Cửa sổ mở rộng

Xử lý Dữ liệu Chuỗi Thời gian trong R

Harrison Brown

Graduate Researcher in Geography

Cửa sổ trượt vs. mở rộng

Cửa sổ trượt:

Điểm bắt đầu di chuyển
Bề rộng cửa sổ cố định

Cửa sổ mở rộng:

Điểm bắt đầu cố định
Bề rộng cửa sổ tăng dần

Quy trình cửa sổ mở rộng

Tăng bề rộng cửa sổ:

Rộng 1 tại quan sát 1,
Rộng 2 tại quan sát 2,
Rộng 3 tại quan sát 3,
...

Tóm tắt dữ liệu hiện có là gì?

Điểm bắt đầu cố định:

Mọi cửa sổ đều bắt đầu từ đầu chuỗi thời gian.

Sơ đồ khái niệm về cửa sổ mở rộng của chuỗi thời gian. Có bốn ô, đánh số từ một đến bốn, xếp ngang biểu diễn chuỗi thời gian. Bên dưới là bốn đoạn thẳng ngang tăng dần độ dài. Đoạn đầu từ mép trái đến hết ô thứ nhất, đoạn sau kết thúc ở ô thứ hai, v.v.

Tính cửa sổ mở rộng

Cửa sổ mở rộng trong R:

zoo::rollapply()!
width có thể là số đơn hoặc vector

Bề rộng cửa sổ mở rộng:

1, 2, 3, 4, ...

Hàm tạo dãy số:

base::seq_along()

seq_along(daily_temp)

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

Tính cửa sổ mở rộng

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'
  )

Vẽ cửa sổ mở rộng

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')

Biểu đồ chuỗi thời gian nhiệt độ hằng ngày. Có một đường xám “nhiễu” cho thấy nhiệt độ biến động mạnh theo ngày. Đè lên là đường đỏ, là trung bình mở rộng của dữ liệu.

Suy luận với cửa sổ mở rộng

Thống kê tiến tới tóm tắt toàn cục
Trung bình mở rộng kém nhạy với thay đổi
Quan sát sớm nhạy cảm hơn với thay đổi

Ayo berlatih!

Xử lý Dữ liệu Chuỗi Thời gian trong R