R - 检测并总结矩阵中的变化

Question

我有两组矩阵。每个矩阵的尺寸为100x100，我有240个（想象每个矩阵在一个月内收集，我有一个由240个月的100x100矩阵组成的数据集）。

基质中的数值范围从1到15，代表植被类型（草，热带森林，苔原等）。

我的第一组矩阵m1是我的对照实验。我的第二组矩阵m2是一个气候变化实验，气候变化会引起矩阵值的变化。

因此，数据表示如下：

m1：240个100x100矩阵的集合，每个矩阵对应一个月（因此240个月的数据）。这是我的控制数据

m2：与m1相同，但由于气候的某些变化，值不同。这是我的实验数据。

以下是一些数据：

# generate dataset 1
set.seed(4)
someData1 <- round(runif(100 * 100 * 240, min=1, max=15),digits=0)

# generate dataset2
set.seed(5)
someData2 <- round(runif(100 * 100 * 240, min=1, max=15),digits=0)

# create matrices
k = 240; n=100; m = 100
m1 <- array(someData1, c(n,m,k))
m2 <- array(someData2, c(n,m,k))

我想做的是以这种方式比较m2相对于m1的每个单元格：

• 的价值是多少？是/否
• 如果是，那是什么变化？例如1到10，或2到7等等。

并对m2中相对于m1中所有240个矩阵的所有240个矩阵执行相同操作。

最后，我希望能够：

• 有一个二进制矩阵，显示值是否有变化;
• 有一个表格，其中包含每个班级的变化频率（即1到10,2到7等）。

从概念上讲，我需要实现的目标是：

为简单起见，我绘制了5x5矩阵而不是100x100矩阵。

如何在R？

中实现这一目标

Answer 1

要比较两个矩阵，请使用==或!=。

what.changed <- m1 != m2 # T if changed F if not
changes <- ifelse(what.changed, paste(m1, 'to', m2), NA)
changes # for your little matrices not the 100x100
     [,1]     [,2]      [,3]    
[1,] NA       "7 to 10" "6 to 7"
[2,] NA       NA        NA      
[3,] "3 to 4" "6 to 8"  NA      

你的矩阵看起来相当大，所以我不确定某种稀疏矩阵方法是否会更好。关于将更改存储为字符串（＆＃34; 3到4＆＃34;），也许您只能在实际存在更改的地方存储更改，而不是创建大多数元素为{的大型矩阵。 {1}}。 e.g。

或许您可以创建一个汇总更改的CSV /数据框，例如： （使用100x100x240矩阵来演示3个坐标）：

NA

然后你可以按照自己的意愿打印出来，而不必存储大量的字符串（＆＃34; X到Y＆＃34;）和NA，例如（不要用你的大样本矩阵，那里是太多的变化，它会打印/全部/）：

# find coordinates of changes
change.coords <- which(m1 != m2, arr.ind=T)
colnames(change.coords) <- c('x', 'y', 'time') # whatever makes sense to your application
changes <- data.frame(change.coords, old=m1[change.coords], new=m2[change.coords])
head(changes)
  x y time old new
1 1 1    1   9   4
2 2 1    1   1  11
3 3 1    1   5  14
4 5 1    1  12   2
5 6 1    1   5  11
6 7 1    1  11   8