Кількісна оцінка якості моделі

Вступ до Regression у R

Richie Cotton

Data Evangelist at DataCamp

Моделі для лящів і окунів

Лящ

Точкова діаграма мас лящів проти їх довжин з трендовою лінією, показана раніше.

Окунь

Точкова діаграма мас окунів проти їх довжин з трендовою лінією, показана раніше.

Вступ до Regression у R

Коефіцієнт детермінації

Також називають «r-squared» або «R-squared».

частка дисперсії змінної відповіді, яку можна передбачити за пояснювальною змінною

  • 1 означає ідеальну відповідність
  • 0 означає найгіршу відповідність
Вступ до Regression у R

summary()

Подивіться на значення «Multiple R-Squared»

mdl_bream <- lm(mass_g ~ length_cm, data = bream)
summary(mdl_bream)
# Some lines of output omitted

Residual standard error: 74.15 on 33 degrees of freedom
Multiple R-squared:  0.8781,    Adjusted R-squared:  0.8744 
F-statistic: 237.6 on 1 and 33 DF,  p-value: < 2.2e-16
Вступ до Regression у R

glance()

library(broom)
library(dplyr)
mdl_bream %>% 
  glance()
# A tibble: 1 × 12
  r.squared adj.r.squared sigma statistic  p.value    df logLik   AIC   BIC
      <dbl>         <dbl> <dbl>     <dbl>    <dbl> <dbl>  <dbl> <dbl> <dbl>
1     0.878         0.874  74.2      238. 1.22e-16     1  -199.  405.  409.
# ... with 3 more variables: deviance <dbl>, df.residual <int>, nobs <int>
mdl_bream %>% 
  glance() %>% 
  pull(r.squared)
0.8780627
Вступ до Regression у R

Це просто кореляція у квадраті

bream %>% 
  summarize(
    coeff_determination = cor(length_cm, mass_g) ^ 2
  )
  coeff_determination
1           0.8780627
Вступ до Regression у R

Стандартна похибка залишків (RSE)

«Типова» різниця між передбаченням і спостереженою відповіддю

Одиниця виміру така сама, як у змінної відповіді.

Вступ до Regression у R

summary() ще раз

Подивіться на значення «Residual standard error»

summary(mdl_bream)
# Some lines of output omitted

Residual standard error: 74.15 on 33 degrees of freedom
Multiple R-squared:  0.8781,    Adjusted R-squared:  0.8744 
F-statistic: 237.6 on 1 and 33 DF,  p-value: < 2.2e-16
Вступ до Regression у R

glance() ще раз

library(broom)
library(dplyr)
mdl_bream %>% 
  glance()
# A tibble: 1 x 11
  r.squared adj.r.squared sigma statistic  p.value    df logLik   AIC   BIC deviance df.residual
      <dbl>         <dbl> <dbl>     <dbl>    <dbl> <int>  <dbl> <dbl> <dbl>    <dbl>       <int>
1     0.878         0.874  74.2      238. 1.22e-16     2  -199.  405.  409.  181452.          33
mdl_bream %>% 
  glance() %>% 
  pull(sigma)
74.15224
Вступ до Regression у R

Обчислення RSE: квадрати залишків

bream %>% 
  mutate(
    residuals_sq = residuals(mdl_bream) ^ 2
  )
  species mass_g length_cm residuals_sq
1   Bream    242      23.2     138.9571
2   Bream    290      24.0     260.7586
3   Bream    340      23.9    5126.9926
4   Bream    363      26.3    1318.9197
5   Bream    430      26.5     390.9743
6   Bream    450      26.8     547.9380
...
Вступ до Regression у R

Обчислення RSE: сума квадратів залишків

bream %>% 
  mutate(
    residuals_sq = residuals(mdl_bream) ^ 2
  ) %>% 
  summarize(
    resid_sum_of_sq = sum(residuals_sq)
  )
  resid_sum_of_sq
1        181452.3
Вступ до Regression у R

Обчислення RSE: ступені вільності

Ступені вільності дорівнюють кількості спостережень мінус кількість коефіцієнтів моделі.

bream %>% 
  mutate(
    residuals_sq = residuals(mdl_bream) ^ 2
  ) %>% 
  summarize(
    resid_sum_of_sq = sum(residuals_sq),
    deg_freedom = n() - 2
  )
  resid_sum_of_sq deg_freedom
1        181452.3          33
Вступ до Regression у R

Обчислення RSE: квадратний корінь із відношення

bream %>% 
  mutate(
    residuals_sq = residuals(mdl_bream) ^ 2
  ) %>% 
  summarize(
    resid_sum_of_sq = sum(residuals_sq),
    deg_freedom = n() - 2,
    rse = sqrt(resid_sum_of_sq / deg_freedom)
  )
  resid_sum_of_sq deg_freedom      rse
1        181452.3          33 74.15224
Вступ до Regression у R

Інтерпретація RSE

mdl_bream має RSE 74.

Різниця між прогнозованими та спостереженими масами лящів зазвичай близько 74 г.

Вступ до Regression у R

Середньоквадратична помилка (RMSE)

Стандартна похибка залишків

bream %>% 
  mutate(
    residuals_sq = residuals(mdl_bream) ^ 2
  ) %>% 
  summarize(
    resid_sum_of_sq = sum(residuals_sq),
    deg_freedom = n() - 2,
    rse = sqrt(resid_sum_of_sq / deg_freedom)
  )

Середньоквадратична помилка

bream %>% 
  mutate(
    residuals_sq = residuals(mdl_bream) ^ 2
  ) %>% 
  summarize(
    resid_sum_of_sq = sum(residuals_sq),
    n_obs = n(),
    rmse = sqrt(resid_sum_of_sq / n_obs)
  )
Вступ до Regression у R

Давайте потренуємось!

Вступ до Regression у R

Preparing Video For Download...