R语言 时间序列分析

R语言时间序列分析

时间序列是一系列数据点，其中每个数据点与时间戳相关联。 一个简单的例子是股票在某一天的不同时间点的股票价格。 另一个例子是一个地区在一年中不同月份的降雨量。 R语言使用许多函数来创建，操作和绘制时间序列数据。 时间序列的数据存储在称为时间序列对象的R对象中。 它也是一个R语言数据对象，如矢量或数据帧。
使用ts()函数创建时间序列对象。

语法

时间序列分析中ts()函数的基本语法是

timeseries.object.name <-  ts(data, start, end, frequency)

以下是所使用的参数的描述

  • data是包含在时间序列中使用的值的向量或矩阵。
  • start以时间序列指定第一次观察的开始时间。
  • end指定时间序列中最后一次观测的结束时间。
  • frequency指定每单位时间的观测数。

除了参数“data”，所有其他参数是可选的。

例

考虑从2012年1月开始的一个地方的年降雨量细节。我们创建一个R时间序列对象为期12个月并绘制它。

# Get the data points in form of a R vector.
rainfall <- c(799,1174.8,865.1,1334.6,635.4,918.5,685.5,998.6,784.2,985,882.8,1071)

# Convert it to a time series object.
rainfall.timeseries <- ts(rainfall,start = c(2012,1),frequency = 12)

# Print the timeseries data.
print(rainfall.timeseries)

# Give the chart file a name.
png(file = "rainfall.png")

# Plot a graph of the time series.
plot(rainfall.timeseries)

# Save the file.
dev.off()

当我们执行上面的代码，它产生以下结果及图表

Jan    Feb    Mar    Apr    May     Jun    Jul    Aug    Sep
2012  799.0  1174.8  865.1  1334.6  635.4  918.5  685.5  998.6  784.2
        Oct    Nov    Dec
2012  985.0  882.8 1071.0

时间序列图

不同的时间间隔

ts()函数中的频率参数值决定了测量数据点的时间间隔。 值为12表示时间序列为12个月。 其他值及其含义如下

  • 频率= 12指定一年中每个月的数据点。
  • 频率= 4每年的每个季度的数据点。
  • 频率= 6每小时的10分钟的数据点。
  • 频率= 24 * 6将一天的每10分钟的数据点固定。

多时间序列

我们可以通过将两个系列组合成一个矩阵，在一个图表中绘制多个时间序列。

# Get the data points in form of a R vector.
rainfall1 <- c(799,1174.8,865.1,1334.6,635.4,918.5,685.5,998.6,784.2,985,882.8,1071)
rainfall2 <-
           c(655,1306.9,1323.4,1172.2,562.2,824,822.4,1265.5,799.6,1105.6,1106.7,1337.8)

# Convert them to a matrix.
combined.rainfall <-  matrix(c(rainfall1,rainfall2),nrow = 12)

# Convert it to a time series object.
rainfall.timeseries <- ts(combined.rainfall,start = c(2012,1),frequency = 12)

# Print the timeseries data.
print(rainfall.timeseries)

# Give the chart file a name.
png(file = "rainfall_combined.png")

# Plot a graph of the time series.
plot(rainfall.timeseries, main = "Multiple Time Series")

# Save the file.
dev.off()

当我们执行上面的代码，它产生以下结果及图表

Series 1  Series 2
Jan 2012    799.0    655.0
Feb 2012   1174.8   1306.9
Mar 2012    865.1   1323.4
Apr 2012   1334.6   1172.2
May 2012    635.4    562.2
Jun 2012    918.5    824.0
Jul 2012    685.5    822.4
Aug 2012    998.6   1265.5
Sep 2012    784.2    799.6
Oct 2012    985.0   1105.6
Nov 2012    882.8   1106.7
Dec 2012   1071.0   1337.8

多时间序列图