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基于copula熵的时序因果发现及对北京空气污染问题的分析代码示例

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发布:majianthu | 分类:会计库

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因果关系发现在科学研究中非常重要。传递熵(TransferEntropy)是广泛采用的因果关系度量,基于条件独立的概念,较之其他经验式因果关系建模方法更科学合理。这里分享一个利用copula熵从数据中估计因果关系的例子,利 ...
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因果关系发现在科学研究中非常重要。传递熵(Transfer Entropy)是广泛采用的因果关系度量,基于条件独立的概念,较之其他经验式因果关系建模方法更科学合理。这里分享一个利用copula熵从数据中估计因果关系的例子,利用copula熵估计传递熵,具体见如下文献:
Jian Ma. Estimating Transfer Entropy via Copula Entropy. arXiv:1910.04375, 2019.
URL: https://arxiv.org/abs/1910.04375
文中给出了利用copula熵估计传递熵的非参数方法,方法简便易行,普遍适用。下面的代码例子利用这个方法做北京地区气象因素对PM2.5的因果关系估计的分析。其中,第11行代码(3个copula熵的运算)即为估计传递熵的方法。代码在github的共享仓库网址为: https://github.com/majianthu/transferentropy
  1. library(copent)

  2. prsa2010data = read.csv("https://archive.ics.uci.edu/ml/machine-learning-databases/00381/PRSA_data_2010.1.1-2014.12.31.csv")
  3. data = prsa2010data[2200:2700,c(6,9)]
  4. tslag = 0
  5. for (lag in 1:24){
  6. pm25a = data[1:(501-lag),1]
  7. pm25b = data[(lag+1):501,1]
  8. v1 = data[1:(501-lag),2]
  9. data1 = cbind(pm25a, pm25b, v1)
  10. tslag[lag] = copent(data1) - copent(data1[,c(1,2)]) - copent(data1[,c(1,3)])
  11. }
  12. x11()
  13. plot(tslag, xlab = "lag (hours)", ylab = "Transfer Entropy", main = "Pressure")
  14. lines(tslag)
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