显示LOESS回归线和置信区间的问题

Question

我在试图将LOESS回归与数据集竞争时遇到了一些问题。我已经能够正确地创建该行，但我无法正确地绘制它。

我像这样浏览了这些数据。

animals.lo <- loess(X15p5 ~ Period, animals, weights = n.15p5)    
animals.lo    
summary(animals.lo)    
plot(X15p5~ Period, animals)    
lines(animals$X15p5, animals.lo, col="red")  

此时我收到了错误

  

＆＃34; xy.coords（x，y）出错：＆＃39; x＆＃39;并且＆＃39; y＆＃39;长度不同＆＃34;

我四处搜索并读到这个问题可能是由于需要订购的点，所以我继续。

a <- order(animals$Period)    
lines(animals$X15p5[a], animals.lo$Period[a], col="red", lwd=3)  

此时没有错误，但黄土线仍未出现在情节中。点正确显示，但不是线。

这类似于我正在使用的数据集......

structure(list(Site = c("Cat", "Dog", "Bear", "Chicken", "Cow",
"Bird", "Tiger", "Lion", "Leopard", "Wolf", "Puppy", "Kitten", 
"Emu", "Ostrich", "Elephant", "Sheep", "Goat", "Fish", "Iguana", 
"Monkey", "Gorilla", "Baboon", "Lemming", "Mouse", "Rat", "Hamster", 
"Eagle", "Parrot", "Crow", "Dove", "Falcon", "Hawk", "Sparrow", 
"Kite", "Chimpanzee", "Giraffe", "Bear", "Donkey", "Mule", "Horse", 
"Zebra", "Ox", "Snake", "Cobra", "Iguana", "Lizard", "Fly", "Mosquito", 
"Llama", "Butterfly", "Moth", "Worm", "Centipede", "Unicorn", 
"Pegasus", "Griffin", "Ogre", "Monster", "Demon", "Witch", "Vampire", 
"Mummy", "Ghoul", "Zombie"), Region = c(6L, 4L, 4L, 5L, 7L, 6L, 
2L, 4L, 6L, 7L, 7L, 4L, 6L, 4L, 4L, 4L, 4L, 3L, 4L, 4L, 4L, 4L, 
4L, 4L, 4L, 4L, 3L, 4L, 4L, 4L, 4L, 4L, 4L, 4L, 8L, 4L, 6L, 6L, 
4L, 2L, 7L, 4L, 2L, 2L, 7L, 3L, 4L, 7L, 4L, 4L, 4L, 7L, 7L, 4L, 
4L, 4L, 4L, 4L, 4L, 4L, 4L, 4L, 2L, 8L), Period = c(-2715, -3500, 
-3500, -4933.333333, -2715, -2715, -2715, -3500, -2715, -4350, 
-3500, -3500, -2950, -4350, -3650, -3500, -3500, -2715, -3650, 
-4350, -3500, -3500, -3400, -4350, -3500, -3500, -4350, -3900, 
-3808.333333, -4233.333333, -3500, -3900, -3958.333333, -3900, 
-3500, -3500, -3500, -2715, -3650, -2715, -2715, -2715, -2715, 
-3500, -2715, -2715, -3500, -4350, -3650, -3650, -4350, -5400, 
-3500, -3958.333333, -3400, -3400, -4350, -3600, -4350, -3650, 
-3500, -2715, -5400, -3500), Value = c(0.132625995, 0.163120567, 
0.228840125, 0.154931973, 0.110047847, 0.054347826, 0.188679245, 
0.245014245, 0.128378378, 0.021428571, 0.226277372, 0.176923077, 
0.104938272, 0.17659805, 0.143798024, 0.086956522, 0.0625, 0.160714286, 
0, 0.235588972, 0, 0, 0.208333333, 0.202247191, 0.364705882, 
0.174757282, 0, 0.4, 0.1, 0.184027778, 0.232876712, 0.160493827, 
0.74702381, 0.126984127, 0.080645161, 0.06557377, 0, 0.057692308, 
0.285714286, 0.489361702, 0.108695652, 0.377777778, 0, 0.522727273, 
0.024390244, 0.097560976, 0.275, 0, 0.0625, 0.255319149, 0.135135135, 
0.216216216, 0.222222222, 0.296296296, 0.222222222, 0.146341463, 
0.09375, 0.125, 0.041666667, 0.078947368, 0.2, 0.137931034, 0.571428571, 
0.142857143), Sample_size = c(188.5, 105.75, 79.75, 70, 52.25, 
46, 39.75, 39, 37, 35, 34.25, 32.5, 32.4, 30.76666667, 30.36666667, 
28.75, 28, 28, 28, 26.6, 25, 25, 24, 22.25, 21.25, 20.6, 20, 
20, 20, 19.2, 18.25, 18, 18, 16.8, 15.5, 15.25, 15, 13, 12.6, 
11.75, 11.5, 11.25, 11, 11, 10.25, 10.25, 10, 10, 9.6, 9.4, 9.25, 
9.25, 9, 9, 9, 8.2, 8, 8, 8, 7.6, 7.5, 7.25, 7, 7), Sample_sub = c(25, 
17.25, 18.25, 10.8452381, 5.75, 2.5, 7.5, 9.555555556, 4.75, 
0.75, 7.75, 5.75, 3.4, 5.433333333, 4.366666667, 2.5, 1.75, 4.5, 
0, 6.266666667, 0, 0, 5, 4.5, 7.75, 3.6, 0, 8, 2, 3.533333333, 
4.25, 2.888888889, 13.44642857, 2.133333333, 1.25, 1, 0, 0.75, 
3.6, 5.75, 1.25, 4.25, 0, 5.75, 0.25, 1, 2.75, 0, 0.6, 2.4, 1.25, 
2, 2, 2.666666667, 2, 1.2, 0.75, 1, 0.333333333, 0.6, 1.5, 1, 
4, 1)), .Names = c("Site", "Region", "Period", "Value", "Sample_size", 
"Sample_sub"), class = "data.frame", row.names = c(NA, -64L))

我已经为此工作了一段时间并尽可能多地阅读，但我还没有能够取得任何进展。任何建议或指导将不胜感激。

跟踪添加置信区间

我一直在尝试按照此页面How to get the confidence intervals for LOWESS fit using R?上网站上的另一个示例添加置信区间。

该页面上给出的示例是：

plot(cars)
plx<-predict(loess(cars$dist ~ cars$speed), se=T)

lines(cars$speed,plx$fit)
lines(cars$speed,plx$fit - qt(0.975,plx$df)*plx$se, lty=2)
lines(cars$speed,plx$fit + qt(0.975,plx$df)*plx$se, lty=2)  

我改编了这个：

plot(X15p5 ~ Period, animals)
animals.lo2<-predict(loess(animals$X15p5 ~ animals$Period), se=T)
a <- order(animals$Period)
lines(animals$Period[a],animals.lo2$fit, col="red", lwd=3)
lines(animals$Period[a],animals.lo2$fit - qt(0.975,animals.lo2$df)*animals.lo2$se, lty=2)
lines(animals$Period[a],animals.lo2$fit + qt(0.975,animals.lo2$df)*animals.lo2$se, lty=2)

虽然这确实提供了置信区间，但回归线都是错误的。我不确定这是predict功能或其他问题的问题。再次感谢！

Answer 1

正确的代码

  

我四处搜索并读到这个问题可能是由于需要订购的点，所以我继续。

不，不。订购问题与您看到的错误无关。要克服错误，您需要替换

lines(animals$X15p5, animals.lo, col="red") 

与

lines(animals$Period, animals.lo$fitted, col="red") 

原因如下：

1. loess返回一个对象列表，而不是一个向量。请参阅str(animals.lo)或names(animals.lo)。
2. 为什么使用animals$X15p5作为x轴？您符合您的模型：X15p5 ~ Period，因此x轴应为Period。

关于重新排序

您需要进行排序，因为默认情况下，R按顺序排列点。以此为例：

set.seed(0); x <- runif(100, 0, 10)  ## x is not in order
set.seed(1); y <- sqrt(x)  ## plot curve y = sqrt(x)
par(mfrow = c(1,2))
plot(x, y, type = "l")  ## this is a mess!!
reorder <- order(x)
plot(x[reorder], y[reorder], type = "l")  ## this is nice



同样地，做：

a <- order(animals$Period)    
lines(animals$Period[a], animals.lo$fitted[a], col="red", lwd=3)

对置信区间进行跟进

试试这个：

plot(X15p5 ~ Period, animals)
animals.lo <- loess(X15p5 ~ Period, animals)
pred <- predict(animals.lo, se = TRUE)
a <- order(animals$Period)
lines(animals$Period[a], pred$fit[a], col="red", lwd=3)
lines(animals$Period[a], pred$fit[a] - qt(0.975, pred$df)*pred$se[a],lty=2)
lines(animals$Period[a], pred$fit[a] - qt(0.975, pred$df)*pred$se[a],lty=2)

你忘了重新订购。您需要重新排序拟合值以及标准误差。

现在，dist ~ speed数据的cars模型无需重新排序。这是因为：

is.unsorted(cars$speed)  ## FALSE

是的，数据已在那里排序。

注意我已对您的代码进行了其他两项更改：

1. 我已将loess电话和predict电话分开;也许你不需要这样做，但通常一个好习惯是将模型拟合和模型预测分开，并保留两个对象的副本。
2. 我已将loess(animals$X15p5 ~ animals$Period)更改为loess(X15p5 ~ Period, animals)。在指定模型公式时使用$符号是一个坏习惯。我在https://stackoverflow.com/a/37307270/4891738有另一个答案，显示出这种风格的缩影。您可以在那里阅读“更新”部分。我使用glm作为示例，但对于lm，glm，loess，事情是相同的。