标记不连续的日期范围

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【中文标题】标记不连续的日期范围【英文标题】:Mark non-contiguous date ranges 【发布时间】:2011-08-19 18:57:14 【问题描述】:

背景(输入)

Global Historical Climatology Network 在其收集的天气测量数据中标记了无效或错误的数据。删除这些元素后,有大量数据不再具有连续的日期部分。数据类似于:

"2007-12-01";14 -- Start of December
"2007-12-29";8
"2007-12-30";11
"2007-12-31";7
"2008-01-01";8 -- Start of January
"2008-01-02";12
"2008-01-29";0
"2008-01-31";7
"2008-02-01";4 -- Start of February
... entire month is complete ...
"2008-02-29";12
"2008-03-01";14  -- Start of March
"2008-03-02";17
"2008-03-05";17

问题(输出)

虽然可以推断缺失数据(例如,通过其他年份的平均值)以提供连续范围,但为了简化系统,我想根据是否有连续的日期范围来标记非连续段来填充月份:

D;"2007-12-01";14 -- Start of December
D;"2007-12-29";8
D;"2007-12-30";11
D;"2007-12-31";7
D;"2008-01-01";8 -- Start of January
D;"2008-01-02";12
D;"2008-01-29";0
D;"2008-01-31";7
"2008-02-01";4 -- Start of February
... entire month is complete ...
"2008-02-29";12
D;"2008-03-01";14  -- Start of March
D;"2008-03-02";17
D;"2008-03-05";17

一些测量是在 1843 年进行的。

问题

对于所有气象站,您将如何标记月份中缺少一天或多天的所有天?

源代码

选择数据的代码类似于:

select
  m.id,
  m.taken,
  m.station_id,
  m.amount
from
  climate.measurement

相关想法

生成一个包含连续日期的表格,并将它们与测量的数据日期进行比较。

What is the most straightforward way to pad empty dates in sql results (on either mysql or perl end)? How do I group on continuous ranges http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa175780%28v=sql.80%29.aspx

更新

可以使用本节中的 SQL 重新创建问题。

表格

创建表如下:

CREATE TABLE climate.calendar
(
  id serial NOT NULL,
  n character varying(2) NOT NULL,
  d date NOT NULL,
  "valid" boolean NOT NULL DEFAULT true,
  CONSTRAINT calendar_pk PRIMARY KEY (id)
)
WITH (
  OIDS=FALSE
);

生成数据

以下 SQL 将数据插入到表中(id [int]、name [varchar]、date [date]、valid [boolean]):

insert into climate.calendar (n, d) 
    select 'A', (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n
insert into climate.calendar (n, d) 
    select 'B', (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n
insert into climate.calendar (n, d) 
    select 'C', (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n
insert into climate.calendar (n, d) 
    select 'D', (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n
insert into climate.calendar (n, d) 
    select 'E', (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n
insert into climate.calendar (n, d) 
    select 'F', (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n

'A''F' 的值表示在特定日期进行测量的气象站的名称。

删除随机行

删除部分行如下:

delete from climate.calendar where id in (select id from climate.calendar order by random() limit 5000);

尝试 #1

对于一个月中缺少一天或多天的所有天数,以下内容不会将 valid 标志切换为 false

UPDATE climate.calendar
SET valid = false
WHERE date_trunc('month', d) IN (
    SELECT DISTINCT date_trunc('month', d)
    FROM climate.calendar A
    WHERE NOT EXISTS (
        SELECT 1
        FROM climate.calendar B
        WHERE A.d - 1 = B.d
   )
);

尝试 #2

以下 SQL 产生一个空结果集:

with gen_calendar as (
    select (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n
)
select gc.cal_date
from gen_calendar gc
left join climate.calendar c on c.d = gc.cal_date
where c.d is null;

尝试 #3

以下 SQL 生成所有可能的站名和日期组合:

select
  distinct( cc.n ), t.d
from
  climate.calendar cc,
  (
    select (date('1982-01-1') + (n || ' days')::interval)::date d
    from generate_series(0, date('2011-04-9') - date('1982-01-1') ) n
  ) t
order by
  cc.n

但是,在实际数据中,有数百个站点,并且日期可以追溯到 1800 年代中期,因此所有站点的所有日期的笛卡尔坐标都太大。如果有足够的时间,这种方法可能会奏效……一定有更快的方法。

尝试 #4

PostgreSQL 有窗口函数。

How to select specific changes using windowing functions in postgres

谢谢!

【问题讨论】:

这是表示您想找出有间隔的月份的一种方式吗? @Catcall:是的。这是一种复杂的说法。考虑到每月的天数、闰年等等。 +1 表示编辑,这让我更清楚问题。 【参考方案1】:

generate_series()

PostgreSQL 的generate_series() 函数可以创建一个包含连续日期列表的视图:

with calendar as (
    select ((select min(date) from test)::date + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, (select max(date) - min(date) from test)) n
)
select cal_date
from calendar c
left join test t on t.date = c.cal_date
where t.date is null;

表达式select max(date) - min(date) from test 可能差一。

计算每月的天数

识别无效月份的一种方法是创建两个视图。第一个计算每个站点每个月应该产生的每日读数的数量。 (注意climate.calendar 被翻译成climate_calendar。)第二个返回每个站点每月产生的实际每日读数。

每个站点每月的最大天数

此视图将返回每个站点每月的实际天数。 (例如,二月总是有 28 或 29 天。)

create view count_max_station_calendar_days as 
with calendar as (
    select ((select min(d) from climate_calendar)::date + (n || ' days')::interval)::date cal_date
    from generate_series(0, (select max(d) - min(d) from climate_calendar)) n
)
select n, extract(year from cal_date) yr, extract(month from cal_date) mo, count(*) num_days
from stations cross join calendar
group by n, yr, mo
order by n, yr, mo

每个站点每月的实际天数

返回的总天数将少于总数。 (例如,一月总是有 31 天或更少。)

create view count_actual_station_calendar_days as
select n, extract(year from d) yr, extract(month from d) mo, count(*) num_days
from climate_calendar
group by n, yr, mo
order by n, yr, mo;

在生产环境中删除 ORDER BY 子句(它们有助于开发)。

比较视图

将两个视图加入到新视图中,识别需要标记的电台和月份:

create view invalid_station_months as 
select m.n, m.yr, m.mo, m.num_days - a.num_days num_days_missing
from count_max_station_calendar_days m
inner join count_actual_station_calendar_days a
       on (m.n = a.n and m.yr = a.yr and m.mo = a.mo and m.num_days <> a.num_days)

n   yr    mo  num_days_missing
--
A   1982  1   1
E   2007  3   1

num_days_missing 列不是必需的,但很有用。

这些是需要更新的行:

select cc.* 
from climate_calendar cc
inner join invalid_station_months im 
        on (cc.n = im.n and 
            extract(year from cc.d) = im.yr and
            extract(month from cc.d) = im.mo)
where valid = true

更新数据库

要更新它们,id 键很方便。

update climate_calendar
set valid = false
where id in (
    select id
    from climate_calendar cc
    inner join invalid_station_months im 
        on (cc.n = im.n and 
            extract(year from cc.d) = im.yr and
            extract(month from cc.d) = im.mo)
    where valid = true
);

【讨论】:

@Dave Jarvis:我根据对您问题的编辑添加了很多内容。它包括三个有用的视图和一个有效的 UPDATE 语句。 计算天数很有见地。再次感谢您。 查询成功返回:498215579行受影响,173600096毫秒执行时间。 ;-) 需要 96 GB 的临时空间。 @Dave Jarvis:无论如何你都需要休息一下,对吧?你是在一次交易中做到这一点的吗?【参考方案2】:

假设每天不能超过一行,这应该返回行数不等于该月天数的所有月份。

SELECT station_id, DATE_TRUNC('month', d)
FROM climate.calendar
GROUP BY station_id, DATE_TRUNC('month', d)
HAVING COUNT(*) <> 
  DATE_PART('month',
            DATE_TRUNC('month', d) + INTERVAL '1 month' - INTERVAL '1 day')

【讨论】:

谢谢。不幸的是,它每年每个月都会返回,因为它没有考虑每个站点的日期分布。【参考方案3】:

假设您有一个名为 is_contiguous 的 BOOLEAN 字段,这是您可以做到的一种方法。根据需要修改:

UPDATE measurement
SET is_contiguous = FALSE
WHERE NOT EXISTS (
  SELECT 1
    FROM measurement B
   WHERE measurement.taken - 1 = B.taken
);

编辑:

我相信我误解了您的要求。我以为您想标记不连续的单个日期。但显然,如果缺少任意天数,您希望将整个月的日期标记为不连续。

编辑 2:

这是我的原始(不正确)查询的修改版本,它选择了缺少任何日期的不同月份:

UPDATE measurement
SET is_contiguous = FALSE
WHERE date_trunc('month', taken) IN (
    SELECT DISTINCT date_trunc('month', taken)
    FROM measurement A
    WHERE NOT EXISTS (
        SELECT 1
        FROM measurement B
        WHERE A.taken - 1 = B.taken
   )
);

【讨论】:

以上是关于标记不连续的日期范围的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

在 SQL 中检测和合并日期范围的连续重叠

计算连续日期,不包括 SQL 中的周末

按名称分组的连续日期范围内的最小和最大日期

使用 SQL 检测连续的日期范围

使用 Hive 中的值计算连续的日期范围

根据日期范围查找至少 2 个连续项目