Analyse des correspondances avec R
mercredi 31 mars 2010 :: R :: Lien permanent
FactoMineR est traité pour le moment.Note : ce billet est encore très incomplet.
Introduction
Extensions
De nombreuses extensions existent permettant de faire ce type d'analyses :
http://cran.r-project.org/web/views/Multivariate.html
On se basera ici sur deux extensions, ade4 et FactoMineR :
http://cran.r-project.org/web/packages/ade4/
http://cran.r-project.org/web/packages/FactoMineR/
library(ade4) library(FactoMineR)
Données d'exemple
On se base sur l'extrait de l'enquête Histoire de vie de 2003
présent dans l'extension rgrs :
library(rgrs)
data(hdv2003)
On ne conserve que 200 individus de cet échantillon :
tmp <- hdv2003[1:200, ]
Et on se base sur une sélection de variables :
acm.vars <- c("sexe", "qualif", "peche.chasse", "cinema", "cuisine", "bricol", "sport", "lecture.bd") tmp <- tmp[,acm.vars]
FactoMineR
Fonction de calcul de l'ACM
L'ACM sous FactoMineR se fait à l'aide de la fonction MCA. Son
résultat est stocké dans un objet. On peut modifier son comportement
avec notamment les paramètres suivants :
-
ncp: nombre d'axes retenus pour l'analyse (5 par défaut) -
ind.sup: vecteur indiquant les indices (numéros de lignes) des individus supplémentaires éventuels -
quali.sup: vecteur indiquant les indices (numéros de colonnes) des variables qualitatives supplémentaires -
quanti.supvecteur indiquant les indices (numéros de colonnes) des variables quantitatives supplémentaires -
graph: sortir les graphiques ou non après le calcul
À noter que par défaut FactoMineR transforme les valeurs manquantes
dans les variables actives de l'analyse en modalité de la question et
les intègre de cette manière à l'analyse. Si on préfère supprimer les
individus avec des valeurs manquantes on pourra regarder du côté des
fonctions comme complete.cases.
On lance notre ACM :
acm <- MCA(tmp, ncp=4, graph=FALSE)
Histogramme des valeurs propres
FactoMineR ne propose pas de fonctions par défaut pour afficher
l'histogramme des valeurs propres. Celles ci sont cependant
accessibles via l'élément eig de notre objet acm :
acm$eig[1:10,]
eigenvalue percentage of variance cumulative percentage of variance dim 1 0.24064833 13.751333 13.75133 dim 2 0.20302291 11.601309 25.35264 dim 3 0.14849774 8.485585 33.83823 dim 4 0.14029774 8.017014 41.85524 dim 5 0.13299501 7.599715 49.45496 dim 6 0.13108757 7.490718 56.94567 dim 7 0.12584342 7.191053 64.13673 dim 8 0.12100013 6.914293 71.05102 dim 9 0.11555042 6.602881 77.65390 dim 10 0.09775625 5.586072 83.23997
Ce qu'on peut représenter graphiquement avec :
barplot(acm$eig[1:10,2], main="Histogramme des valeurs propres", names.arg=1:10, xlab="Axe", ylab="Pourcentage d'inertie")
Coordonnées, contributions
L'objet acm a plusieurs composantes :
names(acm)
eig contient les valeurs propres, var les résultats pour les
variables et ind ceux pour les individus. En cas de variables ou
individus supllémentaires on a accès à des composantes spécifiques.
Les composantes acm$ind permettent d'accéder aux coordonnées,
contributions et cosinus carrés des points correspondants.
acm$ind$coord[1:10,]
acm$var$coord
Les contributions sont données en pourcentages :
acm$var$contrib
acm$var$cos2
Dim 1 Dim 2 Dim 3 Dim 4 Femme 0.562084763 8.731623e-02 2.549378e-02 4.975723e-02 Homme 0.562084763 8.731623e-02 2.549378e-02 4.975723e-02 Autre 0.003565469 2.535408e-03 9.670893e-05 1.097874e-01 Cadre 0.021231777 1.704401e-01 3.885158e-03 4.514553e-02 Employe 0.189135685 4.477839e-02 6.163631e-03 8.878987e-02 NA 0.024676713 4.720070e-02 6.350154e-03 1.794810e-01 Ouvrier qualifie 0.364856132 1.619262e-06 1.811601e-01 2.146114e-05 Ouvrier specialise 0.009486554 1.009109e-01 3.647396e-04 1.461048e-03 Profession intermediaire 0.023907733 4.140109e-02 1.783537e-01 1.916305e-01 Technicien 0.002395952 1.221449e-01 4.562204e-02 2.626386e-01 peche.chasse_Non 0.235203699 1.201679e-03 1.827258e-02 2.534052e-01 peche.chasse_Oui 0.235203699 1.201679e-03 1.827258e-02 2.534052e-01 cinema_Non 0.210751330 3.988954e-01 1.193201e-02 2.506972e-02 cinema_Oui 0.210751330 3.988954e-01 1.193201e-02 2.506972e-02 cuisine_Non 0.133987106 1.169398e-03 5.056254e-01 2.799071e-03 cuisine_Oui 0.133987106 1.169398e-03 5.056254e-01 2.799071e-03 bricol_Non 0.107955362 2.265766e-01 2.409109e-01 7.145517e-04 bricol_Oui 0.107955362 2.265766e-01 2.409109e-01 7.145517e-04 sport_Non 0.098841576 4.280178e-01 1.088438e-02 2.253741e-03 sport_Oui 0.098841576 4.280178e-01 1.088438e-02 2.253741e-03 lecture.bd_Non 0.065157036 1.070206e-02 2.694088e-04 1.713235e-03 lecture.bd_Oui 0.065157036 1.070206e-02 2.694088e-04 1.713235e-03
Description des axes
FactoMineR fournit une fonction supplémentaire nommée dimdesc
permettant de décrire les axes de l'analyse. On lui fournit en
paramètres les axes dont on souhaite obtenir la description et
éventuellement un seuil de significativité statistique en-dessous
duquel on n'affiche pas les informations.
dimdesc(acm, axes=1)
Pour chaque axe, dimdesc nous donne d'abord des informations sur les
variables (composante quali), puis sur les modalités (composante
category).
$`Dim 1`
$`Dim 1`$quali
R2 p.value
sexe 0.56208476 2.366454e-37
qualif 0.51120576 7.798484e-27
peche.chasse 0.23520370 3.400728e-13
cinema 0.21075133 8.082765e-12
cuisine 0.13398711 9.803483e-08
bricol 0.10795536 2.033807e-06
sport 0.09884158 5.793702e-06
lecture.bd 0.06515704 2.643983e-04
$`Dim 1`$category
Estimate p.value
Homme 0.3684474 2.366454e-37
Ouvrier qualifie 0.5511168 1.431730e-16
peche.chasse_Oui 0.3728747 3.400728e-13
cinema_Non 0.2303405 8.082765e-12
cuisine_Non 0.1832683 9.803483e-08
bricol_Oui 0.1625604 2.033807e-06
sport_Non 0.1667347 5.793702e-06
lecture.bd_Non 0.4010235 2.643983e-04
Profession intermediaire 0.2079741 2.715577e-02
lecture.bd_Oui -0.4010235 2.643983e-04
Cadre -0.2694140 6.479938e-05
NA -0.2440068 3.453776e-05
sport_Oui -0.1667347 5.793702e-06
bricol_Non -0.1625604 2.033807e-06
cuisine_Oui -0.1832683 9.803483e-08
cinema_Oui -0.2303405 8.082765e-12
peche.chasse_Non -0.3728747 3.400728e-13
Employe -0.4301683 1.728942e-14
Femme -0.3684474 2.366454e-37
dimdesc(acm,axes=1) acm$ind$coord tableau = cbind.data.frame(acm$ind$coord[,1], acm$call$X) tableau options(contrasts = c("contr.sum", "contr.sum")) ## Analyse de variance sur les coordonnées par la variable res.aov <- aov(acm$ind$coord[,1] ~ tmp$sexe, na.action = na.exclude) res <- summary(res.aov)[[1]] ## Variance de la variable sur variance totale : R2 res[1,2]/(res[1,2] + res[2,2]) ## Test F à partir de la F-Value de la variable, du ddl de la variable et du ddl total ## Teste si cette part de variance est différente de 0 (?) pf(res[1,4], res[1,1], res[dim(res)[1],1], lower.tail=FALSE) acm$var$v.test dimdesc(acm, axes=1) summary.aov(res.aov) summary.lm(res.aov) options(contrasts = c("contr.sum", "contr.poly")) lm(acm$ind$coord[,1] ~ tmp$sexe) tmp$qualif <- as.character(tmp$qualif) tmp$qualif[is.na(tmp$qualif)] <- "NA" tmp$qualif <- factor(tmp$qualif) lm(acm$ind$coord[,1] ~ tmp$qualif, na.action = na.exclude)$coef acm$var$v.test condes(tableau, 1, proba=0.05)
$`Dim 1`
$`Dim 1`$quali
R2 p.value
sexe 0.56208476 2.366454e-37
qualif 0.51120576 7.798484e-27
peche.chasse 0.23520370 3.400728e-13
cinema 0.21075133 8.082765e-12
cuisine 0.13398711 9.803483e-08
bricol 0.10795536 2.033807e-06
sport 0.09884158 5.793702e-06
lecture.bd 0.06515704 2.643983e-04
$`Dim 1`$category
Estimate p.value
Homme 0.3684474 2.366454e-37
Ouvrier qualifie 0.5511168 1.431730e-16
peche.chasse_Oui 0.3728747 3.400728e-13
cinema_Non 0.2303405 8.082765e-12
cuisine_Non 0.1832683 9.803483e-08
bricol_Oui 0.1625604 2.033807e-06
sport_Non 0.1667347 5.793702e-06
lecture.bd_Non 0.4010235 2.643983e-04
Profession intermediaire 0.2079741 2.715577e-02
lecture.bd_Oui -0.4010235 2.643983e-04
Cadre -0.2694140 6.479938e-05
qualif.NA -0.2440068 3.453776e-05
sport_Oui -0.1667347 5.793702e-06
bricol_Non -0.1625604 2.033807e-06
cuisine_Oui -0.1832683 9.803483e-08
cinema_Oui -0.2303405 8.082765e-12
peche.chasse_Non -0.3728747 3.400728e-13
Employe -0.4301683 1.728942e-14
Femme -0.3684474 2.366454e-37
Dim 1 Dim 2 Dim 3 Dim 4
1 -0.429034515 -0.559766342 -0.222896681 -0.123388328
2 -0.554452142 0.184739548 0.338477717 0.202663745
3 0.217353048 0.660574875 0.712833598 1.153983115
4 -0.043451213 1.265993202 -0.006659810 1.099928010
5 -0.238644368 -0.540401537 0.247927674 -0.159428431
6 -0.651150015 0.210447970 0.247237502 -0.233262266
7 0.468039319 -0.435872416 -0.619776055 -0.495828290
8 1.019682202 -0.005260798 -0.837155161 -0.328683173
9 -0.381238128 -0.207691189 0.411649975 0.168408168
10 -0.018322069 0.536111192 0.406973591 0.615104314
11 -0.499448628 0.065016790 -0.471565733 -0.213483536
12 0.649493579 0.376390035 -0.302057879 0.196121461
13 -0.429034515 -0.559766342 -0.222896681 -0.123388328
14 -0.163459122 -0.319110402 -0.452807607 0.330531887
15 -0.571628276 -0.227055995 -0.059174380 0.204448271
16 -0.477936001 -0.181982767 0.320409761 -0.267517843
17 -0.206396641 0.998540370 -0.350517629 -0.048313780
18 -0.575964769 0.431739105 -0.453497778 0.256698052
19 0.413773434 -0.617409500 0.415532104 0.098848411
20 -0.141440938 0.304197187 -0.012196685 -0.079113068
21 -0.260156995 -0.293401979 -0.544047821 -0.105394124
22 0.144120995 -0.376154281 0.351699707 -0.010277518
23 -0.841540163 0.191083165 -0.223586853 -0.197222163
24 -0.141946494 -0.566109959 0.339167888 0.276497580
25 -0.571887724 -0.050172054 -0.159754456 -0.088096234
26 0.614986391 0.030836015 0.304702851 -0.555103412
27 0.080674562 -0.466017125 -0.482330869 0.030760869
28 0.801138191 -0.587264791 0.278086918 -0.427740749
29 0.822707593 -0.016040702 -0.228885620 0.161865884
30 0.607176555 0.745588709 -0.837845333 -0.402517009
31 0.312998516 -0.109789919 0.030548568 0.007716686
32 0.133379318 0.390680011 -0.311829645 0.634883044
33 0.797061146 -0.105353632 -0.015656404 -0.082946463
34 -0.366178638 -0.605050083 0.006217867 0.550163648
35 -0.162953565 0.551196744 -0.804172180 -0.025078761
36 -0.477936001 -0.181982767 0.320409761 -0.267517843
37 0.649493579 0.376390035 -0.302057879 0.196121461
38 -0.554452142 0.184739548 0.338477717 0.202663745
39 -0.238644368 -0.540401537 0.247927674 -0.159428431
40 0.396499154 0.267055668 0.120996897 -0.010520048
41 -0.090571244 -0.151838058 0.182964575 -0.794107003
42 0.653830072 -0.282405064 0.092265520 0.143871679
43 0.032894992 0.640121600 -0.422999716 0.059775632
44 -0.328357743 0.228874787 0.265203745 -0.143409588
45 -0.141946494 -0.566109959 0.339167888 0.276497580
46 0.822707593 -0.016040702 -0.228885620 0.161865884
47 0.227982681 -0.770876852 -0.296509471 -0.540851558
48 -0.332336642 -0.585474764 -0.131656467 0.312537683
49 -0.238644368 -0.540401537 0.247927674 -0.159428431
50 -0.155143729 -0.163555950 0.338376003 -0.177665165
51 0.405177308 0.565036531 0.685592207 -0.521102976
52 -0.429034515 -0.559766342 -0.222896681 -0.123388328
53 0.394183579 -0.214738315 0.407663762 0.688938149
54 -0.141946494 -0.566109959 0.339167888 0.276497580
55 -0.021938586 1.018993644 0.785315685 1.045893702
56 -0.159382076 -0.801021561 -0.159064284 -0.014262399
57 -0.141946494 -0.566109959 0.339167888 0.276497580
58 -0.398771856 0.853657920 0.016534693 -0.233504795
59 -0.095170639 -0.017735512 0.424181795 -0.118366931
60 -0.332336642 -0.585474764 -0.131656467 0.312537683
61 -0.433371009 0.099028758 -0.617220079 -0.071138546
62 -0.122785294 -0.028796771 -0.101056692 0.495944172
63 0.822707593 -0.016040702 -0.228885620 0.161865884
64 0.219306241 -0.154863146 -0.349035573 0.479682800
65 0.653830072 -0.282405064 0.092265520 0.143871679
66 -0.841540163 0.191083165 -0.223586853 -0.197222163
67 0.632317445 -0.035405507 -0.699709975 0.197905986
68 1.210072350 0.014104007 -0.366330806 -0.364723276
69 -0.094907737 0.506957042 -0.211358823 -0.741857221
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R> acm$ind$coord[, 1] sexe qualif peche.chasse
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[getOption("max.print") est atteint -- 89 lignes omises ]]
R> R> R> R> R> R> [1] 0.5620848
R> R> [1] 2.366454e-37
R> R> Dim 1 Dim 2 Dim 3 Dim 4
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Homme 10.576146 4.16844461 2.2523902 3.14669498
Autre 0.842335 0.71031420 0.1387266 4.67415249
Cadre -2.055511 5.82387988 0.8792874 -2.99732552
Employe -6.134982 -2.98511287 -1.1075028 -4.20347276
Ouvrier qualifie 8.520937 0.01795085 -6.0042361 -0.06535111
Ouvrier specialise 1.373981 -4.48121398 0.2694127 -0.53921103
Profession intermediaire 2.181201 2.87033386 5.9575495 -6.17531113
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Technicien 0.690503 4.93019571 3.0131024 7.22945971
peche.chasse_Non -6.841457 -0.48901333 1.9068939 7.10124244
peche.chasse_Oui 6.841457 0.48901333 -1.9068939 -7.10124244
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cinema_Oui -6.476072 8.90955533 1.5409316 -2.23357870
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cuisine_Oui -5.163665 -0.48240056 -10.0309250 0.74633448
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bricol_Oui 4.634988 6.71481452 -6.9239634 0.37708858
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sport_Oui -4.435028 9.22905976 -1.4717305 0.66969730
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$`Dim 1`
$`Dim 1`$quali
R2 p.value
sexe 0.56208476 2.366454e-37
qualif 0.51120576 7.798484e-27
peche.chasse 0.23520370 3.400728e-13
cinema 0.21075133 8.082765e-12
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bricol 0.10795536 2.033807e-06
sport 0.09884158 5.793702e-06
lecture.bd 0.06515704 2.643983e-04
$`Dim 1`$category
Estimate p.value
Homme 0.3684474 2.366454e-37
Ouvrier qualifie 0.5511168 1.431730e-16
peche.chasse_Oui 0.3728747 3.400728e-13
cinema_Non 0.2303405 8.082765e-12
cuisine_Non 0.1832683 9.803483e-08
bricol_Oui 0.1625604 2.033807e-06
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Cadre -0.2694140 6.479938e-05
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sport_Oui -0.1667347 5.793702e-06
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cinema_Oui -0.2303405 8.082765e-12
peche.chasse_Non -0.3728747 3.400728e-13
Employe -0.4301683 1.728942e-14
Femme -0.3684474 2.366454e-37
R> Df Sum Sq Mean Sq F value Pr(>F)
tmp$sexe 1 27.053 27.0530 254.14 < 2.2e-16 ***
Residuals 198 21.077 0.1064
---
Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
Call:
aov(formula = acm$ind$coord[, 1] ~ tmp$sexe, na.action = na.exclude)
Residuals:
Min 1Q Median 3Q Max
-0.8493 -0.2318 0.0140 0.2044 0.8195
Coefficients:
Estimate Std. Error t value Pr(>|t|)
(Intercept) 0.02211 0.02311 0.957 0.34
tmp$sexe1 0.36845 0.02311 15.942 <2e-16 ***
---
Signif. codes: 0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
Residual standard error: 0.3263 on 198 degrees of freedom
Multiple R-squared: 0.5621, Adjusted R-squared: 0.5599
F-statistic: 254.1 on 1 and 198 DF, p-value: < 2.2e-16
R>
Call:
lm(formula = acm$ind$coord[, 1] ~ tmp$sexe)
Coefficients:
(Intercept) tmp$sexe1
0.02211 0.36845
R> R> R> (Intercept) tmp$qualif1 tmp$qualif2 tmp$qualif3 tmp$qualif4 tmp$qualif5
0.09225230 0.05124884 -0.26941399 -0.43016830 -0.24400685 0.55111680
tmp$qualif6 tmp$qualif7
0.08896297 0.20797413
Dim 1 Dim 2 Dim 3 Dim 4
Femme -10.576146 -4.16844461 -2.2523902 -3.14669498
Homme 10.576146 4.16844461 2.2523902 3.14669498
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Cadre -2.055511 5.82387988 0.8792874 -2.99732552
Employe -6.134982 -2.98511287 -1.1075028 -4.20347276
Ouvrier qualifie 8.520937 0.01795085 -6.0042361 -0.06535111
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Profession intermediaire 2.181201 2.87033386 5.9575495 -6.17531113
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R> R> R> $quali
R2 p.value
sexe 0.56208476 2.366454e-37
qualif 0.51120576 7.798484e-27
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$category
Estimate p.value
Homme 0.3684474 2.366454e-37
Ouvrier qualifie 0.5511168 1.431730e-16
peche.chasse_Oui 0.3728747 3.400728e-13
cinema_Non 0.2303405 8.082765e-12
cuisine_Non 0.1832683 9.803483e-08
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Profession intermediaire 0.2079741 2.715577e-02
lecture.bd_Oui -0.4010235 2.643983e-04
Cadre -0.2694140 6.479938e-05
qualif.NA -0.2440068 3.453776e-05
sport_Oui -0.1667347 5.793702e-06
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peche.chasse_Non -0.3728747 3.400728e-13
Employe -0.4301683 1.728942e-14
Femme -0.3684474 2.366454e-37


Commentaires
Pour information, il est maintenant possible de gérer les données manquantes en ACM à l'aide de la fonction imputeMCA du package missMDA. Cette fonction retourne un tableau disjonctif complété qui peut ensuite être utilisé dans la fonction MCA.
Pour un exemple, voir l'aide de la fonction imputeMCA.