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深度学习实战94-基于图卷积神经网络GCN模型的搭建以及在金融领域的场景

news 文章来源：https://blog.csdn.net/weixin_42878111/article/details/142957071 2025/5/7 6:44:57

大家好，我是微学AI，今天给大家介绍一下深度学习实战94-基于图卷积神经网络GCN模型的搭建以及在金融领域的场景。文章首先介绍了GCN模型的原理及模型结构，随后提供了数据样例，并详细展示了实战代码。通过本文，读者可以深入了解GCN模型在金融场景下的应用，同时掌握代码的具体运行方法，为金融领域的相关研究提供有力支持。

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文章目录

  • 一、GCN 模型概述
    • 1.1 GCN 发展背景与兴起
    • 1.2 GCN 在金融领域的意义
      • 1.2.1 提升风险管理能力
      • 1.2.2 加强反欺诈能力
      • 1.2.3 优化投资组合管理
      • 1.2.4 助力信贷评估
    • 1.3 GCN 技术概览与发展趋势
  • GCN 模型原理
    • 2.1 图数据的特点与挑战
    • 2.2 节点特征的传递机制
    • 2.3 图卷积操作的数学基础
    • 2.4 GCN的深层含义
    • 2.5 GCN与其他图模型的对比
  • 三、GCN模型结构
    • 3.1 GCN模型基础架构
      • 3.1.1 单层GCN的构成
      • 3.1.2 多层堆叠的意义
    • 3.2 实例解析：金融风险传导分析
      • 3.2.1 网络构建与特征初始化
      • 3.2.2 多层GCN模型设计
      • 3.2.3 训练与评估
    • 3.3 结构优化与挑战
  • 四、金融领域数据样例
    • 4.1 信贷风险评估：阿里巴巴金融数据集
      • 4.1.1 数据集简介
      • 4.1.2 数据特点
      • 4.1.3 GCN应用优势
    • 4.2 股票市场异常检测：NASDAQ-100指数数据
      • 4.2.1 数据集描述
      • 4.2.2 数据特性
      • 4.2.3 GCN应用优势
  • 五、GCN 实战代码
    • 5.1 数据预处理
      • 5.1.1 数据收集与处理
      • 5.1.2 构建图结构
    • 5.2 搭建GCN模型
      • 5.2.1 定义GCN层
      • 5.2.2 完整模型
    • 5.3 模型训练与评估
      • 5.3.1 准备数据集
      • 5.3.2 训练过程
      • 5.3.3 评估与预测

一、GCN 模型概述

1.1 GCN 发展背景与兴起

随着大数据时代的到来，复杂网络数据的处理成为研究热点，尤其是在金融领域，关系数据的分析对于风险评估、信贷审批、投资策略制定等方面至关重要。传统的机器学习方法往往基于向量化的输入，难以直接处理图结构数据中的丰富关联信息。在此背景下，图神经网络（Graph Neural Networks, GNN）应运而生，其中图卷积网络（Graph Convolutional Networks, GCN）作为GNN的一个重要分支，自2016年Thomas N. Kipf等人提出以来，迅速成为处理图数据的标准工具之一。

GCN的设计灵感来源于深度学习中的卷积神

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