数据建模：回归分析、分类、聚类

课程简介

数据建模是利用数学模型描述数据的特性、关系和模式，帮助理解现象、预测未来，主要包括回归分析、分类、聚类三大类方法。

示例：

聚类是一种将数据分类为具有共同点的组的方法。如，一个散点图，绘制了每个顾客的年龄和购买金额之间的关系。

数据建模（Data Modeling）作为数据分析与系统设计的核心技能，就业领域覆盖技术开发、业务分析、战略决策等多个层面：

1. 技术研发与数据工程类

（1）数据建模工程师

• 职责：设计企业数据仓库、数据湖的结构，构建实体关系模型（ER模型）、维度模型（如星型/雪花模型）。

• 行业需求：互联网大厂（阿里、腾讯）、金融科技公司（蚂蚁集团）、云计算服务商（AWS、Azure）。

• 核心技能：SQL、ETL工具（Informatica、Talend）、数据建模工具（Erwin、PowerDesigner）。

（2）大数据架构师

• 职责：规划分布式数据存储与处理架构，优化Hadoop、Spark等框架下的数据模型。

• 应用场景：处理PB级数据（如社交网络用户行为日志）、实时流数据处理（如IoT传感器数据）。

2. 金融与风险管理

（1）金融风控建模师

• 职责：构建信用评分模型、反欺诈模型，预测用户违约概率。

• 行业需求：银行（如招商银行）、消费金融公司（如捷信）、互联网金融平台（如陆金所）。

• 工具与技术：Python（Pandas/Scikit-learn）、逻辑回归、随机森林、深度学习（RNN/LSTM）。

（2）量化分析师（Quant）

• 职责：开发金融交易策略模型，如股票价格预测、高频交易算法。

• 核心能力：数学建模（随机过程、蒙特卡洛模拟）、金融衍生品定价（Black-Scholes模型）。

3. 互联网与用户分析

（1）用户增长分析师

• 职责：通过用户行为数据建模，优化A/B测试策略，提升DAU/MAU。

• 案例：构建用户流失预警模型（如使用生存分析），设计召回策略。

• 行业需求：社交平台（微信、抖音）、电商平台（拼多多、Shopee）。

（2）推荐系统工程师

• 职责：设计协同过滤、深度学习推荐模型（如YouTube DNN、Transformer），优化个性化推荐效果。

• 技术栈：TensorFlow/PyTorch、特征工程、图神经网络（GNN）。

4. 医疗与生物信息

（1）生物统计师

• 职责：分析临床试验数据，构建疾病预测模型（如癌症生存率预测）。

• 工具：SAS、R、Python（Biopython库），熟悉生存分析、混合效应模型。

（2）医疗AI工程师

• 应用场景：开发医学影像识别模型（如CT/MRI病灶检测）、电子病历自然语言处理（NER+关系抽取）。

• 行业需求：医疗AI公司（如联影智能、推想科技）、三甲医院信息科。

5. 制造业与物联网（IoT）

（1）工业数据分析师

• 职责：构建设备故障预测模型（PHM）、优化生产流程（如数字孪生技术）。

• 数据来源：传感器时序数据、生产线日志。

• 技术：时间序列分析（ARIMA、Prophet）、异常检测（Isolation Forest）。

（2）供应链优化专家

• 职责：通过需求预测模型优化库存管理，降低供应链成本。

• 案例：利用随机森林预测商品销量，动态调整补货策略。

6. 政府与公共服务

（1）城市规划数据科学家

• 职责：构建交通流量模型、人口迁移模型，支持智慧城市建设。

• 数据工具：GIS（地理信息系统）、城市大数据平台。

（2）公共政策分析师

• 应用场景：通过经济数据建模评估政策效果（如税收政策模拟）。

• 方法：因果推断（双重差分法）、可计算一般均衡模型（CGE）。

7. 咨询与解决方案

（1）数据咨询顾问

• 职责：为企业设计数据治理框架，规范数据模型与元数据管理。

• 行业需求：四大咨询公司（德勤、毕马威）、垂直领域IT服务商。

（2）AI解决方案架构师

• 职责：将业务需求转化为数据建模方案，如零售客户分群模型、广告点击率预测模型。

• 核心能力：跨领域沟通（业务+技术）、模型部署（Docker、Kubernetes）。

8. 学术与科研方向

（1）高校研究员

• 研究方向：深度学习模型优化（如Transformer架构改进）、联邦学习、图数据建模。

• 机构：国内外高校、中科院、企业研究院（如华为诺亚方舟实验室）。

（2）科研数据分析师

• 领域：天文数据建模（如星系分类）、气候模型构建（如全球变暖预测）。

• 工具：MATLAB、Julia、大规模并行计算（MPI）。

新兴领域与跨界机会

1. 元宇宙与虚拟经济：构建虚拟世界中的用户行为模型与经济系统（如NFT交易预测）。

2. 区块链与DeFi：设计链上数据模型分析交易模式（如闪电贷攻击检测）。

3. AIGC（生成式AI）：训练大语言模型（LLM）的参数优化与提示工程（Prompt Engineering）。