我们可以使用JMP使有意义的、数据驱动的、非党派关于新闻的决定? 当然,但我们的重点应该是什么? 我们也可以做一些有趣的事情吗?
至少从 2012 年开始(见陶),美国总统国情咨文的大致年级水平已经成为新闻。在这里,让我们看看如何使用 JMP 和回归来预测什么特朗普即将于 1 月 30 日发表的国情咨文演讲的年级水平。奥巴马(见陶)和特朗普(见威尔逊) 为他们的工会地址(或联合地址)的状态等级或缺乏等级。
在这里,我们将通过一个简单的线性回归模型检查国情咨文地址,正如我的新书第 9.2 章“简单线性回归”中所讨论的那样使用 JMP 进行生物统计学:实用指南. 但是,我们不能仅仅停留在创建回归模型,我们需要评估模型的质量及其错误;在这里,我们将研究此类诊断任务的基础知识,但第 10 章的所有内容我的书致力于这个主题。
年级水平被认为是基于 Flesch-Kincaid 的近似阅读水平,这是一种简单的方法,它试图将总单词、总句子、总音节映射到理解任何给定文本所需的近似教育年级水平。 有关详细信息,请参阅 DuBay (2004) 或 Bihl 和 Bauer (2017)。为什么以及是否适合评估国情咨文并不是直接关注的问题。 然而,我们试图在最近的一篇论文 Bihl 和 Bauer (2017) 中回答其中的一些问题,得出的结论是年级与演讲的类型相关(书面与口头,电视与非电视)。
作为一个简单的例子,为了预测不久的将来,我们将通过回归来看看演讲年份和年级水平之间的联系。在这样做时,我们还必须查看回归模型的整体质量。
数据采集
工会地址的所有状态都是从总统项目,UC-Santa Barbara 的一个不错的存储库。 对于数据清洗,e非常 [掌声] 和[笑声] 去掉了;表格也从 1800 年代的书面演讲中删除。 为了计算可读性统计数据,Microsoft Word 内置的 Flesch-Kincaid 等级计算用于所有演讲。 在 StateOftheUnion2017.jmp(附在这篇文章后面)中,我还为 2018 年未知的结果添加了一行。
回归模型构建
对于这个预测任务,我们将考虑线性回归以及预测和置信区间。 虽然在 Bihl 和 Bauer (2017) 中我们使用了许多变量,但在这里我们只会将 Flesch-Kincaid 视为因变量,将年份视为自变量。
我们可以使用 X 拟合 Y 来为此数据创建回归线。 一旦我们有了回归线,我们需要做一些事情:
1.评估基本拟合结果
2. 检查模型是否违反假设(正态性、异常值等)
3. 计算和可视化预测和置信区间
通过一个简单的回归模型,我们看到 Flesch-Kincaid 年级和年级之间的关系普遍下降。如果要查看线性拟合结果(我没有显示),我们会看到拟合摘要、方差分析、拟合不足和参数估计值。 乍一看,我们的拟合看起来不错,它的 R2 为 0.77,ANOVA 表显示了一个统计显着模型(95% 水平)。 但是,这些点分散在各处,因此有必要检查拟合的质量。 此外,回归模型是 Flesch-Kincaid = 101.96665 - 0.0459147*Year,这显然只适用于特定范围,因为它最终会变为负数。 一个过度推断的例子:如果我们推断到 2974 年,即电影 Idiocracy 的拍摄时间,卡马乔总统致辞具有 4.0 年教育的年级水平,但我们的模型将预测不可能的 -34 年级水平。
General Trend Between Year and Flesch-Kincaid Grade LevelGeneral Trend Between Year and Flesch-Kincaid Grade LevelGeneral Trend Between Year and Flesch-Kincaid Grade LevelGeneral Trend Between Year and Flesch-Kincaid Grade Level年份与 Flesch-Kincaid 年级水平之间的总体趋势
在输出中,我们还看到缺少拟合表,因为我们有一些重复的值(几年有多个国情咨文地址)。 但由于这种情况发生的年份很少,例如 1790 年和 1980 年,因此我们无法从这张表中学到很多东西。 所以我们将忽略这张表。
为了回答我们的问题——特朗普 1 月 30 日的国情咨文演讲的年级水平是多少?– 我们将考虑置信区间(因为它与今天的数据有关,所以相当紧密)和预测区间(因为它们与未来值有关,所以比较宽)。对于回归分析,我们真的想查看残差,看看我们是否在违反各种回归假设(例如,正态性)方面存在明显问题。
为了检查预测和置信区间,我们需要访问红色三角形在JMP旁边线性拟合几次:
2. 选择平均置信限公式和个人置信限度公式- 我们需要这些来提供预测和置信区间的数值区间值。
3. 选择Confid 阴影拟合和Confid Shaded Indiv
回归模型充分性
回归模型和残差的许多假设(回归模型中的误差,即预测线与每个观测值之间的距离)都涉及正态性。 我们可以通过考虑正态分位数图(许多书中的正态概率图)来检验这一点。 这可以通过选择找到分析 > 分布在JMP并选择残差列。 虽然直方图看起来很正常,但我们不能完全相信这一点(参见 7.2我的书示例和讨论)。 所以我们要选择一个正态分位数来更好地检查正态性。 我们可以通过单击红色三角形并选择正态分位数图,结果如下图。 有趣的是,残差都遵循这条线,不在置信区间之外,也没有明显的形状。 因此,就正态性假设而言,我们做得很好。
Residual Normal Quantile PlotResidual Normal Quantile PlotResidual Normal Quantile PlotResidual Normal Quantile Plot残差正态分位数图异常值拉动回归线、非常数方差问题等可能存在其他问题。 有很多方法可以检查此类问题的残差;我是标准化残差的忠实粉丝,因为我们既可以查看残差的形状,又可以了解哪些点可能是异常值。标准化残差是通过将每个残差值除以标准差来计算的,我们可以将其近似为 ANOVA 模型的 MSE 的平方根。 对于我们的数据,我们将使用以下公式创建一个列。
Standardized Residuals EquationStandardized Residuals EquationStandardized Residuals EquationStandardized Residuals Equation标准化残差方程结果现在我们的残差被缩放了,如果我们通过预测来绘制残差,则y 轴是无单位的,对应于标准偏差。 因此,我们可以寻找较大的值,例如,通过大于 3 的值表示可能的异常值的基本启发式方法。 查看我们的残差,我们看不到明显的异常值,我们看到散布看起来很大程度上是随机的。 所以我们将继续它,因为没有令人信服的理由使用转换,这将涉及解释困难。 然而,我们应该注意到,在高 Flesch-Kincaid 值下,事情开始趋向于负误差,因此至少这里可能存在非恒定方差问题。
Standardized Residuals versus Predicted ValuesStandardized Residuals versus Predicted ValuesStandardized Residuals versus Predicted ValuesStandardized Residuals versus Predicted Values标准化残差与预测值
1 月 30 日国情咨文预测
对我们模型的质量有了一些信心,我们现在可以继续我们关心的问题:“W hat 是 Trevor 的预测特朗普 1 月 30 日国情咨文的年级水平?” 为此,我们可以使用预测和置信区间。 在视觉上,我们看到置信区间非常接近回归线,预测值覆盖了此之外更大的区域。 这是意料之中的,因为预测区间假设了更多的不确定性。
Regression Model with Both 95% Confidence and 95% Prediction IntervalsRegression Model with Both 95% Confidence and 95% Prediction IntervalsRegression Model with Both 95% Confidence and 95% Prediction IntervalsRegression Model with Both 95% Confidence and 95% Prediction Intervals具有 95% 置信度和 95% 预测区间的回归模型
对于我们关心的值,我们需要查看2018年的数据表。 我们对 2018 年国情咨文的预测值为 9.31。 因此,这是我对即将到来的 1 月 30 日演讲的预测。
然而,这还不是全部。我们不能只停留在一个数字上,我们应该在这个数字上加上一个界限。 这2018年的预测区间很宽(6.0 到 12.6),如上图所示。 不要使用这个非常宽且无用的区间,让我们看一下置信区间,即 8.9 到 9.7。
因此,我对 1 月 30 日国情咨文的预测是 Flesch-Kincaid 等级水平为 9.31+-0.4。 现在让我们看看几周后我的正确(或错误)。 你有什么想分享的预测吗?
参考
根据我找到的副本(新闻周刊,不是总统项目),最终成绩是 9.3。就在趋势线上。你先在这里看到的。
要检查自己,您可以复制文本并在 Word 中获取可读性统计信息:
http://www.newsweek.com/state-union-full-text-795748
一旦总统项目发布他们的版本,我将再次检查它。但我怀疑除了轻微的印刷问题之外它会改变。
到目前为止,该模型看起来不错。
现场采样(5-10 分钟前)的 Flesch-Kincaid 等级水平为 8.6。虽然在置信区间之外,但由于使用凌乱的实时转写,这与更多尚未到来的情况很接近。.
来自 NPR 现场转写的数据(并按上述方式清理)。看到最终结果会很有趣。
https://www.npr.org/2018/01/30/580378279/trumps-state-of-the-union-address-annotated
也许愚蠢只是低估了我们的愚蠢程度,卡马乔总统将在 2308 年发表他的演讲。在弗莱施-金凯德模型被证明是错误的之前,用电解质浇水可能会导致人类灭亡。
如果您没有 JMP 并想尝试一下,这里是免费试用的链接: https://www.jmp.com/en_us/software/download-jmp-free-trial.html
顺便说一句,您可以使用 JMP 导出到 .csv 文件。
gmichaelson,我们能够为您发布 csv,希望对您有所帮助。