查找时间序列的平均变化

Question

我有一个 15 年的年度平均时间序列数据集，我试图在这个时间序列中找到平均值 change/increase/decrease。

我的时间序列是空间的（每个 grid-cell/pixel 的平均值重复）。

我如何通过 dplyr 在 R 中执行此操作？

示例数据

year = c(2005, 2005, 2005, 2005, 2006, 2006, 2006, 2006, 2007, 2007, 2007, 2007, 2008, 2008, 2008, 2008)
Tmean = c(24, 24.5, 25.8,25, 24.8, 25, 23.5, 23.8, 24.8, 25, 25.2, 25.8, 25.3, 25.6, 25.2, 25)

代码

 library(tidyverse)

df = data.frame(year, Tmean)

    change = df$year %>%
      # Sort by year
      arrange(year) %>%
      mutate(Diff_change = Tmean - lag(Tmean), # Difference in Tmean between years
             Rate_percent = (Diff_change / year)/Tmean * 100) # Percent change # **returns inf values** 
    
    Average_change = mean(change$Rate_percent, na.rm = TRUE)

Answer 1

求平均值：mean()。要查找差异或更改：diff()

因此，求平均变化：

> avg_change <- mean(diff(Tmean))
> print(avg_change)
[1] 0.06666667

如果你需要百分比，那么你想知道一个元素和它的前一个元素（今年 - 去年）相对于去年的百分比差异是多少，就像这样：

> pct_change <- Tmean[2:length(Tmean)] / Tmean[1:(length(Tmean)-1)] - 1
> avg_pct_change <- mean(pct_change) * 100
> print(avg_pct_change)
[1] 0.3101632

Answer 2

我们可以将这些向量放入数据框中以与 dplyr 一起使用（...如果您想要这样做；这对于 base R 也很简单）。

library(dplyr)
df <- data.frame(year, Tmean)
change <- df %>%
  arrange(year) %>%
  mutate(Diff_change = Tmean - lag(Tmean), # Difference in Tmean between years
         Diff_time = year - lag(year),
         Rate_percent = (Diff_change/Diff_time)/lag(Tmean) * 100) # Percent change 

Average_change = mean(change$Rate_percent, na.rm = TRUE)

结果（包含更新的问题数据）

> change
   year Tmean Diff_change Rate_percent
1  2005  24.0          NA           NA
2  2005  24.5         0.5    2.0833333
3  2005  25.8         1.3    5.3061224
4  2005  25.0        -0.8   -3.1007752
5  2006  24.8        -0.2   -0.8000000
6  2006  25.0         0.2    0.8064516
7  2006  23.5        -1.5   -6.0000000
8  2006  23.8         0.3    1.2765957
9  2007  24.8         1.0    4.2016807
10 2007  25.0         0.2    0.8064516
11 2007  25.2         0.2    0.8000000
12 2007  25.8         0.6    2.3809524
13 2008  25.3        -0.5   -1.9379845
14 2008  25.6         0.3    1.1857708
15 2008  25.2        -0.4   -1.5625000
16 2008  25.0        -0.2   -0.7936508
> Average_change
[1] 0.3101632

查找时间序列的平均变化

Find average change in timeseries

r

time-series

dplyr