如何使用na.spline()函数防止外推？

Question

我在zoo包中使用na.spline()函数时遇到了问题。尽管文档明确说明这是一种插值函数，但我得到的结果却包括外推。

以下代码重现了这个问题：

require(zoo)
vector <- c(NA,NA,NA,NA,NA,NA,5,NA,7,8,NA,NA)
na.spline(vector)

这个应该输出的结果是：

NA NA NA NA NA NA  5  6  7  8  NA NA

这将是内部NA的插值，保留尾随的NA。但是实际上，我得到了以下结果：

-1  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

根据文档，这不应该发生。有没有什么方法可以避免外推？

我认识到在我的例子中，我可以使用线性插值，但这是一个最小工作示例。虽然我不一定要使用na.spline()函数，但我需要一种使用三次样条插值的方法。

- CaptainProg

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问题似乎出在 stats::spline 上：spline(seq_along(vector), vector, xout=seq_along(vector))。它与 approx 不一致，后者严格执行插值。 - Matthew Plourde

Achim已经在zoo的开发版本中纠正了文档。由于问题不在zoo本身，而且zoo试图与R核心保持一致，因此代码实际上没有任何变化。 - G. Grothendieck

Answer 1

这种行为似乎来自于stats::spline函数，例如：

spline(seq_along(vector), vector, xout=seq_along(vector))$y
# [1] -1  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10

以下是解决方法，利用na.approx严格插值的事实。

replace(na.spline(vector), is.na(na.approx(vector, na.rm=FALSE)), NA)
# [1] NA NA NA NA NA NA  5  6  7  8 NA NA

编辑

正如@G.Grothendieck在下面的评论中建议的那样，另一种无疑更高效的方法是：

na.spline(vector) + 0*na.approx(vector, na.rm = FALSE)

- Matthew Plourde

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na.spline(vector)表示对向量进行样条插值，而na.approx(vector, na.rm = FALSE)则表示使用近似法来填补缺失值，两者相加后结果仍为向量。 - G. Grothendieck

@G.Grothendieck 的妙招！ - Lazarus Thurston