将数据帧转换为邻接矩阵以进行网络分析 (R)



我想将下面提供的数据转换为邻接矩阵,以便将其用于网络分析。

变量如下:

  • ccode1: 国家 1 的州号
  • ccode2: 国家/地区 2 的州号
  • year- 观察年份
  • DR_at_1- 第2面第1面的外交代表级别(见下文(
  • DR_at_2- 第1方第2方的外交代表级别(见下文(
  • DE- 第1方和第2方之间的任何外交交流(见下文(
  • version- 数据集的当前版本
# A tibble: 6 x 7
ccode1 ccode2  year DR_at_1 DR_at_2    DE version
<dbl>  <dbl> <dbl>   <dbl>   <dbl> <dbl>   <dbl>
1      2     20  1920       0       0     0   2006.
2      2     20  1925       0       0     0   2006.
3      2     20  1930       0       2     1   2006.
4      2     20  1935       2       2     1   2006.
5      2     20  1940       2       2     1   2006.
6      2     20  1950       9       9     1   2006.

而不是这种表示,我想要以下内容:

country1
country2   1'    2'      3'       4'      5'    6'    
1          0     1       0        0       0     0   
2          1     0       1        0       0     0   
3          0     0       0        0       1     1   
4          1     0       1        0       1     1   
5          0     1       0        0       0     1   
6          0     0       1        0       1     0   

请注意,此表的值是假设的。

我是R的新手,这就是为什么我对在这种情况下如何处理"year"变量感到困惑。我的直觉是,邻接表应该每年单独构建,但我愿意接受其他建议。

邻接表的值应基于国家/地区 2/1 是否在国家 1/2(DR_at_1 > 0DR_at_2 > 0(中有任何外交代表。

我使用的数据可以在以下网址以可复制的方式找到:http://www.correlatesofwar.org/data-sets/diplomatic-exchange

提前谢谢你!

方法

考虑到您已经拥有的数据格式,这不是一项艰巨的任务。下面是一个使用特殊矩阵索引格式的示例 - 当通过提供另一个矩阵(索引矩阵(来选择矩阵中的元素时,通过(行、列(对指定每个元素。

为了更好地理解这种索引格式,请阅读help("[")

...
A third form of indexing is via a numeric matrix with the one
column for each dimension: each row of the index matrix then
selects a single element of the array, and the result is a vector.
...

给定一个玩具数据集:

df <- data.frame(code1=1:6, code2=c(2,3,2,2,6,1), year=1990+1:6,
DR_at_1=c(0,0,0,2,2,9), DR_at_2=c(0,0,2,2,2,9))
df
code1 code2 year DR_at_1 DR_at_2
1     1     2 1991       0       0
2     2     3 1992       0       0
3     3     2 1993       0       2
4     4     2 1994       2       2
5     5     6 1995       2       2
6     6     1 1996       9       9

我们可以获得相关边缘的列表:

edges <- df[df$DR_at_1 > 0 | df$DR_at_2 > 0,]
edges <- cbind(as.character(edges$code1), as.character(edges$code2))
edges <- rbind(edges, edges[,2:1])  # for each edge (u,v) add a symetric edge (v,u)
edges
[,1] [,2]
[1,] "3"  "2"
[2,] "4"  "2"
[3,] "5"  "6"
[4,] "6"  "1"
[5,] "2"  "3"
[6,] "2"  "4"
[7,] "6"  "5"
[8,] "1"  "6"

首先构造一个空的邻接矩阵,将国家/地区代码作为行名和列名:

codes <- unique(c(df$code1, df$code2))  # All available country codes
A <- matrix(0, nrow=length(codes), ncol=length(codes), dimnames=list(codes, codes))
A
1 2 3 4 5 6
1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 0
6 0 0 0 0 0 0

最后将所需的边添加到矩阵中:

A[edges] <- 1
A
1 2 3 4 5 6
1 0 0 0 0 0 1
2 0 0 1 1 0 0
3 0 1 0 0 0 0
4 0 1 0 0 0 0
5 0 0 0 0 0 1
6 1 0 0 0 1 0

年份变量

一般来说,关于如何处理年份变量的问题与问题的上下文有关,而不是与编程有关。您应该根据您掌握的有关问题的先前信息来决定这一点。

然后,如果要按年份获得单独的邻接矩阵,请在边缘选择阶段添加另一个筛选步骤:

# Get a list of edges
edges <- df[(df$DR_at_1 > 0 | df$DR_at_2 > 0) & df$year == 1990,]    

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