Was ist ein Rolling Window?

Zeitreihen in R bearbeiten

Harrison Brown

Graduate Researcher in Geography

Windows

Ein Window ist ein begrenzter Bereich von Beobachtungen

Anschauliche Analogie zwischen einem Zeitreihen-Window und der Scrollleiste auf einem Monitor.

Windows

Originaldaten:

Plot der FTSE-Zeitreihe mit generell aufwärtsgerichtetem Trend.

Window:

Plot mit einem Zeitreihen-Window auf dem FTSE-Datensatz. Das Window reicht von 1992 bis 1993 und ist ein kleinerer Ausschnitt der Gesamtdaten (1991–1999).

Globale Zusammenfassungsstatistiken

mean(ftse)

[1] 3565.643

autoplot(ftse) + 
  geom_hline(
    yintercept = mean(ftse)
  ) + 
  ...

Globaler Mittelwert:

Plot der FTSE-Zeitreihe mit einer blauen gestrichelten Horizontalen bei ca. 3.500. Diese Linie zeigt den globalen bzw. Gesamtmittelwert des Datensatzes.

Rolling Window

Misst, wie sich Statistiken ändern, wenn sich Daten über die Zeit bewegen

Plot der FTSE-Zeitreihe.

Gleitender Mittelwert in Rot über den Originaldaten

Plot der FTSE-Zeitreihe mit überlagerter roter Linie für den gleitenden Mittelwert. Der gleitende Mittelwert folgt der Serie eng und zeigt ebenfalls einen allgemeinen Aufwärtstrend.

Rolling mit zoo

zoo::rollmean()
zoo::rollsum()
zoo::rollmax()

rollmean(ftse,
         k = 30,
         align = 'right',
         fill = NA)

Window-Argumente

ftse_rm_right <-
  rollmean(ftse,
           k = 7,
           align = "right",
           fill = NA)

k: Größe des Windows
align: Ausrichtung des Windows
fill: Füllwerte außerhalb des Windows

ftse_rm_right

[1]    NA
[2]    NA
[3]    NA
[4]    NA
[5]    NA          
[6]    NA
[7]    2465.971
[8]    2475.229
[9]    2482.414
...

NA-Werte

ftse_rm_right

 [1]    NA
 [2]    NA
 [3]    NA
 [4]    NA
 [5]    NA          
 [6]    NA
 [7]    2465.971
 [8]    2475.229
 [9]    2482.414
...

sum(is.na(ftse_rm_right))

[1] 6

Window-Ausrichtung

Ausrichtungen:

Rechtsbündig

data_rm <- rollmean(
  data,
  k = 7,
  fill = NA,
  align = "right"
)

Plot einer Zeitreihe mit überlagerter rechtsbündiger Ausrichtung des Windows. Das Diagramm zeigt, wo die Ausgabe der Rolling-Funktion relativ zu den Originaldaten „platziert" wird. Hier liegt sie rechts vom genutzten Window.

Window-Ausrichtung

Ausrichtungen:

Linksbündig

data_rm <- rollmean(
  data,
  k = 7,
  fill = NA,
  align = "left"
)

Plot einer Zeitreihe mit überlagerter linksbündiger Ausrichtung des Windows. Das Diagramm zeigt, wo die Ausgabe der Rolling-Funktion relativ zu den Originaldaten „platziert" wird. Hier liegt sie links vom genutzten Window.

Window-Ausrichtung

Ausrichtungen:

Zentriert

data_rm <- rollmean(
  data,
  k = 7,
  fill = NA,
  align = "center"
)

Plot einer Zeitreihe mit überlagerter zentrierter Ausrichtung des Windows. Das Diagramm zeigt, wo die Ausgabe der Rolling-Funktion relativ zu den Originaldaten „platziert" wird. Hier liegt sie in der Mitte des genutzten Windows.

Lass uns üben!

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