Frage:
Wie kann eine 3-Wege-Interaktion untersucht werden?
Stephen
2013-01-09 04:07:09 UTC
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In einem Datensatz, mit dem ich arbeite, gibt es eine signifikante 3-Wege-Interaktion.

Die Interaktion umfasst sowohl kategoriale als auch quantitative Variablen.

Ich wurde darauf hingewiesen einfache Pisten und diese Website, aber ich finde die Erklärungen fehlend. Ich habe nur einen grundlegenden Hintergrund in der Statistik, und das Googeln nach anderen Beispielen war nicht sehr hilfreich.

Jeder Einblick, wie Sie anfangen können, diese Interaktion zu verstehen, ist sehr willkommen, insbesondere wenn Sie R anstelle von SPSS verwenden. Vielen Dank im Voraus von einem College-Studenten im unteren Studienjahr, der sich plötzlich über seinem Kopf befindet!

Willkommen auf der Seite! Ist einer der Prädiktoren kategorisch und die anderen beiden kontinuierlich oder umgekehrt? Wie viele Faktorstufen haben die kategorialen Variablen? Haben Sie ein OLS-Problem oder etwas Exotischeres? Mit diesen Informationen können wir Sie möglicherweise auf gute Möglichkeiten hinweisen, die Interaktion grafisch darzustellen, was immer zum Verständnis beiträgt.
Einige Informationen zu den Daten könnten hilfreich sein, da sie möglicherweise einige Ansätze vorschlagen. In einigen Fällen lässt sich die Interaktion am besten direkt modellieren, in anderen Fällen kann sie durch nichtlineare Neuausdrücke der erklärenden Variablen verschwinden.
Danke für die Kommentare. Es gibt einen binären Prädiktor und zwei kontinuierliche. Ich denke, die Antwort auf Ihre dritte Frage, Stephan, ist, dass ich eine grundlegende lineare Regression durchführe (wenn Sie nicht danach gefragt haben, entschuldigen Sie bitte, und können Sie das bitte klären!).
Vielen Dank für das Update - wie Sie aus Stephans Notiz herausgearbeitet haben, geht es bei OLS um die Modellanpassung für die lineare Regression (steht für Ordinary Least Squares) [cc @StephanKolassa]
Drei antworten:
Stephan Kolassa
2013-01-11 18:49:57 UTC
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Ich hatte Angst, dass dies eine kontinuierliche $ \ times $ kontinuierliche $ \ times $ kategoriale Interaktion sein würde ... OK, hier geht es weiter - zuerst erstellen wir einige Spielzeugdaten ( foo ist a binärer Prädiktor, bar und baz sind stetig, dv ist die abhängige Variable):

  set.seed (1) obs <- data.frame (foo = Probe (c ("A", "B"), Größe = 100, Ersetzen = WAHR), Balken = Probe (1: 10, Größe = 100, Ersetzen = WAHR) , baz = sample (1: 10, size = 100, replace = TRUE), dv = rnorm (100))  

Wir passen dann das Modell an und betrachten die Drei-Wege-Interaktion:

  Modell <-lm (dv ~ foo * bar * baz, Daten = obs) anova (Update (Modell, ~.-foo: bar: baz), Modell)  

Um die Interaktion zu verstehen, zeichnen wir nun die Anpassungen auf. Das Problem ist, dass wir drei unabhängige Variablen haben, also würden wir wirklich einen 4d-Plot brauchen, was ziemlich schwierig ist ;-). In unserem Fall können wir die Anpassungen einfach gegen bar und baz in zwei separaten Plots zeichnen, einen für jede Ebene von foo . Berechnen Sie zuerst die Anpassungen:

  fit.A <- data.frame (foo = "A", bar = rep (1: 10,10), baz = rep (jeweils 1: 10) = 10)) fit.A $ pred <- vorhersagen (Modell, newdata = fit.A) fit.B <- data.frame (foo = "B", bar = rep (1: 10,10), baz = rep (1: 10, jeweils = 10)) fit.B $ pred <- vorhersagen (Modell, neue Daten = fit.B)  

Zeichnen Sie als Nächstes die beiden 3D-Diagramme nebeneinander und nehmen Sie Verwenden Sie für die $ z $ -Achse dieselbe Skalierung, um die Diagramme vergleichen zu können:

  par (mfrow = c (1,2), mai = c (0,0,1,0,2) , 0) +. 02) persp (x = 1: 10, y = 1: 10, z = Matrix (fit.A $ pred, nrow = 10, ncol = 10, byrow = TRUE), xlab = "bar", ylab = "baz", zlab = "fit", main = "foo = A", zlim = c (-. 8,1.1)) persp (x = 1: 10, y = 1: 10, z = matrix (fit) .B $ pred, nrow = 10, ncol = 10, byrow = TRUE), xlab = "bar", ylab = "baz", zlab = "fit", main = "foo = B", zlim = c (-. 8,1.1))  

Ergebnis:

three way interaction

Wir sehen, wie die Art und Weise, wie die Anpassung von (beiden!) bar und baz abhängt, vom Wert von foo abhängt, und wir können Beginnen Sie, die angepasste Beziehung zu beschreiben und zu interpretieren. Ja, das ist schwer zu verdauen. Drei-Wege-Interaktionen sind immer ... Statistiken sind einfach, Interpretationen sind schwierig ...

Sehen Sie sich ? Persp an, um zu sehen, wie Sie das Diagramm verschönern können. Das Durchsuchen der R Graph Gallery kann ebenfalls inspirierend sein.

Sie können das Problem der Z-Skalierung und das Nebeneinander der beiden Unterzeichnungen vermeiden, indem Sie "Gitter" und seine Funktion "Wireframe ()" verwenden, mit denen Sie Formeln wie "y ~ x1 * x2 |" schreiben können x3`, um eine Gitteranzeige zu erhalten.
+1 Ich mag diesen Ansatz. Im Wesentlichen zeigt eine Drei-Wege-Interaktion, dass die Form der "Ebene" (kein technisch korrekter Begriff, aber nah genug) - wie durch die beiden kontinuierlichen Prädiktoren (in diesem Beispiel bar und baz) beschrieben - und das angepasste Ergebnis - - hängt von der Ebene der Gruppierungsvariablen ab (in diesem Beispiel foo.)
Eine andere Sache - Wenn die Wechselwirkung zwischen den beiden stetigen Variablen als linear behandelt wird, ist die Form jeder "Ebene" etwas eingeschränkt? (Sie können also nicht mit scheinbar verrückten 3-D-Konturen enden, mit seltsamen Minima und Maxima in einer der beiden Figuren)
@JamesStanley: genau. Die Ebene hat die Form $ z = ax + by + cxy $ mit unterschiedlichen Koeffizienten $ a, b, c $ für jede Ebene der Gruppierungsvariablen. Dies ist in der Tat sehr eingeschränkt. Wenn wir höhere Potenzen (besser: orthogonale Polynome) in das ursprüngliche Modell aufnehmen würden, würden wir hier $ x ^ jy ^ k $ Terme erhalten, und die Form der Anpassungen könnte viel wilder werden.
James Stanley
2013-01-09 06:50:43 UTC
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+1 zu den obigen Kommentaren zur grafischen Darstellung der Interaktion.

Ein erster Ansatz zum Nachdenken über eine Drei-Wege-Interaktion besteht darin, dass das in der Interaktion zwischen A und B enthaltene Ergebnismuster davon abhängt das Niveau / der Wert von C. Das Folgende ist in einem linearen Regressionsrahmen gerahmt, aber konzeptionell ähnlich wie z logistische Regression.

Dies setzt natürlich voraus, dass Sie mit wechselseitigen Interaktionen zufrieden sind :-)

Nehmen wir an, es gibt drei Prädiktoren: A (kontinuierlich), B. (kategorisch) und C (kategorisch).

Eine wechselseitige A * B-Interaktion würde anzeigen, dass die Steigung von A (in Bezug auf das Ergebnis) von der Ebene von B abhängt, zu der eine Person gehört.

In diesem Zusammenhang würde eine Drei-Wege-A * B * C-Wechselwirkung anzeigen, dass die A * B-Wechselwirkung (zuvor diskutierte unterschiedliche Steigungen von A auf das Ergebnis nach Gruppe von B) von der Gruppe von C bis abhängt welches gehört ...

Die Dinge sind viel komplexer, wenn es zwei kontinuierliche / ordinale Prädiktoren in der Interaktion gibt (normalerweise zu komplex, um sie sich vorzustellen: Ich wäre interessiert, die Meinungen anderer dazu zu hören.)

Ich persönlich finde selbst wechselseitige Interaktionen zwischen zwei kontinuierlichen Prädiktoren sehr schwer zu verstehen und zu interpretieren - Faktor $ \ times $ kontinuierlich ist viel einfacher. Und ordinale (nicht intervallskalierte) Prädiktoren sollten eigentlich überhaupt nicht in einer ANOVA enthalten sein, da ein ordinaler Prädiktor mit den Werten 1, 2, 3, ... grundsätzlich als kontinuierlicher Prädiktor behandelt wird (was nicht der Fall sein sollte) wenn es nicht intervallskaliert ist) - oder wenn wir es als Faktor behandeln, verlieren wir die Ordinalität. Normalerweise behandelt man solche Prädiktoren (Likert-Skalen und dergleichen) sowieso als kontinuierlich.
Vielen Dank für den zusätzlichen Hinweis zu intervallskalierten Daten. Ich muss zugeben, dass ich selbst immer noch nur an die Komplexität der kontinuierlichen Prädiktorinteraktion in beide Richtungen gedacht habe! Normalerweise ist es schwierig, (a priori) zu verstehen, was eine solche Interaktion überhaupt bedeuten könnte, und ich glaube nicht, dass ich jemals (wirklich) versucht habe, eine zu modellieren.
Danke für die Konzeptualisierung! Ich verstehe im Allgemeinen 2-Wege-Interaktionen, aber Sie haben sicherlich dazu beigetragen, mein Verständnis von 3-Wege-Interaktionen zu entschärfen. Wenn du denkst, du könntest es wagen, etwas mit zwei kontinuierlichen Prädiktoren zu beleuchten, wäre das sicher noch hilfreicher, da ich mich jetzt damit beschäftigen muss :)
Greg Snow
2013-01-12 03:26:07 UTC
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Oft ist es hilfreich, die Beziehungen zu zeichnen und zu sehen, wie sich die Dinge ändern, wenn Sie eine der Variablen ändern. Einige Tools in R, die bei diesen Plots helfen, sind die Funktionen Predict.Plot und TkPredict im TeachingDemos-Paket.



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