plot() 不显示 lme/lmer 的所有诊断图

Question

当使用 lme/lmer 函数时，我无法通过 par(mfrow=c(2,2)) 让 R 显示所有 4 个诊断图（res 与拟合、正常 QQ、比例位置、res 与杠杆）和情节（）。 我只得到 res vs fit 图，没有别的。 使用 lm 功能时我没有问题。 有人知道怎么做吗？

library(lme4)
m0<-lmer(hematology~Treatment*day+Gender+(1|ID),data=long,na.action=na.omit,REML=FALSE)
par(mfrow=c(2,2))
plot(m0) 

Answer 1

tl;dr ?plot.merMod 非常详细地解释了绘图方法如何适用于 [g]lmer 产生的拟合...

您至少可以相当容易地获得与plot.lm 对应的前三个图：

拟合与残差添加平滑线

plot(lmer_model, type=c("p","smooth"), col.line=1)

（用不同颜色绘制平滑和零线更难）

比例位置图

plot(lmer_model,
     sqrt(abs(resid(.)))~fitted(.),
     type=c("p","smooth"), col.line=1)

Q-Q 图

lattice::qqmath(lmer_model)

残差与杠杆

plot(fm1, rstudent(.) ~ hatvalues(.))

（Cook 的距离可以通过 cooks.distance() 计算，但叠加 CD={0.5,1} 的轮廓并不容易......）

历史记录

lme4 诊断图方法的设计和实现与plot.lm 不同，plot.lm 是 base R 中的典型示例。为什么？我不确定，但这种方法源自于 R 之前的 nlme 包；我能找到的最早版本是this page from the Wayback Machine（1998 年），它链接到 1.2 版的copy of the user's guide，日期为 1995 年 2 月；那是在June 1995 首次发布 R 源代码（通过 ftp）前三个月。

• 它使用 lattice（源自 Trellis™ 图形）而不是 base-R 图形
• 虽然它不会自动构造，例如比例位置图，它更灵活。您可以使用公式来显示拟合值或残差值与参数、方面等，例如plot(fm1,residuals(.)~Days|Subject)
• 有用于绘制残差等 (plot) 和 Q-Q 图的单独命令（nlme 中的qqnorm，lme4 中的qqmath）

Answer 2

在 R 中，plot 是一个通用函数。这意味着当您调用plot 时，R 会检查您传递给第一个参数的对象的类，并根据该类选择绘图方法。

让我们举个例子。假设我使用lm 函数来创建模型。生成的模型对象将具有类 "lm":

lm_model <- lm(Sepal.Length ~ Sepal.Width, data = iris)
class(lm_model)
#> [1] "lm"

这意味着当我调用plot(lm_model) 时，R 会看到我正在对lm 类的对象调用plot。 R 不再像 plot(1:10) 那样尝试构建基本的 xy 图，而是知道调用专门编写的绘图方法来绘制 "lm" 类型的对象。在这种情况下，它将调度方法 stats:::plot.lm，这是一个长函数，它接受 "lm" 对象并创建 4 个诊断图。

现在让我们看看使用lmer 创建模型时会得到什么：

library(lme4)
lmer_model <- lmer(Reaction ~ Days + (Days | Subject), sleepstudy)
class(lmer_model)
#> [1] "lmerMod"
#> attr(,"package")
#> [1] "lme4"

我们的模型是"lmerMod" 类型的对象。当我们在这个对象上调用plot 时，R 会查找正确的方法来绘制这个类的对象。由于它与"lm" 类的对象具有完全不同的结构，因此用plot.lm 绘制它是没有意义的，因此创建lme4 包的作者必须确定绘制"lmerMod" 类的对象是。他们编写了 lme4:::plot.merMod 方法，该方法绘制了您在模型上调用 plot 时看到的单个图。

这是为什么？这是作者要回答的问题，但似乎主要原因是他们想要一种涵盖 GLMM、LMM 和 REML 模型的绘图方法。 lm 的诊断图不适用于所有这些模型类型。

所以简短的回答是“解决”这样的问题是没有问题的；这不是 "lmerMod" 对象的绘制方式。如果您对这些诊断图可以回答的适合您的某些方面有特定的担忧，您应该单独检查这些方面。