网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

监测预警基础38-STL分解后:每个零件是什么?怎么用?

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38节,我们继续上一节内容,你已经会STL分解了,那之后呢?

我们现在就讲之后的故事。


上一篇我们讲了怎么用STL分解把传染病发病曲线"大卸八块"。分解完,你手里多了3个变量:

趋势项、季节性、残差项。

这3个零件到底是什么?各自能回答什么疾控问题?还能继续做什么分析?有哪些坑不能踩?

如果你用的是加法模型,所有3个成分的本质其实还是病例数,只不过是代表不同意义的病例数,单位也都是"例"(或者你原始数据用的发病率,那就是"例/10万")。

但它们的含义和取值特点不同:


以下我们每一部分拆开,再详细讲一讲


趋势项其实就是把每年同一周的"季节性波动"全部抹平,再平滑处理后,得到的一条长期走向曲线。它回答的是:抛开"每年这个时候本该高/低"的季节因素,这个病近5年、近10年到底是在走高还是在走低?

第一,可以用来做什么?

比如评估防控效果——EV71疫苗纳入免疫规划后,趋势项是否从2017年后开始下降?比如识别阶段性变化——2020年发病数突然下台阶,是报告减少还是真减少了?比如资源规划——趋势项持续上升的病种,需要提前储备防控资源

第二,还能怎么样分析?

但这趋势性我们一般就是视觉查看趋势,以及采用Mann-Kendall趋势检验判断趋势是否显著上升/下降给"这个病越来越严重"提供统计学证据。再搭配Sen's 斜率估计,计算所有时间配对斜率的中位数,量化趋势的具体幅度(如 “发病率每年下降 0.42/10 万”),共同完成 “趋势是否存在 + 趋势幅度多大” 的完整判断。

或者与政策时间点叠加直观展示政策前后趋势斜率变化。需要注意的是,Joinpoint、ITS等方法自带趋势建模,通常对原始数据做。


季节项其实就是季节性特征量化,把每年同一周的发病水平跨年度平均,得到一个"标准季节模板"。比如第20周的季节项是-200,意思是:每年第20周,手足口病发病数平均比全年均值低200例。比如手足口病,春末夏初(约20-30周)季节项为正且很高,冬季(约1-10周)为负。

第一,可以用来做什么?

可以用来找高峰周/低谷周,季节项最大的几周就是每年流行高峰;判断流行开始,季节项由负转正的周次,提示流行季启动,年际比较,2020年后季节项峰值是否后移?计算季节强度量化季节性有多强。

要注意,季节强度(如0.38)回答"季节性整体有多重要",是一个单一数值,可以比较不同疾病。季节指数(如第20周=0.6)回答"这一周比全年均值高/低多少",是52个数值(周数据),描述具体模式。

seasonal_strength <- 1 - var(remainder) / var(ts_cases - trend)

第二,还能怎么样分析?




残差项就是原始发病数减去趋势项和季节项后,剩下的"解释不了"的部分。理论上应该是随机噪声,但在传染病数据中,往往藏着暴发信号、报告延迟、诊断标准变化。

第一,残差项长什么样?大部分时间围绕0上下小幅波动;偶尔出现尖峰(正值)或深谷(负值);如果连续多周为正或负,说明不是随机的


第二,残差项队传染病数据分析有什么意义?



第二,残差项我们一般怎么分析?






第一,数据必须是等间隔的

  • 周数据:一年按52周还是53周?建议统一按52周,多出的1周做插值或归并

  • 月数据:注意2月只有28天,月数据的时间间隔不等,建议用周数据

  • 日数据:传染病通常不用日数据做STL,波动太剧烈,建议聚合到周

第二,缺失值处理

  • STL不能自动处理缺失值(stlplus包可以)

  • 如果某周数据缺失,建议用线性插值或同期历史均值填补,不要直接删除

第三,异常值(暴发)会"污染"趋势和季节

  • 如果某一年出现大暴发,STL会把这部分异常"分摊"到趋势和季节中

  • 建议开启robust = TRUE,降低异常值对分解的影响

  • 或者:先剔除已知异常年份,再分解

第四,周期长度(frequency)要选对

  • 周数据:frequency = 52

  • 月数据:frequency = 12

  • 注意:52周不是精确的1年(365/7≈52.14),长期数据可能产生"季节漂移"假象

第五,加法模型 vs 乘法模型

  • 加法:原始 = 趋势 + 季节 + 残差,adjusted = 原始 - 季节

  • 乘法:原始 = 趋势 × 季节 × 残差,adjusted = 原始 / 季节

  • 怎么选:如果高峰年波动大、低谷年波动小,用乘法;如果波动幅度稳定,用加法。传染病通常加法即可,但流感等波动剧烈的病种建议尝试乘法

第六,分解后不是"万事大吉"

  • 残差理论上应随机分布,务必画ACF图检验

  • 如果残差还有自相关,说明STL没提取干净,可能需要调整参数或换方法

  • 不要对趋势项做ITS分析——ITS要求原始序列的干预前后突变,STL的平滑会把突变抹掉


STL分解给你的不是“答案”,而是一套更精细的分析工具箱:趋势项告诉你:长期是升是降,拐点在哪年;季节项告诉你:每年什么时候高,高峰漂移了吗;残差项告诉你:这周是不是异常,有没有暴发信号;季节调整序列告诉你:抛开季节偏见,真实水平如何。

3个零件,3个维度,合在一起才是对一条发病曲线的完整解读。下次再看到那条熟悉的周发病曲线,不妨先做一次STL分解——你会发现,看了无数遍的数据,原来还有这么多没读懂的信息。




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
中央气象台:今晚到明晚,海南岛、新疆、内蒙古、黑龙江、甘肃、四川、贵州、云南、台湾岛等地有小到中雨,海南岛中东部有暴雨或大暴雨

中央气象台:今晚到明晚,海南岛、新疆、内蒙古、黑龙江、甘肃、四川、贵州、云南、台湾岛等地有小到中雨,海南岛中东部有暴雨或大暴雨

蓬勃新闻
2026-10-07 17:54:32
国庆高速数据彻底打脸!油电大势已定,再也回不去了

国庆高速数据彻底打脸!油电大势已定,再也回不去了

华庭讲美食
2026-10-06 02:59:29
热苏斯:我读了C罗的声明,现在我要和往常一样去足协工作

热苏斯:我读了C罗的声明,现在我要和往常一样去足协工作

懂球帝
2026-10-07 17:37:19
张之臻上海大师赛1-2遭马哈奇逆转止步首轮,周杰伦昆凌、许昕姚彦夫妇到现场观赛

张之臻上海大师赛1-2遭马哈奇逆转止步首轮,周杰伦昆凌、许昕姚彦夫妇到现场观赛

大风新闻
2026-10-07 18:58:08
染红后微笑离场!前国脚怒批韦世豪:不顾集体利益 惯犯 永远改不了

染红后微笑离场!前国脚怒批韦世豪:不顾集体利益 惯犯 永远改不了

风过乡
2026-10-07 08:23:48
俄罗斯鼠疫信息被指不透明,免签国人员要小心了,鼠疫属于甲类传染病,新冠还是乙类传染病,比新冠要严重很多,肺鼠疫未治疗死亡100%

俄罗斯鼠疫信息被指不透明,免签国人员要小心了,鼠疫属于甲类传染病,新冠还是乙类传染病,比新冠要严重很多,肺鼠疫未治疗死亡100%

村里的月光
2026-10-07 15:16:19
俄媒:俄鼠疫感染区医院暴发瘟疫,出现第二例死亡病例

俄媒:俄鼠疫感染区医院暴发瘟疫,出现第二例死亡病例

阿尔卑斯瞭望
2026-10-07 14:05:52
被记者拦车采访,葡萄牙主帅热苏斯回应C罗长文声明:我没什么可说的;葡媒:热苏斯团队已提前知晓C罗声明,且认为内容可以接受

被记者拦车采访,葡萄牙主帅热苏斯回应C罗长文声明:我没什么可说的;葡媒:热苏斯团队已提前知晓C罗声明,且认为内容可以接受

大风新闻
2026-10-07 14:06:14
据说,每天有3万人退场

据说,每天有3万人退场

一条要飞跃的咸鱼
2026-10-07 08:49:43
大结局!东航“最霸气”乘客欧某某,这次终于踢到铁板了,真容曝光,全网社死

大结局!东航“最霸气”乘客欧某某,这次终于踢到铁板了,真容曝光,全网社死

静若梨花
2026-10-06 14:15:09
闹大了!网红解密川剧变脸账号消失,变脸是国家二级机密?网友:封号或另有原因

闹大了!网红解密川剧变脸账号消失,变脸是国家二级机密?网友:封号或另有原因

火山詩话
2026-10-07 07:44:10
诺贝尔化学奖揭晓,两位化学家共同获奖

诺贝尔化学奖揭晓,两位化学家共同获奖

澎湃新闻
2026-10-07 18:14:07
全程堵死!10月6日返程大崩溃,高速寸步难行,网友:堵到绝望

全程堵死!10月6日返程大崩溃,高速寸步难行,网友:堵到绝望

杰丝聊古今
2026-10-07 12:36:54
“根本不想让他们来!”亚运会结束后,组委会主席言论引发争议

“根本不想让他们来!”亚运会结束后,组委会主席言论引发争议

全景体育V
2026-10-07 08:24:04
祁连县把泼天的流量接成了脏水

祁连县把泼天的流量接成了脏水

陈宜之
2026-10-07 16:26:38
独自飞往仰光后杳无音信,26岁白俄模特被网上兼职诱骗至缅甸杀害,5名招募者因人口拐卖获刑21年

独自飞往仰光后杳无音信,26岁白俄模特被网上兼职诱骗至缅甸杀害,5名招募者因人口拐卖获刑21年

扬子晚报
2026-10-06 20:24:16
吴奇隆因举旗被取消活动,网友质疑其立场,吴奇隆:不赚钱也这样

吴奇隆因举旗被取消活动,网友质疑其立场,吴奇隆:不赚钱也这样

蜜桔娱乐
2026-10-07 09:55:52
地雷风波升级,金与正发声:野兽都不能进进出出

地雷风波升级,金与正发声:野兽都不能进进出出

中国新闻周刊
2026-10-07 16:43:44
很严峻!这5个行业,工资都发不下来了!

很严峻!这5个行业,工资都发不下来了!

职场资深秘书
2026-10-07 17:36:30
中国民航进入萎缩期?国庆旅游火爆,民航客流却连跌3天,机票低至200元

中国民航进入萎缩期?国庆旅游火爆,民航客流却连跌3天,机票低至200元

三言四拍
2026-10-06 20:43:40
2026-10-07 20:00:49
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

男子带妻子和10岁娃爬山走野路 用手机照亮半夜没走出

头条要闻

男子带妻子和10岁娃爬山走野路 用手机照亮半夜没走出

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

旅游
艺术
时尚
数码
本地

旅游要闻

【图集】甲秀楼游人如织 文明相伴景更美

艺术要闻

吴冠中 84岁画的风筝,358.4万港元!

赫本的小黑裤,裤装界的气质王者

数码要闻

苹果Apple TV平台F1赛事转播将支持杜比全景声,本月底上线

本地新闻

中秋逛白塔寺,体验国医妙荟雅集

无障碍浏览 进入关怀版