Co je klouzavé okno?

Manipulace s časovými řadami v R

Harrison Brown

Graduate Researcher in Geography

Okna

Okno je omezený rozsah pozorování

Konceptuální analogie porovnávající okno časové řady s posuvníkem na obrazovce počítače.

Okna

Původní data:

Graf časové řady FTSE s celkovým vzestupným trendem.

Okno:

Graf zobrazující okno časové řady FTSE v rozsahu 1992–1993, což je menší část celé datové sady pokrývající roky 1991–1999.

Globální souhrnné statistiky

mean(ftse)

[1] 3565.643

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

Globální průměr:

Graf časové řady FTSE s modrou přerušovanou vodorovnou linií ve výšce přibližně 3 500, která představuje globální průměr datové sady.

Klouzavé okno

Měřítko změn statistik v čase

Graf časové řady FTSE.

Klouzavý průměr zobrazen červeně přes původní data

Graf časové řady FTSE s překrytým klouzavým průměrem červenou linií. Klouzavý průměr těsně sleduje původní časovou řadu a vykazuje celkový vzestupný trend.

Klouzavé funkce v zoo

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

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

Argumenty okna

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

k: Velikost okna
align: Zarovnání okna
fill: Hodnoty mimo okno

ftse_rm_right

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

Hodnoty NA

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

Zarovnání okna

Zarovnání:

Zarovnání vpravo

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

Graf časové řady s překrytým oknem zarovnaným vpravo. Diagram znázorňuje, jak argument zarovnání určuje umístění výstupu klouzavé funkce vůči původním datům. Zarovnání vpravo umístí výstup napravo od okna.

Zarovnání okna

Zarovnání:

Zarovnání vlevo

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

Graf časové řady s překrytým oknem zarovnaným vlevo. Diagram znázorňuje, jak argument zarovnání určuje umístění výstupu klouzavé funkce vůči původním datům. Zarovnání vlevo umístí výstup nalevo od okna.

Zarovnání okna

Zarovnání:

Zarovnání na střed

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

Graf časové řady s překrytým oknem zarovnaným na střed. Diagram znázorňuje, jak argument zarovnání určuje umístění výstupu klouzavé funkce vůči původním datům. Zarovnání na střed umístí výstup doprostřed okna.

Lass uns üben!

Manipulace s časovými řadami v R