Interpolação de dados sobre influenza que conserva a média semanal

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Encontrei um artigo descrevendo exatamente o procedimento de que preciso. A única diferença é que o artigo interpola os dados médios mensais para diários, preservando as médias mensais. Estou com problemas para implementar a abordagem R. Todas as dicas são apreciadas.

Original

Para cada semana, tenho os seguintes dados de contagem (um valor por semana):

  • Número de consultas médicas
  • Número de casos de gripe

Meu objetivo é obter dados diários por interpolação (pensei em splines lineares ou truncadas). O importante é que eu quero conservar a média semanal, ou seja a média dos dados diários interpolados deve ser igual ao valor registrado desta semana. Além disso, a interpolação deve ser suave. Um problema que pode surgir é que uma determinada semana tem menos de 7 dias (por exemplo, no início ou no final de um ano).

Ficaria muito grato por conselhos sobre este assunto.

Muito obrigado.

Aqui está um conjunto de dados de amostra para o ano de 1995 ( atualizado ):

structure(list(daily.ts = structure(c(9131, 9132, 9133, 9134, 
9135, 9136, 9137, 9138, 9139, 9140, 9141, 9142, 9143, 9144, 9145, 
9146, 9147, 9148, 9149, 9150, 9151, 9152, 9153, 9154, 9155, 9156, 
9157, 9158, 9159, 9160, 9161, 9162, 9163, 9164, 9165, 9166, 9167, 
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9179, 9180, 9181, 9182, 9183, 9184, 9185, 9186, 9187, 9188, 9189, 
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9201, 9202, 9203, 9204, 9205, 9206, 9207, 9208, 9209, 9210, 9211, 
9212, 9213, 9214, 9215, 9216, 9217, 9218, 9219, 9220, 9221, 9222, 
9223, 9224, 9225, 9226, 9227, 9228, 9229, 9230, 9231, 9232, 9233, 
9234, 9235, 9236, 9237, 9238, 9239, 9240, 9241, 9242, 9243, 9244, 
9245, 9246, 9247, 9248, 9249, 9250, 9251, 9252, 9253, 9254, 9255, 
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9322, 9323, 9324, 9325, 9326, 9327, 9328, 9329, 9330, 9331, 9332, 
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9465, 9466, 9467, 9468, 9469, 9470, 9471, 9472, 9473, 9474, 9475, 
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9487, 9488, 9489, 9490, 9491, 9492, 9493, 9494, 9495), class = "Date"), 
    wdayno = c(0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 
    5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 
    6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 
    0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 
    1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 
    2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 
    3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 
    4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 
    5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 
    6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 
    0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 
    1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 
    2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 
    3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 
    4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 
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    0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 
    1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 
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    3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 
    4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 
    5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 
    6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 
    0L, 1L, 2L, 3L, 4L, 5L, 6L, 0L), month = c(1, 1, 1, 1, 1, 
    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 
    1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 
    2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 
    3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 
    3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 
    4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 
    4, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 
    5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 
    6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 
    6, 6, 6, 6, 6, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 
    7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 8, 8, 
    8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 
    8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 
    9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 9, 
    9, 9, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 
    10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 
    10, 10, 10, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 
    11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 11, 
    11, 11, 11, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 
    12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 
    12, 12, 12, 12), year = c(1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 
    1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 
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    1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 
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    1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 
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    1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 
    1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 
    1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 
    1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995, 1995), yearday = 0:364, 
    no.influ.cases = c(NA, NA, NA, 168L, NA, NA, NA, NA, NA, 
    NA, 199L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 214L, NA, NA, NA, NA, NA, 
    NA, 230L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 267L, NA, NA, NA, NA, NA, 
    NA, 373L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 387L, NA, NA, NA, NA, NA, 
    NA, 443L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 579L, NA, NA, NA, NA, NA, 
    NA, 821L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 1229L, NA, NA, NA, NA, 
    NA, NA, 1014L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 831L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 648L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 257L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 203L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 137L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 78L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 82L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 69L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 45L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 51L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 45L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 63L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 55L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 54L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 52L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 27L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 24L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 12L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 10L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 22L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 42L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 32L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 52L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 82L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 95L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 91L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 104L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 143L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 114L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 100L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 83L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 113L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 145L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 175L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 222L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 258L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 384L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 755L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 976L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 879L, NA, NA, NA, NA), no.consultations = c(NA, 
    NA, NA, 15093L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20336L, NA, NA, NA, 
    NA, NA, NA, 20777L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 21108L, NA, NA, 
    NA, NA, NA, NA, 20967L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20753L, NA, 
    NA, NA, NA, NA, NA, 18782L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19778L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19223L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 21188L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 22172L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 21965L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 21768L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 21277L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 16383L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 15337L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19179L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 18705L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19623L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19363L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 16257L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19219L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 17048L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19231L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20023L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19331L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 18995L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 16571L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 15010L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 13714L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 10451L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 14216L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 16800L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 18305L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 18911L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 17812L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 18665L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 18977L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19512L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 17424L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 14464L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 16383L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 19916L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 18255L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20113L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20084L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20196L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20184L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 20261L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 22246L, 
    NA, NA, NA, NA, NA, NA, 23030L, NA, NA, NA, NA, NA, NA, 10487L, 
    NA, NA, NA, NA)), .Names = c("daily.ts", "wdayno", "month", 
"year", "yearday", "no.influ.cases", "no.consultations"), row.names = c(NA, 
-365L), class = "data.frame")
r time-series interpolation COOLSerdash
fonte
4
Essa pergunta pede uma versão unidimensional da interpolação área a ponto , que é bastante bem estudada na indústria de mineração. O resumo referenciado observa explicitamente que os métodos geoestatísticos produzem "previsões coerentes (preservação da massa ...)". Acredito que essas abordagens superam as objeções feitas por @Nick Cox.
whuber
@whuber Obrigado pela referência, eu não sabia que esse tipo de problema é bem conhecido em geoestatística. Você conhece alguma implementação desses métodos em Rou em outros pacotes estatísticos (eu não tenho acesso ao ArcGIS)? Sem uma implementação concretamente disponível, ainda estou preso, receio.
COOLSerdash
2
Acredito que isso possa ser feito usando o código geoRglm, desde que você tenha um entendimento muito bom da variografia e mudança de suporte (necessário para desenvolver o modelo de correlação espacial). O manual é publicado pela Springer Verlag como Geoestatística Baseada em Modelos, Diggle & Ribeiro Jr.
whuber
3
A subdivisão de dados agrupados é um procedimento comum na demografia. Um termo de pesquisa é "interpolação Sprague"; isso o levará a muitas variações. Ao ajustar uma spline de quinto grau aos valores cumulativos de maneira a garantir uma curva monotônica, esse método e suas variantes redividem efetivamente os dados agrupados. (Existe desde 1880.) O termo genérico é "interpolação osculatória". Rob Hyndman, entre outros, escreveu sobre esse assunto: ver Smith, Hyndman e Wood, Interpolação de spline para variáveis ​​demográficas: o problema da monotonicidade, J. Pop. Res. 21 No. 1 (2004), 95-98.
whuber
2
Sua pergunta também pode ser vista como mapeamento dasimétrico em uma dimensão. Este é um procedimento para produzir mapas detalhados de quantidades que foram medidas em algum nível agregado, como unidades padrão do Censo. (Pode ser rastreada pelo menos até 1936: ver John K. Wright, Um método de mapeamento de densidades populacionais: com Cape Cod como exemplo. Revisão geográfica 26: 1 (janeiro de 1936), pp 103-110.) abordagem recente (um pouco ad hoc , mas com uma breve bibliografia útil), consulte giscience.org/proceedings/abstracts/giscience2012_paper_179.pdf .
whuber

Respostas:

8

Consegui criar uma Rfunção que interpola pontos espaçados de maneira linear e com splines, preservando os meios (por exemplo, semanal, mensal, etc.). Ele usa as funções na.approxe na.splinedo zoopacote e calcula iterativamente os splines com as propriedades desejadas. O algoritmo é descrito neste artigo .

Aqui está o código:

interpol.consmean <- function(y, period=7, max.iter=100, tol=1e-4, plot=FALSE) {

  require(zoo)

  if( plot == TRUE ) {
    require(ggplot2)
  }

  y.temp.linear <- matrix(NA, ncol=length(y), nrow=max.iter+1)
  y.temp.linear[1, ] <- y

  y.temp.spline <- y.temp.linear

  y.temp.pred.spline <- matrix(NA, ncol=length(y), nrow=max.iter)
  y.temp.pred.linear <- matrix(NA, ncol=length(y), nrow=max.iter)

  ind.actual <- which(!is.na(y))

  if ( !all(diff(ind.actual)[1]== diff(ind.actual)) ) {
    stop("\"y\" must contain an evenly spaced time series")
  }

  partial <- ifelse((length(y) - ind.actual[length(ind.actual)]) < period/2,
                    TRUE, FALSE)

  for(k in 1:max.iter) {

    y.temp.pred.linear[k,] <- na.approx(y.temp.linear[k, ], na.rm=FALSE, rule=2)
    y.temp.pred.spline[k,] <- na.spline(y.temp.spline[k, ], method="fmm")

    interpol.means.linear <- rollapply(y.temp.pred.linear[k,], width=period, mean,
                                       by=period, align="left", partial=partial) 
    interpol.means.splines <- rollapply(y.temp.pred.spline[k,], width=period, mean,
                                        by=period, align="left", partial=partial) 

    resid.linear <- y.temp.linear[k, ][ ind.actual ] - interpol.means.linear
    resid.spline <- y.temp.spline[k, ][ ind.actual ] - interpol.means.splines

    if ( max(resid.linear, na.rm=TRUE) < tol & max(resid.spline, na.rm=TRUE) < tol ){
      cat("Converged after", k, "iterations with tolerance of", tol, sep=" ")
      break
    }

    y.temp.linear[k+1, ][!is.na(y.temp.linear[k, ])] <-  resid.linear
    y.temp.spline[k+1, ][!is.na(y.temp.spline[k, ])] <-  resid.spline

  }  

  interpol.linear.final <- colSums(y.temp.pred.linear, na.rm=TRUE)
  interpol.spline.final <- colSums(y.temp.pred.spline, na.rm=TRUE)

  if ( plot == TRUE ) {

    plot.frame <- data.frame(
      y=rep(y,2)/7,
      x=rep(1:length(y),2),
      inter.values=c(interpol.linear.final, interpol.spline.final)/7,
      method=c(rep("Linear", length(y)), rep("Spline", length(y)))
    )

    p <- ggplot(data=plot.frame, aes(x=x)) +
      geom_point(aes(y=y, x=x), size=4) +
      geom_line(aes(y=inter.values, color=method), size=1) +
      ylab("y") +
      xlab("x") +
      theme(axis.title.y =element_text(vjust=0.4, size=20, angle=90)) +
      theme(axis.title.x =element_text(vjust=0, size=20, angle=0)) +
      theme(axis.text.x =element_text(size=15, colour = "black")) +
      theme(axis.text.y =element_text(size=17, colour = "black")) +
      theme(panel.background =  element_rect(fill = "grey85", colour = NA),
            panel.grid.major =  element_line(colour = "white"),
            panel.grid.minor =  element_line(colour = "grey90", size = 0.25))+
      scale_color_manual(values=c("#377EB8", "#E41A1C"), 
                         name="Interpolation method",
                         breaks=c("Linear", "Spline"),
                         labels=c("Linear", "Spline")) +
      theme(legend.position="none") +
      theme(strip.text.x = element_text(size=16)) +
      facet_wrap(~ method)

    suppressWarnings(print(p))

  }
  list(linear=interpol.linear.final, spline=interpol.spline.final)
}

Vamos aplicar a função ao conjunto de dados de exemplo fornecido na pergunta:

interpolations <- interpol.consmean(y=dat.frame$no.influ.cases, period=7,
                                    max.iter = 100, tol=1e-6, plot=TRUE)

Interpolações

As interpolações linear e spline parecem boas. Vamos verificar se os meios semanais são preservados (saída truncada):

cbind(dat.frame$no.influ.cases[!is.na(dat.frame$no.influ.cases)],
      rollapply(interpolations$linear, 7, mean, by=7, align="left", partial=F))

      [,1] [,2]
 [1,]  168  168
 [2,]  199  199
 [3,]  214  214
 [4,]  230  230
 [5,]  267  267
 [6,]  373  373
 [7,]  387  387
 [8,]  443  443
 [9,]  579  579
[10,]  821  821
[11,] 1229 1229
COOLSerdash
fonte
1
Você deve encontrar um pacote apropriado para isso e perguntar ao mantenedor se ele deseja incluí-lo.
Spacedman
4

Qualquer linha reta que atravesse a média no ponto médio do intervalo produzirá valores diários com a média necessária. O último comentário de Nick Cox sobre 'dividir as contagens semanais pelo número de dias' é um caso especial com gradiente = 0.

Assim, podemos ajustar isso e escolher o gradiente para tornar as coisas um pouco mais suaves. Aqui estão três funções R para fazer algo assim:

interpwk <- function(x,y,delta){
  offset=-3:3
  yout=y+delta*offset
  xout=x+offset
  cbind(xout,yout)
}

get_delta <- function(x,y,pos){
  (y[pos+1]-y[pos-1])/(x[pos+1]-x[pos-1])
}

#' get slope from neighbours
interpall <- function(x,y,delta1,f=1){
  for(i in 2:(length(x)-1)){
    delta=get_delta(x,y,i)
    xyout=interpwk(x[i],y[i],delta/f)
    points(xyout)
  }
}

Adicione uma medida do dia aos seus dados, plote e plote o interpolador:

> data$day=data$week*7
> plot(data$day,data$no.influ.cases,type="l")
> interpall(data$day,data$no.influ.cases,f=1)

interpolador linear de preservação de médias

Outra possibilidade é restringir a continuidade nos finais de semana, mas isso oferece um sistema com apenas um grau de liberdade - ou seja, é completamente definido pela inclinação da primeira seção (porque todas as outras seções precisam se unir). Eu não codifiquei isso - você pode tentar!

[Apols pelo código R um pouco gasto, ele realmente deve retornar os pontos em vez de plotá-los]

Spacedman
fonte
+1, obrigado. O problema é que os valores interpolados não são suaves e existem etapas bastante abruptas entre as semanas. Eu editei minha pergunta, incluindo um artigo que basicamente explica exatamente a abordagem de que preciso.
COOLSerdash
Qual é o objetivo aqui? Por que presumir que os casos de influenza variam sem problemas? Quanto mais estrutura você inserir nesses dados por interpolação, mais essa estrutura introduzida precisará ser desembaraçada em algum estágio de modelagem. Eu não acho que você tenha endereçado meu comentário de 19 de maio. "O armazenamento excessivo de dados semanais em dados diários apenas cria problemas com a dependência introduzida e graus de liberdade extremamente otimistas que prejudicam o ajuste e a avaliação do modelo".
Nick Cox
Restringir à média está errado. A média que você vê aqui é uma média da amostra e está sujeita a variações estatísticas de alguma forma. Conjure um modelo, use um interpolador que tenha a média como expectativa, faça várias imputações de dados diários e faça sua análise centenas de vezes ou mais para descobrir como essa incerteza afeta suas conclusões.
Spacedman
1
@ Spacedman Os métodos da API geoestatística a que me referi (em um comentário à pergunta) manipularão sua objeção (bastante válida) com calma, por meio de um componente diferente de zero no parâmetro nugget do variograma. As simulações condicionais geoestatísticas são um método controlado para executar as várias imputações às quais você se refere.
whuber
2
Absolutamente. Você parece ter uma situação unidimensional que é quase exatamente como um exemplo em execução no manual Diggle & Ribeiro para geoRglm (casos de malária na Gâmbia, com proximidade de pântanos, etc., como covariáveis). A principal complicação é lidar com a mudança de suporte, mas isso não afetaria realmente a previsão: afetaria principalmente a estimativa do variograma. Veja ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2995922 para algumas teorias e exemplos similares ("krigagem binomial" de casos de doenças).
whuber
3

Eu acho que, como você está lidando com contagens, pode modelar as contagens diárias como multinomiais, com nsendo o total da semana; é possível suavizar spline nos GLMs.

(Se os dados tivessem sido medições e não contagens, eu me inclinaria para modelar as proporções por meio de um modelo de Dirichlet, mas isso é um pouco mais envolvido.)

O fato de o número de dias nem sempre ser o mesmo não deve ser um problema específico, desde que você saiba o que é - desde que você use um deslocamento para colocar as coisas no mesmo 'nível'.

Glen_b -Reinstate Monica
fonte
1
Corrija-me se estiver errado, mas acho que isso tem uma pergunta ao contrário. Não é como suavizar as contagens diárias; é como adivinhar as contagens diárias de dados semanais. (Presumivelmente, o pôster possui dados diários para outra coisa, por exemplo, temperaturas.) Além disso, como é esse multinomial ou Dirichlet? Parece mais um Poisson para mim.
Nick Cox
@NickCox Você está absolutamente correto, obrigado pelo esclarecimento: tenho dados semanais e quero dados diários porque tenho outros dados diariamente (por exemplo, variáveis ​​meteorológicas, mortalidade, poluição do ar etc.).
COOLSerdash 19/05
3
Minha opinião sobre a questão é perguntar por que você quer fazer isso. Estou supondo, como acima, que você tenha alguns dados diários e queira tudo na mesma base. Nesse caso, considere alguma redução dos dados diários para min, média, mediana, max ao longo de semanas ou o que fizer sentido cientificamente. A expansão de dados semanais para dados diários apenas cria problemas com a dependência introduzida e graus de liberdade extremamente otimistas que afetam o ajuste e a avaliação do modelo.
Nick # # # # Cox Cox
@ Nick Cox é absolutamente "adivinhação", mas com base nas informações fornecidas, parece que foi o que o OP estava buscando.
Glen_b -Reinstate Monica
2
Outra abordagem conservadora é apenas dividir as contagens semanais pelo número de dias. Eu sei que há um pressuposto de que o processo real será mais suave que isso, mas preservará a média.
Nick Cox
3

Vou juntar alguns comentários extras como outra resposta.

Demorou um pouco para a estrutura deste projeto se tornar mais clara. Dado que a gripe agora é revelada como uma covariável entre várias, o que você faz com isso não parece tão crucial, ou pelo menos não para merecer o ceticismo expresso em alguns dos meus comentários anteriores. Como todo o resto é diário, reduzir todo o resto para semanas jogaria fora muitos detalhes.

O foco original da pergunta permanece, na interpolação que preserva a média semanal à qual uma resposta (extrema) é que a média semanal preserva a média semanal. Como isso surpreendentemente parece pouco atraente ou irreal, outros métodos de interpolação parecem mais atraentes e / ou métodos de imputação, conforme proposto por @Spacedman. (Bem, se isso seria imputação com um sabor temporal ou interpolação com um sabor estocástico adicional, não estou claro.)

Dois pensamentos específicos adicionais:

  • Tomar os valores semanais (divididos pelo número de dias) e, em seguida, suavizar com as médias ponderadas provavelmente manteria a média em uma boa aproximação.

  • Como os casos de influenza são importantes, suavizar as contagens de raiz ou log e depois transformar de volta pode funcionar melhor do que apenas suavizar as contagens.

Nick Cox
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