如何在R中重新采样和插值时间序列数据？

Question

我有每5分钟左右记录一次的测量数据：

2012-07-09T05:30:01+02:00   1906.1  1069.2  1093.2  3   1071.0  1905.7  
2012-07-09T05:35:02+02:00   1905.7  1069.2  1093.0  0   1071.5  1905.7  
2012-07-09T05:40:02+02:00   1906.1  1068.7  1093.2  0   1069.4  1905.7  
2012-07-09T05:45:02+02:00   1905.7  1068.4  1093.0  1   1069.6  1905.7  
2012-07-09T05:50:02+02:00   1905.7  1068.2  1093.0  4   1073.3  1905.7  

第一列是数据的时间戳。其余的列是记录的数据。

我需要重新采样我的数据，以便每15分钟有一行数据，例如：

2012-07-09T05:15:00 XX XX XX XX XX XX
2012-07-09T05:30:00 XX XX XX XX XX XX
....

此外，记录的数据中可能会存在空缺，在我看来，需要将超过一小时的间隙替换为一行NA值。

我可以想到几种手动编程的方法，但是是否有内置支持在R中处理这种情况？我已经查看了不同的时间序列数据库（zoo，chron等），但是没有找到令人满意的内容。

- lindelof

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我有一个类似的问题。你找到了这个的包/解决方案吗？ - Zhubarb

@Rhubarb 你看过 xts 吗？这个包至少允许下采样。to.period等函数。（同时添加了答案） - Buggy

Answer 1

你可以使用approx或相关的approxfun。如果t是由采样数据的时间点组成的向量，而y是数据向量，则f <- approxfun(t,y)会创建一个函数f，该函数在时间点之间线性插值数据点。

示例：

# irregular time points at which data was sampled
t <- c(5,10,15,25,30,40,50)
# measurements 
y <- c(4.3,1.2,5.4,7.6,3.2,1.2,3.7)

f <- approxfun(t,y)

# get interpolated values for time points 5, 20, 35, 50
f(seq(from=5,to=50,by=15))
[1] 4.3 6.5 2.2 3.7

- Adrian

Answer 2

如果您正在寻找内置的降采样功能（不支持上采样），您也可以使用 xts 包。

data(sample_matrix)
samplexts <- as.xts(sample_matrix)
to.monthly(samplexts)
to.yearly(samplexts)

- Buggy

Answer 3

这个问题在CrossValidated上有很好的讨论：https://stats.stackexchange.com/questions/31666/how-can-i-align-synchronize-two-signals。那篇回答的作者“自己编写”了插值和重采样代码。

- Eric Anderson

Answer 4

你应该查看Openair包，它有很多用于处理时间序列数据的“工具”。

- Alex Archibald

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这个问题本身并不值得回答，因为它几乎没有什么帮助。任何阅读者仍需要自己弄清楚这些“工具”是否包括间隙处理和重采样支持。 - Bertjan Broeksema