Visualizzazione di una base spline


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I libri di testo in genere hanno dei bei esempi delle basi per spline uniformi quando spiegano l'argomento. Qualcosa come una fila di piccoli triangoli per una spline lineare o una fila di piccole gobbe per una spline cubica.

Questo è un tipico esempio:

http://support.sas.com/documentation/cdl/en/statug/63033/HTML/default/viewer.htm#statug_introcom_a0000000525.htm

Mi chiedo se esiste un modo semplice per generare un grafico della base spline usando le funzioni R standard (come bs o ns). Immagino che ci sia un semplice pezzo di aritmetica della matrice combinato con un banale programma R che sputerà in modo elegante una bella trama di una base spline. Non riesco proprio a pensarci!

Risposte:


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Prova questo, come esempio per le spline B:

x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
plot(spl[,1]~x, ylim=c(0,max(spl)), type='l', lwd=2, col=1, 
     xlab="Cubic B-spline basis", ylab="")
for (j in 2:ncol(spl)) lines(spl[,j]~x, lwd=2, col=j)

Dare questo:

inserisci qui la descrizione dell'immagine


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È un po 'più efficiente utilizzare la matplotfunzione anziché scorrere ciclicamente le colonne.
Greg Snow,

Quindi è (+1), non so perché l'ho lasciato cadere dal mio toolkit mentale.
jbowman

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Ecco un autoplotmetodo per la classe "base" (che sia bs che ns ereditano):

library(ggplot2)
library(magrittr)
library(reshape2)
library(stringr)
autoplot.basis <- function(basis, n=1000) {
    all.knots <- sort(c(attr(basis,"Boundary.knots") ,attr(basis, "knots"))) %>%
        unname
    bounds <- range(all.knots)
    knot.values <- predict(basis, all.knots) %>%
        set_colnames(str_c("S", seq_len(ncol(.))))
    newx <- seq(bounds[1], bounds[2], length.out = n+1)
    interp.values <- predict(basis, newx) %>%
        set_colnames(str_c("S", seq_len(ncol(.))))
    knot.df <- data.frame(x=all.knots, knot.values) %>%
        melt(id.vars="x", variable.name="Spline", value.name="y")
    interp.df <- data.frame(x=newx, interp.values) %>%
        melt(id.vars="x", variable.name="Spline", value.name="y")
    ggplot(interp.df) +
        aes(x=x, y=y, color=Spline, group=Spline) +
        geom_line() +
        geom_point(data=knot.df) +
        scale_color_discrete(guide=FALSE)
}

Questo ti consente di chiamare autoplotun oggetto ns o bs. Prendendo l'esempio di jbowman:

library(splines)
x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
autoplot(spl)

che produce:

Base autoplot

Modifica: questo sarà incluso nella prossima versione del pacchetto ggfortify: https://github.com/sinhrks/ggfortify/pull/129 . Dopodiché, credo che tutto ciò di cui hai bisogno è:

library(splines)
library(ggfortify)
x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
autoplot(spl)
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