Memvisualisasikan basis spline

Buku teks biasanya memiliki contoh plot yang bagus dari dasar untuk splines seragam ketika mereka menjelaskan topik tersebut. Sesuatu seperti deretan segitiga kecil untuk spline linier, atau deretan punuk kecil untuk spline kubik.

Ini adalah contoh khas:

http://support.sas.com/documentation/cdl/en/statug/63033/HTML/default/viewer.htm#statug_introcom_a0000000525.htm

Saya bertanya-tanya apakah ada cara mudah untuk menghasilkan plot basis spline menggunakan fungsi R standar (seperti bs atau ns). Saya kira ada beberapa bagian sederhana dari aritmatika matriks dikombinasikan dengan program R sepele yang akan memuntahkan plot yang cukup dari basis spline dengan cara yang elegan. Aku hanya tidak bisa memikirkannya!

Coba ini, sebagai contoh untuk B-splines:

x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
plot(spl[,1]~x, ylim=c(0,max(spl)), type='l', lwd=2, col=1, 
     xlab="Cubic B-spline basis", ylab="")
for (j in 2:ncol(spl)) lines(spl[,j]~x, lwd=2, col=j)

Memberi ini:

Berikut adalah autoplotmetode untuk kelas "dasar" (yang diwarisi oleh bs dan ns):

library(ggplot2)
library(magrittr)
library(reshape2)
library(stringr)
autoplot.basis <- function(basis, n=1000) {
    all.knots <- sort(c(attr(basis,"Boundary.knots") ,attr(basis, "knots"))) %>%
        unname
    bounds <- range(all.knots)
    knot.values <- predict(basis, all.knots) %>%
        set_colnames(str_c("S", seq_len(ncol(.))))
    newx <- seq(bounds[1], bounds[2], length.out = n+1)
    interp.values <- predict(basis, newx) %>%
        set_colnames(str_c("S", seq_len(ncol(.))))
    knot.df <- data.frame(x=all.knots, knot.values) %>%
        melt(id.vars="x", variable.name="Spline", value.name="y")
    interp.df <- data.frame(x=newx, interp.values) %>%
        melt(id.vars="x", variable.name="Spline", value.name="y")
    ggplot(interp.df) +
        aes(x=x, y=y, color=Spline, group=Spline) +
        geom_line() +
        geom_point(data=knot.df) +
        scale_color_discrete(guide=FALSE)
}

Ini memungkinkan Anda memanggil objek autoplotns atau bs. Mengambil contoh jbowman:

library(splines)
x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
autoplot(spl)

yang menghasilkan:

Sunting: Ini akan disertakan dalam versi selanjutnya dari paket ggfortify: https://github.com/sinhrks/ggfortify/pull/129 . Setelah itu, saya percaya semua yang Anda butuhkan adalah:

library(splines)
library(ggfortify)
x <- seq(0, 1, by=0.001)
spl <- bs(x,df=6)
autoplot(spl)