Vad är ett rullande fönster?

Manipulera tidsseriedata i R

Harrison Brown

Graduate Researcher in Geography

Fönster

Ett fönster är ett begränsat urval av observationer

Konceptuell analogi som visar likheterna mellan ett tidsserief önster och rullningslisten på en datorskärm.

Fönster

Originaldata:

Graf över FTSE-tidsserien, med en allmän uppåtgående trend.

Fönster:

Graf som visar ett tidsserief önster baserat på FTSE-datamängden. Fönstret sträcker sig från 1992 till 1993 och är en delmängd av hela datamängden, som sträcker sig från 1991 till 1999.

Globala sammanfattande statistikmått

mean(ftse)

[1] 3565.643

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

Globalt medelvärde:

Graf över FTSE-tidsserien med en blå, streckad horisontell linje vid ungefär 3 500. Linjen representerar datamängdens globala medelvärde.

Rullande fönster

Mått på hur statistiken förändras när data rör sig i tid

Graf över FTSE-tidsserien.

Rullande medelvärde ritat i rött, ovanpå originaldata

Graf över FTSE-tidsserien med ett rullande medelvärde markerat med en röd linje. Det rullande medelvärdet följer nära den ursprungliga tidsserien och visar en allmän uppåtgående trend.

Rullande funktioner med zoo

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

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

Fönsterargument

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

k: Fönstrets storlek
align: Fönstrets justering
fill: Värden att fylla i utanför fönstret

ftse_rm_right

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

NA-värden

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

Fönsterjustering

Justeringar:

Högerjusterad

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

Graf över en tidsserie med ett högerjusterat fönster överlagrat. Diagrammet visar hur justeringsargumentet styr var resultatet av den rullande funktionen placeras i förhållande till originaldata. Med högerjustering placeras resultatet till höger om det fönster det beräknas på.

Fönsterjustering

Justeringar:

Vänsterjusterad

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

Graf över en tidsserie med ett vänsterjusterat fönster överlagrat. Diagrammet visar hur justeringsargumentet styr var resultatet av den rullande funktionen placeras i förhållande till originaldata. Med vänsterjustering placeras resultatet till vänster om det fönster det beräknas på.

Fönsterjustering

Justeringar:

Centerjusterad

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

Graf över en tidsserie med ett centerjusterat fönster överlagrat. Diagrammet visar hur justeringsargumentet styr var resultatet av den rullande funktionen placeras i förhållande till originaldata. Med centerjustering placeras resultatet i mitten av det fönster det beräknas på.

Nu kör vi en övning!

Manipulera tidsseriedata i R