R - 定位两条曲线的交点

Question

在这个论坛中有很多关于定位拟合模型和一些原始数据之间的交叉点的问题。然而，就我而言，我处于一个早期项目中，我仍在评估数据。

首先，我创建了一个数据框，其中包含一个理想值应为 1.0 的比率值。我已经绘制了数据框，还使用abline() 函数在y=1.0 处绘制了一条水平线。这条水平线和比率图在某个点相交。

plot(a$TIME.STAMP, a$PROCESS.RATIO,
     xlab='Time (5s)',
     ylab='Process ratio',
     col='darkolivegreen',
     type='l')
abline(h=1.0,col='red')

我的目标是定位交点，比如x，并在x±k 处画两条垂直线，分别为abline(v=x-k) 和abline(v=x+k)，其中，k 是某个公差带。

在绘图上应用网格并不是一个真正的选择，因为该绘图将成为多面板绘图的一部分。而且，由于比率数据的布局非常紧凑，因此该图不会太可读。最后，x±k 在我与领域专家的讨论中将非常有价值。

您能指导我如何实现这一目标吗？

Answer 1

这里有两个解决方案。第一个使用locator()，如果您没有太多图表要制作，这将很有用：

x <- 1:5
y <- log(1:5)
df1 <-data.frame(x= 1:5,y=log(1:5))
k <-0.5

plot(df1,type="o",lwd=2)
abline(h=1, col="red")
locator()

通过点击交叉点（并停止图表左上角的定位器），您将获得交叉点：

> locator()
$x
[1] 2.765327
$y
[1] 1.002495

然后您将添加abline(v=2.765327)。

如果您需要一种更可编程的方法来寻找交叉点，我们将不得不估计您的数据的功能。不幸的是，您没有向我们提供 PROCESS.RATIO，因此我们只能猜测您的数据是什么样的。希望数据顺利。这是一个适用于非线性数据的解决方案。正如您在上图中所见，R 所做的只是在点之间画一条线。所以，我们必须在那里拟合一条曲线。在这里，我用 2 阶多项式拟合数据。如果您的数据线性度较差，您可以尝试增加阶数（此处为 2）。如果您的数据是线性的，请使用简单的lm。

fit <-lm(y~poly(x,2))
newx <-data.frame(x=seq(0,5,0.01))
fitline = predict(fit, newdata=newx)

est <-data.frame(newx,fitline)

plot(df1,type="o",lwd=2)
abline(h=1, col="red")
lines(est, col="blue",lwd=2)

使用这条拟合曲线，我们可以找到最接近 y=1 的点。一旦我们有了那个点，我们就可以在交叉点和 +/-k 处绘制垂直线。

cross <-est[which.min(abs(1-est$fitline)),] #find closest to 1

plot(df1,type="o",lwd=2)
abline(h=1)
abline(v=cross[1], col="green")
abline(v=cross[1]-k, col="purple")
abline(v=cross[1]+k, col="purple")