_score, calinski_harabasz_score
import plotly.graph_objects as go
from plotly.subplots import make_subplots
from scipy.cluster.hierarchy import dendrogram, linkage, fcluster
from scipy.spatial.distance import pdist
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
import xgboost as xgb
from sklearn.model_selection import train_test_split, GridSearchCV
from sklearn.metrics import classification_report, confusion_matrix, accuracy_score
from sklearn.preprocessing import LabelEncoder
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
import plotly.express as px
import plotly.graph_objects as go
from plotly.subplots import make_subplots
def read_data(file_path):
df = pd.read_csv('data.csv')
print(f"Aperçu des données ({df.shape[0]} lignes, {df.shape[1]} colonnes):")
df.head()
numeric_columns = ['listing_price','price_ttc','price', 'size', 'rooms', 'bedrooms', 'bathrooms', 'parkings',
'construction_year', 'age', 'air_conditioning', 'central_heating',
'swimming_pool', 'elevator', 'garden', 'equipped_kitchen']
for col in numeric_columns:
if col in df.columns:
# Afficher le type original
original_type = df[col].dtype
# Convertir en numérique
df[col] = pd.to_numeric(df[col], errors='coerce')
# Afficher les informations sur la conversion
na_count = df[col].isna().sum()
print(f"Conversion de '{col}': {original_type} -> {df[col].dtype}, valeurs NA créées: {na_count}")
return df
def analyze_missing_data(df):
# Calculer les informations sur les valeurs manquantes
missing_count = df.isna().sum()
missing_percent = (df.isna().sum() / len(df) * 100).round(2)
# Créer un DataFrame avec ces informations
missing_data = pd.DataFrame({
'Type de données': df.dtypes,
'Valeurs non-NA': df.count(),
'Valeurs NA': missing_count,
'Pourcentage NA (%)': missing_percent,
'Valeurs uniques': df.nunique()
})
# Trier par pourcentage de valeurs manquantes (décroissant)
missing_data = missing_data.sort_values('Pourcentage NA (%)', ascending=False)
return missing_data
def impute_missing_prices(df):
"""
Imputation des prix manquants dans le DataFrame immobilier en utilisant la moyenne par transaction, type et quartier
"""
df['price'] = df.groupby(['neighborhood', 'property_type','transaction'])['price'].transform(
lambda x: x.fillna(x.mean())
)
df['price_ttc'] = df.groupby(['neighborhood', 'property_type','transaction'])['price_ttc'].transform(
lambda x: x.fillna(x.mean())
)
# take care of the rest
df['price'] = df.groupby(['city','transaction'])['price'].transform(
lambda x: x.fillna(x.mean())
)
df['price_ttc'] = df.groupby(['city','transaction'])['price_ttc'].transform(
lambda x: x.fillna(x.mean())
)
# Remplir les valeurs manquantes de 'listing_price' avec la valeur de 'price' si disponible
df['listing_price'] = df['listing_price'].fillna(df['price'])
# remplacer suffixe par ttc par defaut
df['suffix'] = df['suffix'].fillna('TTC')
return df
def impute_condition_simple(df):
"""
Impute les valeurs manquantes dans la colonne 'condition' en se basant sur:
1. La zone (neighborhood ou city)
2. Le type de transaction
3. L'intervalle de prix
Cette version suppose qu'il n'y a pas de valeurs manquantes dans
les colonnes de groupement (price, neighborhood/city, transaction).
"""
# Créer une copie pour ne pas modifier le dataframe original
df_imputed = df.copy()
# Vérifier s'il y a des valeurs manquantes dans la colonne condition
missing_count = df_imputed['condition'].isna().sum()
if missing_count == 0:
print("Aucune valeur manquante dans la colonne 'condition'. Aucune imputation nécessaire.")
return df_imputed
print(f"Imputation de {missing_count} valeurs manquantes dans la colonne 'condition'...")
# 1. Déterminer quelle colonne de zone utiliser
zone_column = 'neighborhood' if 'neighborhood' in df_imputed.columns else 'city'
print(f"Utilisation de '{zone_column}' comme colonne de zone géographique")
# 2. Créer des intervalles de prix pour le groupement
# Calculer les quantiles pour créer des segments de prix équilibrés
price_bins = [0] + list(df_imputed['price'].quantile([0.25, 0.5, 0.75, 1.0]))
price_labels = ['Bas', 'Moyen-bas', 'Moyen-haut', 'Élevé']
# Créer une colonne pour l'intervalle de prix
df_imputed['price_range'] = pd.cut(df_imputed['price'],
bins=price_bins,
labels=price_labels,
include_lowest=True)
# 3. Approche par niveaux pour l'imputation
# Masque initial pour les lignes avec condition manquante
missing_mask = df_imputed['condition'].isna()
# Niveau 1: Imputation basée sur zone + transaction + intervalle de prix
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
# Trouver des propriétés similaires avec la même zone, transaction et intervalle de prix
similar_props = df_imputed[
(df_imputed[zone_column] == row[zone_column]) &
(df_imputed['transaction'] == row['transaction']) &
(df_imputed['price_range'] == row['price_range']) &
(~df_imputed['condition'].isna())
]
# S'il y a des propriétés similaires, utiliser leur condition la plus fréquente
if len(similar_props) > 0:
df_imputed.loc[index, 'condition'] = similar_props['condition'].mode()[0]
# Mise à jour du masque après le premier niveau d'imputation
missing_mask = df_imputed['condition'].isna()
remaining = missing_mask.sum()
if remaining > 0:
print(f"Niveau 1 terminé. {remaining} valeurs restent à imputer.")
# Niveau 2: Imputation basée sur transaction + intervalle de prix
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
similar_props = df_imputed[
(df_imputed['transaction'] == row['transaction']) &
(df_imputed['price_range'] == row['price_range']) &
(~df_imputed['condition'].isna())
]
if len(similar_props) > 0:
df_imputed.loc[index, 'condition'] = similar_props['condition'].mode()[0]
# Mise à jour du masque après le deuxième niveau
missing_mask = df_imputed['condition'].isna()
remaining = missing_mask.sum()
if remaining > 0:
print(f"Niveau 2 terminé. {remaining} valeurs restent à imputer.")
# Niveau 3: Imputation basée sur l'intervalle de prix uniquement
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
similar_props = df_imputed[
(df_imputed['price_range'] == row['price_range']) &
(~df_imputed['condition'].isna())
]
if len(similar_props) > 0:
df_imputed.loc[index, 'condition'] = similar_props['condition'].mode()[0]
# Mise à jour du masque après le troisième niveau
missing_mask = df_imputed['condition'].isna()
remaining = missing_mask.sum()
if remaining > 0:
print(f"Niveau 3 terminé. {remaining} valeurs restent à imputer.")
# Niveau 4: Imputation globale avec la valeur la plus fréquente
most_common = df_imputed['condition'].dropna().mode()[0]
df_imputed.loc[missing_mask, 'condition'] = most_common
print(f"Niveau 4 terminé. Imputation globale effectuée.")
# Supprimer la colonne temporaire d'intervalle de prix
df_imputed.drop('price_range', axis=1, inplace=True)
# Vérification finale
final_missing = df_imputed['condition'].isna().sum()
if final_missing == 0:
print("Imputation réussie ! Toutes les valeurs manquantes de 'condition' ont été imputées.")
else:
print(f"Attention : {final_missing} valeurs restent manquantes après imputation.")
return df_imputed
def impute_finishing_simple(df):
"""
Impute les valeurs manquantes dans la colonne 'finishing' en se basant sur:
1. La zone (neighborhood ou city)
2. Le type de transaction
3. L'intervalle de prix
Cette version suppose qu'il n'y a pas de valeurs manquantes dans
les colonnes de groupement (price, neighborhood/city, transaction).
"""
# Créer une copie pour ne pas modifier le dataframe original
df_imputed = df.copy()
# Vérifier s'il y a des valeurs manquantes dans la colonne condition
missing_count = df_imputed['finishing'].isna().sum()
if missing_count == 0:
print("Aucune valeur manquante dans la colonne 'finishing'. Aucune imputation nécessaire.")
return df_imputed
print(f"Imputation de {missing_count} valeurs manquantes dans la colonne 'finishing'...")
# 1. Déterminer quelle colonne de zone utiliser
zone_column = 'neighborhood' if 'neighborhood' in df_imputed.columns else 'city'
print(f"Utilisation de '{zone_column}' comme colonne de zone géographique")
# 2. Créer des intervalles de prix pour le groupement
# Calculer les quantiles pour créer des segments de prix équilibrés
price_bins = [0] + list(df_imputed['price'].quantile([0.25, 0.5, 0.75, 1.0]))
price_labels = ['Bas', 'Moyen-bas', 'Moyen-haut', 'Élevé']
# Créer une colonne pour l'intervalle de prix
df_imputed['price_range'] = pd.cut(df_imputed['price'],
bins=price_bins,
labels=price_labels,
include_lowest=True)
# 3. Approche par niveaux pour l'imputation
# Masque initial pour les lignes avec standing manquant
missing_mask = df_imputed['finishing'].isna()
# Niveau 1: Imputation basée sur zone + transaction + intervalle de prix
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
# Trouver des propriétés similaires avec la même zone, transaction et intervalle de prix
similar_props = df_imputed[
(df_imputed[zone_column] == row[zone_column]) &
(df_imputed['transaction'] == row['transaction']) &
(df_imputed['price_range'] == row['price_range']) &
(~df_imputed['finishing'].isna())
]
# S'il y a des propriétés similaires, utiliser leur condition la plus fréquente
if len(similar_props) > 0:
df_imputed.loc[index, 'finishing'] = similar_props['finishing'].mode()[0]
# Mise à jour du masque après le premier niveau d'imputation
missing_mask = df_imputed['finishing'].isna()
remaining = missing_mask.sum()
if remaining > 0:
print(f"Niveau 1 terminé. {remaining} valeurs restent à imputer.")
# Niveau 2: Imputation basée sur transaction + intervalle de prix
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
similar_props = df_imputed[
(df_imputed['transaction'] == row['transaction']) &
(df_imputed['price_range'] == row['price_range']) &
(~df_imputed['finishing'].isna())
]
if len(similar_props) > 0:
df_imputed.loc[index, 'finishing'] = similar_props['finishing'].mode()[0]
# Mise à jour du masque après le deuxième niveau
missing_mask = df_imputed['finishing'].isna()
remaining = missing_mask.sum()
if remaining > 0:
print(f"Niveau 2 terminé. {remaining} valeurs restent à imputer.")
# Niveau 3: Imputation basée sur l'intervalle de prix uniquement
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
similar_props = df_imputed[
(df_imputed['price_range'] == row['price_range']) &
(~df_imputed['finishing'].isna())
]
if len(similar_props) > 0:
df_imputed.loc[index, 'finishing'] = similar_props['condition'].mode()[0]
# Mise à jour du masque après le troisième niveau
missing_mask = df_imputed['finishing'].isna()
remaining = missing_mask.sum()
if remaining > 0:
print(f"Niveau 3 terminé. {remaining} valeurs restent à imputer.")
# Niveau 4: Imputation globale avec la valeur la plus fréquente
most_common = df_imputed['finishing'].dropna().mode()[0]
df_imputed.loc[missing_mask, 'finishing'] = most_common
print(f"Niveau 4 terminé. Imputation globale effectuée.")
# Supprimer la colonne temporaire d'intervalle de prix
df_imputed.drop('price_range', axis=1, inplace=True)
# Vérification finale
final_missing = df_imputed['finishing'].isna().sum()
if final_missing == 0:
print("Imputation réussie ! Toutes les valeurs manquantes de 'finishing' ont été imputées.")
else:
print(f"Attention : {final_missing} valeurs restent manquantes après imputation.")
return df_imputed
def impute_property_year_age(df, impute_year=True, impute_age=True, method='grouped_median'):
"""
Impute les valeurs manquantes dans les colonnes 'year' (année de construction)
et 'age' (âge de la propriété) d'un jeu de données immobilier.
Parameters:
-----------
df : pandas.DataFrame
DataFrame contenant les données immobilières
impute_year : bool, default=True
Si True, impute les valeurs manquantes dans la colonne 'year'
impute_age : bool, default=True
Si True, impute les valeurs manquantes dans la colonne 'age'
method : str, default='grouped_median'
Méthode d'imputation à utiliser ('grouped_median', 'regression', 'knn')
Returns:
--------
pandas.DataFrame
DataFrame avec les valeurs imputées
"""
# Créer une copie pour ne pas modifier le dataframe original
df_imputed = df.copy()
# Vérifier si les colonnes existent
has_year = 'year' in df_imputed.columns
has_age = 'age' in df_imputed.columns
# 1. Synchronisation année/âge avant imputation
current_year = 2025
# Si l'une des colonnes a une valeur mais pas l'autre, compléter l'autre
# 2. Imputation des valeurs restantes
# Méthode 1: Imputation par médiane groupée
if method == 'grouped_median':
# Déterminer les variables de groupement
grouping_cols = []
# Utiliser le quartier si disponible, sinon la ville
if 'neighborhood' in df_imputed.columns:
grouping_cols.append('neighborhood')
elif 'city' in df_imputed.columns:
grouping_cols.append('city')
# Ajouter le type de propriété s'il existe
if 'property_type' in df_imputed.columns:
grouping_cols.append('property_type')
# Pour l'année et l'âge, on peut utiliser l'intervalle de prix
if 'price' in df_imputed.columns:
# Créer des intervalles de prix
price_bins = [0] + list(df_imputed['price'].quantile([0.25, 0.5, 0.75, 1.0]))
price_labels = ['Bas', 'Moyen-bas', 'Moyen-haut', 'Élevé']
df_imputed['price_range'] = pd.cut(df_imputed['price'],
bins=price_bins,
labels=price_labels,
include_lowest=True)
grouping_cols.append('price_range')
print(f"Variables de groupement utilisées: {', '.join(grouping_cols)}")
# Si aucune variable de groupement n'est disponible
if not grouping_cols:
if impute_year and has_year:
median_year = df_imputed['construction_year'].median()
year_missing = df_imputed['construction_year'].isna().sum()
df_imputed['construction_year'].fillna(median_year, inplace=True)
print(f"Imputé {year_missing} valeurs manquantes dans 'year' avec la médiane globale: {median_year}")
if impute_age and has_age:
median_age = df_imputed['age'].median()
age_missing = df_imputed['age'].isna().sum()
df_imputed['age'].fillna(median_age, inplace=True)
print(f"Imputé {age_missing} valeurs manquantes dans 'age' avec la médiane globale: {median_age}")
# Nettoyer et retourner
if 'price_range' in df_imputed.columns and 'price_range' not in df.columns:
df_imputed.drop('price_range', axis=1, inplace=True)
return df_imputed
# Imputation par niveaux, du plus spécifique au plus général
# Générer toutes les combinaisons de variables de groupement
from itertools import combinations
all_combinations = []
for r in range(len(grouping_cols), 0, -1):
all_combinations.extend(combinations(grouping_cols, r))
# Imputation pour chaque colonne
columns_to_impute = []
if impute_year and has_year:
columns_to_impute.append('construction_year')
if impute_age and has_age:
columns_to_impute.append('age')
for col in columns_to_impute:
missing_mask = df_imputed[col].isna()
total_missing = missing_mask.sum()
if total_missing == 0:
print(f"Aucune valeur manquante dans '{col}'.")
continue
print(f"Imputation de {total_missing} valeurs manquantes dans '{col}'...")
# Parcourir chaque combinaison de groupes
for i, group_vars in enumerate(all_combinations):
if not missing_mask.any():
break
print(f" Niveau {i+1}: Groupement par {', '.join(group_vars)}")
# Pour chaque groupe, calculer la médiane
group_medians = df_imputed[~df_imputed[col].isna()].groupby(list(group_vars))[col].median()
# Pour chaque ligne avec valeur manquante
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
# Créer la clé de groupe
group_key = tuple(row[var] for var in group_vars)
# Si la médiane existe pour ce groupe
if group_key in group_medians:
df_imputed.loc[index, col] = group_medians[group_key]
# Mettre à jour le masque
missing_mask = df_imputed[col].isna()
remaining = missing_mask.sum()
print(f" → {total_missing - remaining}/{total_missing} valeurs imputées ({(total_missing - remaining)/total_missing*100:.1f}%)")
if not missing_mask.any():
print(f" Imputation de '{col}' terminée au niveau {i+1}.")
break
# Imputation finale pour les valeurs encore manquantes
if missing_mask.any():
median_value = df_imputed[col].median()
df_imputed.loc[missing_mask, col] = median_value
print(f" Imputation globale des {missing_mask.sum()} valeurs restantes avec la médiane: {median_value}")
# Méthode 2: Imputation par régression linéaire
elif method == 'regression':
from sklearn.ensemble import RandomForestRegressor
for col in ['year', 'age']:
if (col == 'year' and impute_year and has_year) or (col == 'age' and impute_age and has_age):
missing_mask = df_imputed[col].isna()
total_missing = missing_mask.sum()
if total_missing == 0:
print(f"Aucune valeur manquante dans '{col}'.")
continue
print(f"Imputation de {total_missing} valeurs manquantes dans '{col}' par régression...")
# Sélectionner les colonnes numériques pour la régression
numeric_cols = df_imputed.select_dtypes(include=['number']).columns
numeric_cols = [c for c in numeric_cols if c != col and df_imputed[c].isna().sum() == 0]
if len(numeric_cols) < 2:
print(f" Pas assez de variables numériques pour la régression. Utilisation de la médiane.")
df_imputed.loc[missing_mask, col] = df_imputed[col].median()
continue
# Création des ensembles d'entraînement
X_train = df_imputed.loc[~missing_mask, numeric_cols]
y_train = df_imputed.loc[~missing_mask, col]
# Entraîner le modèle
model = RandomForestRegressor(n_estimators=100, random_state=42)
model.fit(X_train, y_train)
# Prédire les valeurs manquantes
X_missing = df_imputed.loc[missing_mask, numeric_cols]
y_pred = model.predict(X_missing)
# Imputer les valeurs prédites
df_imputed.loc[missing_mask, col] = y_pred
print(f" {total_missing} valeurs imputées dans '{col}' par régression.")
# Méthode 3: Imputation par KNN
elif method == 'knn':
from sklearn.impute import KNNImputer
# Sélectionner les colonnes numériques pour l'imputation KNN
numeric_cols = df_imputed.select_dtypes(include=['number']).columns.tolist()
# Filtrer uniquement les colonnes avec peu ou pas de valeurs manquantes
valid_cols = [col for col in numeric_cols if df_imputed[col].isna().mean() < 0.3]
if len(valid_cols) < 3:
print("Pas assez de variables numériques pour l'imputation KNN. Utilisation de la médiane.")
if impute_year and has_year:
df_imputed['year'].fillna(df_imputed['year'].median(), inplace=True)
if impute_age and has_age:
df_imputed['age'].fillna(df_imputed['age'].median(), inplace=True)
else:
print(f"Imputation KNN avec {len(valid_cols)} variables numériques...")
# Créer un sous-ensemble des données numériques
numeric_data = df_imputed[valid_cols].copy()
# Appliquer l'imputation KNN
imputer = KNNImputer(n_neighbors=5)
imputed_values = imputer.fit_transform(numeric_data)
# Reconstruire le DataFrame avec les valeurs imputées
numeric_df_imputed = pd.DataFrame(imputed_values, columns=valid_cols, index=df_imputed.index)
# Remplacer uniquement les valeurs manquantes dans les colonnes cibles
if impute_year and has_year and 'year' in valid_cols:
missing_mask = df_imputed['year'].isna()
df_imputed.loc[missing_mask, 'year'] = numeric_df_imputed.loc[missing_mask, 'year']
print(f"Imputé {missing_mask.sum()} valeurs manquantes dans 'year' avec KNN.")
if impute_age and has_age and 'age' in valid_cols:
missing_mask = df_imputed['age'].isna()
df_imputed.loc[missing_mask, 'age'] = numeric_df_imputed.loc[missing_mask, 'age']
print(f"Imputé {missing_mask.sum()} valeurs manquantes dans 'age' avec KNN.")
# 3. Vérification de cohérence après imputation
if has_year and has_age:
# S'assurer que year + age = année actuelle (approximativement)
tolerance = 3 # Tolérance de 3 ans
inconsistent_mask = abs((df_imputed['construction_year'] + df_imputed['age']) - current_year) > tolerance
if inconsistent_mask.any():
print(f"Attention: {inconsistent_mask.sum()} propriétés ont des valeurs d'année et d'âge incohérentes après imputation.")
# 4. Arrondir l'année à l'entier le plus proche
if has_year:
df_imputed['construction_year'] = df_imputed['construction_year'].round().astype('Int64')
if has_age:
df_imputed['age'] = df_imputed['age'].round().astype('Int64')
# Nettoyer les colonnes temporaires
if 'price_range' in df_imputed.columns and 'price_range' not in df.columns:
df_imputed.drop('price_range', axis=1, inplace=True)
return df_imputed
def impute_binary_amenities(df, binary_columns=None, grouping_columns=['city', 'property_type', 'transaction']):
"""
Impute les valeurs manquantes dans les colonnes binaires représentant les équipements immobiliers.
Utilise une approche par niveaux basée sur les colonnes de groupement.
Parameters:
-----------
df : pandas.DataFrame
DataFrame contenant les données immobilières
binary_columns : list
Liste des colonnes binaires à imputer
grouping_columns : list
Liste des colonnes à utiliser pour le groupement (par défaut: city, property_type, transaction)
Returns:
--------
pandas.DataFrame
DataFrame avec les valeurs imputées
"""
# Créer une copie pour ne pas modifier le dataframe original
df_imputed = df.copy()
# Vérifier les colonnes binaires à imputer
if binary_columns is None:
print("Aucune colonne binaire spécifiée pour l'imputation")
return df_imputed
# Filtrer les colonnes existantes
binary_columns = [col for col in binary_columns if col in df_imputed.columns]
grouping_columns = [col for col in grouping_columns if col in df_imputed.columns]
print(f"Colonnes binaires à imputer: {', '.join(binary_columns)}")
print(f"Colonnes de groupement: {', '.join(grouping_columns)}")
# Générer toutes les combinaisons de colonnes de groupement
import itertools
grouping_combinations = []
# Ajouter les combinaisons de colonnes de groupement, du plus spécifique au plus général
for i in range(len(grouping_columns), 0, -1):
grouping_combinations.extend(list(itertools.combinations(grouping_columns, i)))
# Pour chaque colonne binaire à imputer
for col in binary_columns:
# Vérifier s'il y a des valeurs manquantes
missing_mask = df_imputed[col].isna()
missing_count = missing_mask.sum()
if missing_count == 0:
print(f"- {col}: Aucune valeur manquante")
continue
print(f"- {col}: Imputation de {missing_count} valeurs manquantes")
# Imputation par niveaux
for level, group_cols in enumerate(grouping_combinations):
if not missing_mask.any():
break
# Calculer le mode (valeur la plus fréquente) par groupe
group_modes = df_imputed[~missing_mask].groupby(list(group_cols))[col].agg(
lambda x: x.mode().iloc[0] if len(x.mode()) > 0 else None
)
# Imputer les valeurs manquantes par groupe
for index, row in df_imputed[missing_mask].iterrows():
try:
# Créer la clé de groupe
group_key = tuple(row[gc] for gc in group_cols)
# Imputer si le mode existe pour ce groupe
if group_key in group_modes.index and group_modes[group_key] is not None:
df_imputed.loc[index, col] = group_modes[group_key]
except:
# Ignorer les erreurs (ex: valeurs manquantes dans les colonnes de groupement)
continue
# Mettre à jour le masque des valeurs manquantes
new_missing_mask = df_imputed[col].isna()
imputed_in_level = missing_mask.sum() - new_missing_mask.sum()
if imputed_in_level > 0:
print(f" Niveau {level+1} ({', '.join(group_cols)}): {imputed_in_level} valeurs imputées")
missing_mask = new_missing_mask
# Imputation finale avec le mode global pour les valeurs restantes
if missing_mask.any():
global_mode = df_imputed[col].mode().iloc[0]
df_imputed.loc[missing_mask, col] = global_mode
print(f" Imputation globale: {missing_mask.sum()} valeurs imputées avec {global_mode}")
return df_imputed
def simple_impute_rooms(df, rooms_col='rooms', area_col='size', property_type_col='property_type'):
"""
Parameters:
-----------
df : pandas.DataFrame
DataFrame contenant les données immobilières
rooms_col : str
Nom de la colonne contenant le nombre de pièces/ nombre de parkings/ nombre de chambres/ salles de bain
(ex: 'rooms', 'bedrooms', 'bathrooms', 'parkings')
area_col : str
Nom de la colonne contenant la superficie
property_type_col : str
Nom de la colonne contenant le type de propriété
Returns:
--------
pandas.DataFrame
DataFrame avec les valeurs de rooms imputées
"""
# Copie du dataframe
df_imputed = df.copy()
# Calculer le nombre de valeurs manquantes
missing_count = df_imputed[rooms_col].isna().sum()
print(f"Imputation de {missing_count} valeurs manquantes dans '{rooms_col}'")
# Créer des segments de superficie (quartiles)
area_bins = [0] + list(df_imputed[area_col].quantile([0.25, 0.5, 0.75, 1.0]))
df_imputed['area_segment'] = pd.cut(df_imputed[area_col], bins=area_bins, include_lowest=True)
# Méthode principale: calculer le ratio moyen pièces/superficie par type de propriété
# Cela donne une idée de combien de m² par pièce selon le type de logement
# Calculer le ratio moyen pièces/superficie pour chaque type de propriété
ratios = df_imputed.dropna(subset=[rooms_col]).groupby(property_type_col).apply(
lambda x: (x[rooms_col] / x[area_col]).median()
).to_dict()
# Imputer les valeurs manquantes directement
missing_mask = df_imputed[rooms_col].isna()
for prop_type in ratios:
# Pour chaque type de propriété, imputer en fonction du ratio
type_mask = (df_imputed[property_type_col] == prop_type) & missing_mask
if type_mask.any():
# Estimer le nombre de pièces en fonction de la superficie et du ratio
df_imputed.loc[type_mask, rooms_col] = (df_imputed.loc[type_mask, area_col] * ratios[prop_type]).round()
# Imputer les valeurs restantes par segment de superficie
still_missing = df_imputed[rooms_col].isna()
if still_missing.any():
# Calculer le nombre moyen de pièces par segment de superficie
segment_means = df_imputed.groupby('area_segment')[rooms_col].transform(
lambda x: x.median() if not x.dropna().empty else None
)
# Imputer les valeurs manquantes
df_imputed.loc[still_missing, rooms_col] = segment_means.loc[still_missing]
# Imputer les dernières valeurs manquantes avec la médiane globale
final_missing = df_imputed[rooms_col].isna()
if final_missing.any():
median_rooms = df_imputed[rooms_col].median()
df_imputed.loc[final_missing, rooms_col] = round(median_rooms)
# Arrondir à l'entier le plus proche
df_imputed[rooms_col] = df_imputed[rooms_col].round()
# Supprimer la colonne temporaire
df_imputed.drop('area_segment', axis=1, inplace=True)
print(f"Imputation terminée.")
return df_imputed
def quick_impute(df):
df=impute_missing_prices(df)
df=impute_condition_simple(df)
df=impute_finishing_simple(df)
df=impute_property_year_age(df)
df['construction_year']=2025-df['age']
df=impute_binary_amenities(df,['elevator','swimming_pool','central_heating','air_conditioning','equipped_kitchen','garden'])
df=simple_impute_rooms(df,'rooms')
df=simple_impute_rooms(df,'bedrooms')
df=simple_impute_rooms(df,'bathrooms')
df=simple_impute_rooms(df,'parkings')
return df
def prepare_data_for_regression(df):
"""
Prépare les données pour la régression - encode uniquement condition, finishing et variables binaires
"""
df_prep = df.copy()
# Colonnes à exclure complètement de l'analyse (non pertinentes pour la prédiction)
columns_to_exclude = ['source', 'date', 'suffix', 'listing_price', 'price_ttc', 'construction_year']
existing_exclude_cols = [col for col in columns_to_exclude if col in df_prep.columns]
if existing_exclude_cols:
df_prep = df_prep.drop(columns=existing_exclude_cols)
print(f"Colonnes exclues: {existing_exclude_cols}")
# Traitement des variables ordinales
# Définir l'ordre pour chaque variable ordinale
condition_categories = ['à rénover', 'à rafraichir', 'bonne condition', 'excellente condition', 'neuf']
finishing_categories = ['social', 'économique', 'moyen standing', 'haut standing', 'très haut standing']
# Encoder les variables ordinales
if 'condition' in df_prep.columns:
cat_map = {cat: i for i, cat in enumerate(condition_categories)}
df_prep['condition'] = df_prep['condition'].map(cat_map)
df_prep['condition'].fillna(df_prep['condition'].median(), inplace=True)
if 'finishing' in df_prep.columns:
cat_map = {cat: i for i, cat in enumerate(finishing_categories)}
df_prep['finishing'] = df_prep['finishing'].map(cat_map)
df_prep['finishing'].fillna(df_prep['finishing'].median(), inplace=True)
# S'assurer que les variables binaires sont numériques
binary_cols = [col for col in df_prep.columns if df_prep[col].nunique() == 2 and
col not in ['transaction', 'property_type', 'city', 'neighborhood']]
for col in binary_cols:
if df_prep[col].dtype != 'int64' and df_prep[col].dtype != 'float64':
df_prep[col] = df_prep[col].astype(int)
return df_prep
def regression_par_segment(df, city=None, property_type=None, transaction=None, target_column='price'):
"""
Réalise une régression linéaire simple sur un segment spécifique des données
Paramètres:
-----------
df : pandas DataFrame
Le dataframe déjà préparé avec prepare_data_for_regression
city : str, optional
Ville à filtrer
property_type : str, optional
Type de propriété à filtrer
transaction : str, optional
Type de transaction à filtrer
target_column : str
Nom de la colonne cible
Retourne:
---------
model : objet modèle
Le modèle de régression linéaire
feature_importance : DataFrame
Importance des caractéristiques
metrics : dict
Métriques de performance
"""
# Filtrer les données selon les paramètres
df_filtered = df.copy()
if city is not None and 'city' in df_filtered.columns:
df_filtered = df_filtered[df_filtered['city'] == city]
df_filtered = df_filtered.drop(columns=['city'])
if property_type is not None and 'property_type' in df_filtered.columns:
df_filtered = df_filtered[df_filtered['property_type'] == property_type]
df_filtered = df_filtered.drop(columns=['property_type'])
if transaction is not None and 'transaction' in df_filtered.columns:
df_filtered = df_filtered[df_filtered['transaction'] == transaction]
df_filtered = df_filtered.drop(columns=['transaction'])
# Supprimer les colonnes non nécessaires pour la régression
columns_to_drop = ['date', 'source', 'neighborhood', 'suffix','listing_price','price_ttc']
columns_to_drop = [col for col in columns_to_drop if col in df_filtered.columns]
if columns_to_drop:
df_filtered = df_filtered.drop(columns=columns_to_drop)
# Supprimer les lignes avec des valeurs manquantes dans la colonne cible
df_filtered = df_filtered.dropna(subset=[target_column])
# Séparer les caractéristiques et la cible
y = df_filtered[target_column]
X = df_filtered.drop(columns=[target_column])
# Exclure les colonnes non numériques
X = X.select_dtypes(include=['number'])
# Diviser en ensembles d'entraînement et de test
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
# Normaliser les caractéristiques
scaler = StandardScaler()
X_train_scaled = scaler.fit_transform(X_train)
X_test_scaled = scaler.transform(X_test)
# Entraîner le modèle
model = LinearRegression()
model.fit(X_train_scaled, y_train)
# Prédictions
y_train_pred = model.predict(X_train_scaled)
y_test_pred = model.predict(X_test_scaled)
# Évaluer le modèle
train_r2 = r2_score(y_train, y_train_pred)
test_r2 = r2_score(y_test, y_test_pred)
test_rmse = np.sqrt(mean_squared_error(y_test, y_test_pred))
test_mae = mean_absolute_error(y_test, y_test_pred)
# Importance des caractéristiques
feature_importance = pd.DataFrame({
'Caractéristique': X.columns,
'Coefficient': model.coef_
}).sort_values('Coefficient', key=abs, ascending=False)
# Afficher les résultats
print(f"Nombre d'observations: {len(df_filtered)}")
print(f"R² (entraînement): {train_r2:.4f}")
print(f"R² (test): {test_r2:.4f}")
print(f"RMSE (test): {test_rmse:.2f}")
print(f"MAE (test): {test_mae:.2f}")
print("\nTop caractéristiques les plus influentes:")
print(feature_importance.head(10))
# Préparer visualisation
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.scatter(y_test, y_test_pred, alpha=0.5)
plt.plot([y_test.min(), y_test.max()], [y_test.min(), y_test.max()], 'r--')
plt.xlabel('Prix réels')
plt.ylabel('Prix prédits')
plt.title('Prix réels vs Prix prédits')
plt.grid(True)
plt.annotate(f'R² = {test_r2:.4f}', xy=(0.05, 0.95), xycoords='axes fraction', fontsize=12)
plt.tight_layout()
plt.show()
# Graphique d'importance des caractéristiques
plt.figure(figsize=(10, 8))
top_features = feature_importance.head(10)
colors = ['green' if coef > 0 else 'red' for coef in top_features['Coefficient']]
plt.barh(top_features['Caractéristique'], top_features['Coefficient'], color=colors)
plt.xlabel('Valeur du coefficient')
plt.ylabel('Caractéristique')
plt.title('Top 10 des caractéristiques les plus importantes')
plt.axvline(x=0, color='k', linestyle='--')
plt.grid(True, axis='x')
plt.tight_layout()
plt.show()
metrics = {
'train_r2': train_r2,
'test_r2': test_r2,
'test_rmse': test_rmse,
'test_mae': test_mae
}
return model, feature_importance, metrics
def random_forest_par_segment(df, city=None, property_type=None, transaction=None,
target_column='price', n_estimators=100, max_depth=None):
"""
Réalise une régression par Random Forest sur un segment spécifique des données
Paramètres:
-----------
df : pandas DataFrame
Le dataframe déjà préparé avec prepare_data_for_regression
city : str, optional
Ville à filtrer
property_type : str, optional
Type de propriété à filtrer
transaction : str, optional
Type de transaction à filtrer
target_column : str
Nom de la colonne cible
n_estimators : int
Nombre d'arbres dans la forêt
max_depth : int, optional
Profondeur maximale des arbres
Retourne:
---------
model : objet modèle
Le modèle Random Forest
feature_importance : DataFrame
Importance des caractéristiques
metrics : dict
Métriques de performance
"""
# Filtrer les données selon les paramètres
df_filtered = df.copy()
if city is not None and 'city' in df_filtered.columns:
df_filtered = df_filtered[df_filtered['city'] == city]
df_filtered = df_filtered.drop(columns=['city'])
if property_type is not None and 'property_type' in df_filtered.columns:
df_filtered = df_filtered[df_filtered['property_type'] == property_type]
df_filtered = df_filtered.drop(columns=['property_type'])
if transaction is not None and 'transaction' in df_filtered.columns:
df_filtered = df_filtered[df_filtered['transaction'] == transaction]
df_filtered = df_filtered.drop(columns=['transaction'])
# Supprimer les colonnes non nécessaires pour la régression
columns_to_drop = ['listing_price','price_ttc','date', 'source', 'neighborhood', 'suffix']
columns_to_drop = [col for col in columns_to_drop if col in df_filtered.columns]
if columns_to_drop:
df_filtered = df_filtered.drop(columns=columns_to_drop)
# Supprimer les lignes avec des valeurs manquantes dans la colonne cible
df_filtered = df_filtered.dropna(subset=[target_column])
# Séparer les caractéristiques et la cible
y = df_filtered[target_column]
X = df_filtered.drop(columns=[target_column])
# Exclure les colonnes non numériques
X = X.select_dtypes(include=['number'])
# Diviser en ensembles d'entraînement et de test
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42)
# Normaliser les caractéristiques (facultatif pour Random Forest)
# On le fait pour rester cohérent avec la régression linéaire
scaler = StandardScaler()
X_train_scaled = scaler.fit_transform(X_train)
X_test_scaled = scaler.transform(X_test)
# Créer et entraîner le modèle Random Forest
rf_model = RandomForestRegressor(
n_estimators=n_estimators,