网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

监测预警基础37-传染病时间序列数据的“CT扫描”:一文读懂STL分解!

0
分享至


系列简介

这是我们一系列原创技术贴,从易到难,每天学习一点。所有内容均为疾控数据分析、科研论文相关,或者说很多和现在的热门监测预警相关,所以我们这个系列就叫“监测预警基础”。

今天是第37节,STL分解。我们在第一节()的时候就介绍过时间序列数据是由这些部分组成的,那如何把这每一部分拆开呢?


作为疾控人,我们每天面对的大疫情网数据,本质上是一条"三合一"的混乱曲线:

手足口病今年第20周报了500例,这是真下降了,还是还没到流行季?流感去年冬天比前年少了一半,是疫苗起作用了,还是采样少了?某一周突然冒出来一个尖峰,是真的暴发了,还是报告延迟堆积?

我们报病的时间序列数据混在一起看,永远看不清楚。

STL分解,就是给这条混乱曲线做"CT扫描",把它拆成三条干净、可解释的曲线,让你一眼看清:长期趋势、季节规律、意外异常。


STL =Seasonal andTrend decomposition usingLoess,全称为基于局部加权回归的季节性和趋势分解。

简单说,就是把你的周发病数(或月发病数)拆成三个可加的部分:


如果季节性波动幅度随发病水平同步变化(比如高峰年波动更大),用乘法模型;如果波动幅度稳定,用加法模型。

传染病数据通常用加法模型即可。


主要有以下这些作用和目的:

第一,看清长期趋势:每年春夏季的季节性高峰会掩盖真实的上升/下降趋势。STL把季节抹掉,趋势一目了然。
第二,识别异常暴发:某一周发病数突然升高,是"到了该高的季节",还是"真的暴发了"?看残差项就知道。
第三,预测不再跑偏:不分离季节成分,直接建模会把"每年固定来的高峰"误当成随机噪声,预测精度大打折扣。
第四,评估干预效果:EV71疫苗纳入免疫规划后,手足口病趋势是否下降?季节性模式是否改变?需要分别看。
第五,监控数据质量:残差连续多周为正,提示诊断标准、报告系统或实验室检测能力可能发生了变化。


第一步,准备数据:需要等间隔时间序列,传染病监测通常用周数据(一年52周)或月数据(一年12月)。

ts_cases <- ts(df$cases, frequency = 52)  # 月数据则 frequency = 12

第二步,一行代码分解:确定窗口,拆解数据。

stl_fit <- stl(ts_cases, s.window = "periodic", t.window = 53,robust = TRUE)

关键参数我们解释一下

s.window:季节平滑窗口。周数据通常设为 "periodic" 或 7~13。

t.window:趋势平滑窗口。周数据通常设为 53(约1年)。

robust = TRUE:建议开启,降低突发暴发对趋势和季节的干扰。

第三步,可视化:确定窗口,拆解数据。

plot(stl_fit, main = "STL分解:周发病数")

出来的图就是4张子图叠在一起:原始数据、季节成分、趋势成分、残差成分。


第四步,提取成分:确定窗口,拆解数据。

remainder <- stl_fit$time.series[, "remainder"]   # 残差成分

至此你就完成了对一套传染病时间序列数据的分解,下一节我们继续讲一讲分解之后能干什么?



编辑:普通疾控人 | 审核:诗酒趁年华

文章来源 | 原创

说明 | 转载只为分享,如有侵权联系删除

©版权声明 | 部分信息和图片来自公开网络

转载请注明

再次转载请注明出处


科普健康 | 宣传疾控

本号为多位疾控机构从业者运营

重点关注国内外健康事件

致力于疾控科普

在做好科普服务大众的同时

做好疾控机构的宣传

让更多的人了解疾控,拥抱健康

欢迎加「小编」微信(cdcjkr126com)

本文具体说明

本文为原创内容,文章为个人理解所学,不涉及疫情信息及内部保密数据,发表的目的为自我总结及给有需求的人士学习使用。如有不妥之处,欢迎联系小编修改、删除。

更多精彩视频,尽在“CDC疾控人”视频号


特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
“看穿着,你们家就凑不出一个本科学历!”农民父亲炫耀却被揭穿

“看穿着,你们家就凑不出一个本科学历!”农民父亲炫耀却被揭穿

熙熙说教
2026-10-06 10:53:12
俄鼠疫实验室出事,美方发出警告,病原体一旦外泄或将快速扩散

俄鼠疫实验室出事,美方发出警告,病原体一旦外泄或将快速扩散

泪之魂y
2026-10-06 14:42:34
全红婵留长发,近170cm颜值惊人,网友:颜值变化惊人...

全红婵留长发,近170cm颜值惊人,网友:颜值变化惊人...

黎兜兜
2026-10-04 14:08:45
尴尬了!原定26桌婚宴突来36桌:山东新娘学生家长全家赴宴

尴尬了!原定26桌婚宴突来36桌:山东新娘学生家长全家赴宴

普陀动物世界
2026-10-06 10:23:52
陈雪军从福建赴任重庆!涂山全已任重庆市潼南区委副书记、区政府党组书记!

陈雪军从福建赴任重庆!涂山全已任重庆市潼南区委副书记、区政府党组书记!

天气观察站
2026-10-07 20:15:35
欠钱不还的人最怕这一招:微信上申请支付令,15天不还直接划扣!

欠钱不还的人最怕这一招:微信上申请支付令,15天不还直接划扣!

另子维爱读史
2026-09-26 20:53:15
苹果正式官宣历代iPhone全球销量排行榜

苹果正式官宣历代iPhone全球销量排行榜

叮当当科技
2026-10-05 01:13:11
国庆高速发现怪事:油车呼呼跑120,绿牌车大多只跑90

国庆高速发现怪事:油车呼呼跑120,绿牌车大多只跑90

小怪吃美食
2026-10-05 15:34:31
《余红旧事》第19集郝洁这场自慰戏,有无必要?导演太会拍了

《余红旧事》第19集郝洁这场自慰戏,有无必要?导演太会拍了

露珠聊影视
2026-10-07 21:20:16
普通孩子唯一能改命的机会就是:死磕三年高中,熬过去便是一生坦途;若是偷懒,往后几十年都得用来弥补这三年留下的遗憾

普通孩子唯一能改命的机会就是:死磕三年高中,熬过去便是一生坦途;若是偷懒,往后几十年都得用来弥补这三年留下的遗憾

好爸育儿
2026-09-27 08:29:37
丰田章男的孤独:新发动机一箱油跑1200公里,但世界不跟他玩了

丰田章男的孤独:新发动机一箱油跑1200公里,但世界不跟他玩了

兴趣知识
2026-10-07 01:04:13
他是许世友将军之子,曾任安徽、江苏军区司令员,今年已经74岁了

他是许世友将军之子,曾任安徽、江苏军区司令员,今年已经74岁了

云霄纪史观
2026-10-06 18:05:34
陈志算什么?湖南80后佘智江被引渡回国,涉案2.7万亿,全网哗然

陈志算什么?湖南80后佘智江被引渡回国,涉案2.7万亿,全网哗然

热点菌本君
2025-11-13 15:18:05
4.8亿首发打不过雷霆替补!烂了这么多年,仍不打算重建,太奇葩

4.8亿首发打不过雷霆替补!烂了这么多年,仍不打算重建,太奇葩

你的篮球频道
2026-10-07 11:12:59
C罗请求足协重罚自己!葡媒:他或被禁赛6个月 解禁后42岁恐难回归

C罗请求足协重罚自己!葡媒:他或被禁赛6个月 解禁后42岁恐难回归

风过乡
2026-10-07 07:06:59
赛中多次显露不适!孙颖莎亲承亚运消耗过大+在发烧 刘国正:好好休息

赛中多次显露不适!孙颖莎亲承亚运消耗过大+在发烧 刘国正:好好休息

颜小白的篮球梦
2026-10-07 21:17:30
日本亚运再陷尴尬!中国选手的金牌已磨花了:裹保鲜膜防护 非个例

日本亚运再陷尴尬!中国选手的金牌已磨花了:裹保鲜膜防护 非个例

风过乡
2026-10-07 09:00:03
南信大一本科新生选择退学复读,高考超常发挥608分,大气科学类专业,本人透露原因,让人不理解!

南信大一本科新生选择退学复读,高考超常发挥608分,大气科学类专业,本人透露原因,让人不理解!

凯旋学长
2026-10-07 12:10:47
特朗普:对伊朗的军事行动 “必须收尾了”,唯一要考虑的问题是以哪种方式收尾,是以柔和的方式或是强硬的方式

特朗普:对伊朗的军事行动 “必须收尾了”,唯一要考虑的问题是以哪种方式收尾,是以柔和的方式或是强硬的方式

极目新闻
2026-10-07 16:43:06
中国不接招,美国自己耗死!全世界等中美开战,中国连看都懒得看

中国不接招,美国自己耗死!全世界等中美开战,中国连看都懒得看

无心小姐姐
2026-10-05 16:18:07
2026-10-07 22:16:49
CDC疾控人 incentive-icons
CDC疾控人
关注疾控,科普健康
250文章数 8关注度
往期回顾 全部

科技要闻

诺贝尔化学奖揭晓,两位科学家摘得大奖

头条要闻

迟到25年95岁科学家终于获诺奖 他的研究拯救无数家庭

头条要闻

迟到25年95岁科学家终于获诺奖 他的研究拯救无数家庭

体育要闻

从骑马舞到开口全中文 德约在北京不止七冠

娱乐要闻

蔡康永风波再升级!这次谁也救不了他

财经要闻

谷歌签下科技史上最大核能协议

汽车要闻

智能化再提升 2027款东风标致、东风雪铁龙新车更人性化了

态度原创

健康
亲子
房产
时尚
军事航空

刷酸祛痘,为什么有人翻车?

亲子要闻

看样子孩子很不满意

房产要闻

保利大爆发,冲到榜一!海南楼市前三季度,热销榜出炉!

刘雯的松弛感卫衣穿搭,太值得借鉴了

军事要闻

外舰跟监遵义舰 结果自己先"趴窝"了

无障碍浏览 进入关怀版