Uitbreidende vensters

Tijdreeksgegevens bewerken in R

Harrison Brown

Graduate Researcher in Geography

Rolling versus uitbreidende vensters

Rolvenster:

Bewegend startpunt
Venster heeft vaste breedte

Uitbreidend venster:

Vast startpunt
Venster wordt steeds breder

Proces van uitbreidend venster

Groeiende vensterbreedte:

Breedte 1 bij observatie 1,
Breedte 2 bij observatie 2,
Breedte 3 bij observatie 3,
...

Wat is de samenvatting van de data die we hebben?

Vast startpunt:

Vensters starten allemaal aan het begin van de tijdreeks.

Conceptueel diagram van een uitbreidend tijdreeksvenster. Er zijn vier vakken, genummerd één tot en met vier, horizontaal naast elkaar als een conceptuele tijdreeks. Onder de tijdreeks staan vier horizontale lijnen die steeds langer worden. De eerste lijn begint links en eindigt bij het einde van het eerste vak. De tweede eindigt bij het tweede vak, enzovoort.

Een uitbreidend venster berekenen

Uitbreidende vensters in R:

zoo::rollapply()!
width kan één getal of een vector zijn

Breedte van uitbreidend venster:

1, 2, 3, 4, ...

Functie voor een getallenreeks:

base::seq_along()

seq_along(daily_temp)

[1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ...
    ... 363 364 365

Een uitbreidend venster berekenen

exp_widths <- seq_along(daily_temp)

exp_widths

[1] 1 2 3 4 5 ... 363 364 365

temp_expand <- 
  rollapply(
    data = daily_temp,
    FUN = mean,
    width = exp_widths,
    # Alignment must be 'right'
    align = 'right'
  )

Uitbreidende vensters plotten

ggplot() + 
# Original data
  geom_line(data = daily_temp,
            aes(x = Index,
            y = daily_temp),
            color = 'grey50') +

# Expanding window plot
  geom_line(data = temp_expand,
            aes(x = Index,
                y = temp_expand),
            color = 'red') + 
  theme_light() + 
  labs(y = 'Degrees Celsius')

Plot van een tijdreeks met dagelijkse temperatuurmetingen. Er is een "ruisachtige" grijze lijn die laat zien dat de temperatuur per dag sterk varieert. Daaroverheen staat een rode lijn: het uitbreidend gemiddelde van de dataset.

Inferenties met uitbreidende vensters

Statistieken naderen globale samenvattingen
Uitbreidend gemiddelde wordt minder gevoelig voor verandering
Vroegere observaties zijn gevoeliger voor verandering

Laten we oefenen!

Tijdreeksgegevens bewerken in R