手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)

校准曲线图表示的是预测值和实际值的差距,作为预测模型的重要部分,目前很多函数能绘制校准曲线。
一般分为两种,一种是通过Hosmer-Lemeshow检验,把P值分为10等分,求出每等分的预测值和实际值的差距

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
另外一种是calibration函数重抽样绘制连续的校准图
手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
我们既往文章《手动绘制logistic回归预测模型校准曲线》已经进行了手动绘制logistic回归预测模型校准曲线,有粉丝后台问怎么进行外部数据的校准曲线验证,其实外部数据主要是数据和P值不同,其他都是一样的,绘制起来非常简单,今天我们来演示一下。
我们先导入数据,继续使用我们的早产数据,
library(ggplot2)
library(rms)
bcread.csv("E:/r/test/zaochan.csv",sep=',',header=TRUE)

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
这是一个关于早产低体重儿的数据(公众号回复:早产数据,可以获得该数据),低于2500g被认为是低体重儿。数据解释如下:low 是否是小于2500g早产低体重儿,age 母亲的年龄,lwt 末次月经体重,race 种族,smoke 孕期抽烟,ptl 早产史(计数),ht 有高血压病史,ui 子宫过敏,ftv 早孕时看医生的次数,bwt 新生儿体重数值。
我们先把分类变量转成因子
bc$raceifelse(bc$race=="black",1,ifelse(bc$race=="white",2,3))
bc$smokeifelse(bc$smoke=="nonsmoker",0,1)
bc$racefactor(bc$race)
bc$htfactor(bc$ht)
bc$uifactor(bc$ui)

外部验证需要外部数据,我们没有外部数据,这里把数据分为2部分,一部分建模,另一部当外部数据来验证。

set.seed(123)
tr1 sample(nrow(bc),0.6*nrow(bc))
bc_train  bc[tr1,]
bc_test bc[-tr1,]

这样我们就生成了bc_train,bc_test这2个数据集,我们用bc_train来建模,bc_test来验证模型。

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
建立模型
fitglm(low ~ age + lwt + race + smoke + ptl + ht + ui + ftv,
         family = binomial("logit"),
         data = bc_train )

生成概率

pr1 predict(fit,type = c("response"))

外部数据生成概率

pr2  predict(fit,newdata= bc_test,type = c("response"))

生成两个数据的结局变量

y1bc_train[, "low"]
y2bc_test[, "low"]

OK,生成了概率和结局变量就可以绘图了,参照我上篇文章的方法就可以了,这里直接走下代码,因为是外部验证,所以用的是pr2和y2

ppr2
y =y2
sor  order(p)
p  p[sor]
y  y[sor]
groep  cut2(p, g = 10)
meanpred  round(tapply(p, groep, mean), 3)
meanobs  round(tapply(y, groep, mean), 3)
plot(meanpred, meanobs,xlab = "Predicted risk",
     ylab = "Observed risk", pch = 16, ps = 2, xlim = c(0, 1),
     ylim = c(0, 1), cex.lab = 1.2, cex.axis = 1.1,
     las = 1)
abline(0, 1, col = "grey", lwd = 1, lty = 1)

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
这样外部验证的校准曲线就生成了,如果想偷懒一点可以使用我自己编写的一个小程序,绘制校准曲线还算方便,函数的主体为
gg2function(data,p,y,group=1,leb)

名字乱取的,不要在意这些小细节,这个函数有5个输出,可以用来进行单独的和分类的校准曲线,如果我们绘制单独的校准曲线需要data, p, y 这3个指标,就是:数据集,预测概率和结果变量,
我们操作一下,先做出bc_train建模数据的校准曲线

plot1gg2(bc_train,pr1,y1)

生成了一个plot1的数据,

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
把plot1填入下方代码中,其他都不用改,当然你想自己调整也是可以的
ggplot(plot1, aes(x=meanpred, y=meanobs)) +
  geom_errorbar(aes(ymin=meanobs-1.96*se, ymax=meanobs+1.96*se), width=.02)+
  annotate(geom = "segment", x = 0, y = 0, xend =1, yend = 1)+
  expand_limits(x = 0, y = 0) +
  scale_x_continuous(expand = c(0, 0)) +
  scale_y_continuous(expand = c(0, 0))+
  geom_point(size=3, shape=21, fill="white")+
  xlab("预测概率")+
  ylab("实际概率")

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
bc_test验证数据的校准曲线
plot2gg2(bc_test,pr2,y2)

也是把plot2填入ggplot就可以了,其他不用改,当然你想自己调整也是可以的

ggplot(plot2, aes(x=meanpred, y=meanobs)) +
  geom_errorbar(aes(ymin=meanobs-1.96*se, ymax=meanobs+1.96*se), width=.02)+
  annotate(geom = "segment", x = 0, y = 0, xend =1, yend = 1)+
  expand_limits(x = 0, y = 0) +
  scale_x_continuous(expand = c(0, 0)) +
  scale_y_continuous(expand = c(0, 0))+
  geom_point(size=3, shape=21, fill="white")+
  xlab("预测概率")+
  ylab("实际概率")

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
这样,外部数据的校准曲线也出来了,可以看出验证能力差了很多。
如果你想再懒一点,直接使用我的升级版gg3程序直接出图也可以
gg3(bc_train,pr1,y1)

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
gg3(bc_test,pr2,y2)

手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
其实gg3就是 gg2把ggplot的绘图部分添加了进来,虽然可以直接绘图,但是减弱了你对图形的修改,我建议还是使用gg2比较好,使用了gg3其实和使用其他R包绘制校准曲线也没什么不同了。还有一点这两个程序都需要rms包和ggplot2包支持,这两个包要加载进来。
OK,本章结束,需要我的自定义函数的请公众号回复:代码。
下期说下怎么绘制这种图
手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)
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Original: https://blog.csdn.net/dege857/article/details/125253583
Author: 天桥下的卖艺者
Title: 手动绘制R语言Logistic回归模型的外部验证校准曲线(Calibration curve)(2)

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