확장 윈도우

R로 시계열 데이터 다루기

Harrison Brown

Graduate Researcher in Geography

이동식 vs. 확장 윈도우

이동 윈도우:

시작점이 이동함
폭이 고정됨

확장 윈도우:

시작점이 고정됨
폭이 점점 커짐

확장 윈도우 과정

윈도우 폭 증가:

관측치 1에서는 폭 1
관측치 2에서는 폭 2
관측치 3에서는 폭 3
...

사용 가능한 데이터의 요약은?

고정 시작점:

모든 윈도우는 시계열 시작에서 시작

시계열의 확장 윈도우 개념도. 가로로 나란한 네 개의 상자(1~4)가 시계열을 나타낸다. 아래에는 길이가 늘어나는 네 개의 가로선이 있으며, 첫 선은 첫 상자 끝에서, 둘째는 둘째 상자 끝에서 끝난다.

확장 윈도우 계산하기

R에서의 확장 윈도우:

zoo::rollapply()
width는 단일 수 또는 벡터 가능

확장 윈도우 폭:

1, 2, 3, 4, ...

수열 생성 함수:

base::seq_along()

seq_along(daily_temp)

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

확장 윈도우 계산하기

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'
  )

확장 윈도우 그리기

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')

일일 기온 시계열 그래프. 회색의 "노이즈" 선은 날마다 값 변동이 큼을 보여준다. 그 위의 빨간 선은 데이터셋의 확장 평균이다.

확장 윈도우 해석

통계량이 전체 요약으로 수렴함
확장 평균은 변화에 덜 민감해짐
초기 관측치는 변화에 더 민감함

일일 기온 시계열 그래프. 회색의 "노이즈" 선은 날마다 값 변동이 큼을 보여준다. 그 위의 빨간 선은 데이터셋의 확장 평균이다.

Ayo berlatih!

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