Анализ экологических данных с использованием языка программирования R Андрей Цыганов Пензенский государственный университет Третья полевая школа по почвенной. - презентация

1 Анализ экологических данных с использованием языка программирования R Андрей Цыганов Пензенский государственный университет Третья полевая школа по почвенной зоологии и экологии для молодых ученых «Почвенно-зоологические исследования: от планирования к публикации»

2 ПО для анализа данных – неотъемлемая часть экологических исследований Экологические данные – Многомерные (основные объекты экологии, т.е. сообщества, экосистемы, трудно охарактеризовать одним показателем) – Массивные (широкий пространственно-временной охват, автоматизированные методы сбора данных) Сложные алгоритмы анализа (большой объем вычислений) Нетривиальные способы графического представления данных

3 Выбор ПО при планировании исследования Выбор ПО Как анализировать данные? Как собирать данные? Как представлять данные?

4 Прочие характеристики ПО Гибкость, т.е. возможность настройки под ваши конкретные потребности Возможности обновления ПО Универсальность Лицензионные условия Совместимость ПО (в случае если планируется использование нескольких программ)

5 ПО для анализа данных (см. Comparison of statistical software in Wikipedia) Microsoft Excel (плохо приспособлен для работы с научными данными) STATISTICA, SPSS, Origin, MatLab (лицензионное, отсутствуют специфические экологические анализы) Primer, CANOCO (лицензионное, редкое обновление) Past и др. (редкое обновление, узкая специализация)

6 Что такое R? – это комплексное программное обеспечение для обработки, анализа и графического представления данных Включает в себя: язык программирования программную среду

7 Почему R? Преимущества Доступность – Распространяется бесплатно – Центральная система хранения и распространения

8 Почему R? Преимущества Доступность Универсальность – Стабильная база и множество дополнений (пакетов или библиотек) vegan анализ структуры сообществ FD функциональные признаки spdep пространственное распределение map работа с картами и ~ 1500 вариантов

9 Почему R? Преимущества Доступность Универсальность Актуальность – Новые методы анализа доступны практически сразу после их публикации

10 Почему R? Преимущества Доступность Универсальность Актуальность Графические возможности – Практически неограниченный набор вариантов графического представления данных

11 Почему R? Преимущества

12 Доступность Универсальность Актуальность Графические возможности – Практически неограниченный набор вариантов графического представления данных –.ps,.pdf,.tif,.png,.jpeg и др.

13 Почему R? Преимущества Доступность Универсальность Актуальность Графические возможности Гибкость – возможность написания собственных функций – только необходимая информация

14 Почему R? Преимущества Доступность Универсальность Актуальность Графические возможности Гибкость Воспроизводимость анализов

15 Почему R? «Недостатки» Интерфейс командной строки (графический интерфейс R commander, RKWard, RExcel и до.) Недостаточно литературы на русском языке

16 Принципы R Объекты – вектор (x 1, x 2, x 3,.. x n ), х = число или текст – матрица (многомерные, чаще двумерные векторы) x 11, x 1 2, x 1 3,.. x 1 n x 21, x 22, x 2 3,.. x 2 n..... x m1, x m2, x m3,.. x mn – фактор (категориальные данные) – список (несколько объектов разного типа) – таблица данных (список векторов и/или факторов) – и др. Команды – Команда (аргумент 1, аргумент 2, …, аргумент n )

17 Пример из экологии

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32 Литература На русском языке Шипунов А.Б., Балдин Е.М., Волкова П.А. и др. Наглядная статистика. Используем R! Москва: ДМК пресс, 2012– 298 с. Статистический анализ данных в системе R. Учебное пособие / А.Г. Буховец, П.В. Москалев, В.П. Богатова, Т.Я. Бирючинская; Под ред. проф. Буховца А.Г. –– Воронеж: ВГАУ, –– 124 с. Геостатистический анализ данных в экологии и природопользовании (с применением пакета R): Учебное пособие / А.А. Савельев, С.С. Мухарамова, А.Г. Пилюгин, Н.А. Чижикова. – Казань: Казанский университет, – 120 с. На английском языке – Серия Use R! издательства Springer – Для начинающих Dalgaard P. (2008) Introductory statistics with R. Second edition. Springer. 363 p. – Для экологов Borcard D., Gillet F., Legendre P. (2012) Numerical Ecology with R. Springer. 319 p.

33 В качестве заключения Выбор ПО важный этап в планировании и проведении исследований При выборе ПО желательно руководствоваться не только потребностями самого исследования, но и обращать внимание на прочие характеристики ПО Язык программирования R – оптимальный вариант Интерфейс программной строки не так страшен

34 Спасибо за внимание!