顯示LOESS回歸線和置信區間的問題

Question

我在試圖將LOESS回歸與數據集競爭時遇到了一些問題。 我已經能夠正確地創建該行，但我無法正確地繪制它。

我像這樣瀏覽了這些數據。

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")  

此時我收到了一個錯誤

“xy.coords（x，y）出錯：'x'和'y'長度不同”

我四處搜索，看到這個問題可能是由於需要訂購的點，所以我繼續。

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

此時沒有任何錯誤，但黃土線仍未出現在情節中。 點正確顯示，但不是線。

這類似於我使用的數據集......

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))

我已經為此工作了一段時間並試圖盡可能多地閱讀，但我還沒有取得任何進展。 任何建議或指導將不勝感激。

---

對繪圖添加置信區間的后續跟進

我一直試圖在此頁面上的網站上找到另一個示例后添加置信區間如何使用R獲得LOWESS擬合的置信區間？ 。

該頁面上給出的示例是：

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)  

我改編為：

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)

雖然這確實提供了置信區間，但回歸線都是錯誤的。 我不確定它是否是predict功能或其他問題的問題。 再次感謝！

Answer 1

正確的代碼

我四處搜索，看到這個問題可能是由於需要訂購的點，所以我繼續。

不，不。 訂購問題與您看到的錯誤無關。 要克服錯誤，您需要更換

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

同

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

原因如下：

1. loess返回一個對象列表，而不是一個向量。 請參閱str(animals.lo)或names(animals.lo) 。
2. 為什么你用animals$X15p5作為x軸？ 你適合你的模型： X15p5 ~ Period ，所以x軸應該是Period 。

關於重新排序

您需要進行排序，因為默認情況下，R按順序排列點。 以此為例：

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

同樣，做：

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

---

對置信區間進行跟進

嘗試這個：

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)

你忘了再次重新排序。 您需要重新排序兩個擬合值以及標准誤差。

現在， cars數據的dist ~ speed模型不需要重新排序。 因為：

is.unsorted(cars$speed)  ## FALSE

是的，數據已在那里排序。

注意我對您的代碼進行了兩處其他更改：

1. 我已經分開了loess電話和predict電話; 也許您不需要這樣做，但通常將模型擬合和模型預測分開並保留兩個對象的副本是一個好習慣。
2. 我已將loess(animals$X15p5 ~ animals$Period)改為loess(X15p5 ~ Period, animals) 。 在指定模型公式時使用$ sign是一個壞習慣。 我在https://stackoverflow.com/a/37307270/4891738上有另一個答案，顯示了這種風格的缺點。 您可以在那里閱讀“更新”部分。 我用glm作為例子，但對於lm ， glm ， loess ，事情是一樣的。