Sampling rate-corrected analysis of irregularly sampled time series
不规则采样时间序列的采样率校正分析AI 解读 ↓
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分类依据与纠错
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不规则采样时间序列的采样率校正分析
- 研究问题
- 不规则时间序列的采样率变化如何扭曲片段距离和递归量化结果，如何区分真实状态变化与仅由采样分辨率造成的伪变化？
- 方法与思路
- 作者分析编辑距离与局部采样率的关系，提出采样率约束替代序列和时间轴的随机化校正，并用于合成序列与石笋代理记录。
- 材料陈述的贡献
- 摘要称校正可识别采样率突变造成的伪转折，并在所分析的气候记录中发现与增强的 ENSO 和热带气旋活动相关的可预测性下降。
- 阅读关注点
- 应核对编辑操作成本、替代序列保留的采样特征、校正统计量的构造，以及气候关联结论与真实状态转折的证据强度。
- 阅读边界
- 这是 arXiv 预印本，同行评审或期刊接收未核实。摘要未说明校正有效条件与不确定性，气候活动关联也不能据此作因果解释。
原文摘要
The analysis of irregularly sampled time series remains a challenging task requiring methods that account for continuous and abrupt changes of sampling resolution without introducing additional biases. The edit-distance is an effective metric to quantitatively compare time series segments of unequal length by computing the cost of transforming one segment into the other. We show that transformation costs generally exhibit a non-trivial relationship with local sampling rate. If the sampling resolution undergoes strong variations, this effect impedes unbiased comparison between different time episodes. We study the impact of this effect on recurrence quantification analysis, a framework that is well-suited for identifying regime shifts in nonlinear time series. A constrained randomization approach is put forward to correct for the biased recurrence quantification measures. This strategy involves the generation of a novel type of time series and time axis surrogates which we call sampling rate constrained (SRC) surrogates. We demonstrate the effectiveness of the proposed approach with a synthetic example and an irregularly sampled speleothem proxy record from Niue island in the central tropical Pacific. Application of the proposed correction scheme identifies a spurious transition that is solely imposed by an abrupt shift in sampling rate and uncovers periods of reduced seasonal rainfall predictability associated with enhanced ENSO and tropical cyclone activity.