Three methods of coding nominal variables in regression analysis.

Authors

  • Lapach S.M. https://orcid.org/0000-0002-9399-191X , Національний технічний університет України «КПІ імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.34121/1028-9763-2021-4-35-45

Keywords:

regression analysis, nominal variables, numerical coding of nominal variables, Chebyshev polynomials, degenerate matrix of normal equations, model informativeness, scatter diagram, approximation accuracy, approximation uniformity, регресійний аналіз, номінальні змінні, чисельне кодування номінальних змінних, поліноми Чебишова, вироджена матриця нормальних рівнянь, інформативність моделі, діаграми розсіяння, точність апроксимації, рівномірність апроксимації

Abstract

Abstract. The paper compares three methods of coding nominal variables in regression analysis: coding of each level as a separate variable, coding with binary code, numbering of factor levels. Although these methods have existed for a long time and even have a theoretical justification (except for encoding with binary code), there were no recommendations and comparisons for their practical application. The features of the application of each method and the existing limitations are analyzed. In the article, there are considered two examples that provide a detailed comparison of these three methods. Comparative analysis has been carried out in the following areas: the presence of restrictions in use; statistical properties of plans; labour intensity and difficulty of obtaining mathematical models and the final result of their building; convenience of semantic analysis and use. Additionally, there have been made comparisons with models based on Chebyshev orthogonal polynomials. It has been established that different methods of coding nominal variables, when used correctly, lead to regression models that are approximately identical in their properties. Moreover, the method of encoding each level as a separate variable is possible only if there are experiments in which there is no nominal variable as an influence effect. The binary coding method is inconvenient to use with a large number of levels of variation of the nominal variable and inconvenient to analyze. When coding by level numbering, it is necessary that the average response values, according to the dispersion diagram of this factor, are sorted by value in accordance with the assigned numbers. With this encoding method, a natural number of factors is preserved. Sharply distinguishable best results are achieved with this coding method using Chebyshev orthogonal polynomials. The highest accuracy and uniformity of approximation are ensured.

References

Карлсберг К. Регрессионный анализ в Microsoft Excel. СПб.: Альфа книга, 2017. 400 с.

Рыжов Э.В., Горленко О.А. Математические методы в технологических исследованиях. К.: Наукова думка, 1980. 184 с.

Лапач С.Н., Пасечник М.Ф., Чубенко А.В. Статистические методы в фармакологии и маркетинге фармацевтического рынка. К.: ЗАТ “Укрспецмонтаж”, 1999. 312 с.

Радченко С.Г. Математическое моделирование технологических процессов в машиностроении К.: ЗАО «Укрспецмонтажпроект», 1998. 274 с.

Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир, 1967. 406 с.

Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: исследование зависимостей. М.: Финансы и статистика, 1986. 487 с.

Розин Б.Б., Ягольницер М.А. Конструирование экономико-статистических моделей с заданными свойствами. Новосибирск: Наука, 1981. 175 с.

Огороднік С.В., Лапач С.М. Поліноми Чебишова і звичайні поліноми в регресії при використанні масових програмних засобів. Загально університетська науково-технічна конференція молодих вчених та студентів. Київ, 2012. С. 105–107.

Pardoux C. Sur la selection de variables en regression multiple. Cah. Bur. Univ. rech. oper. 1982. N 39–40. Р. 101–133.

Лапач С.Н. Регрессионный анализ. Процессный подход. Математичні машини і системи. 2016. № 1. C. 129–138.

Суетин П.К. Классические ортогональные многочлены. М.: ГРФМЛ, 1976. 328 с.

Пашковский С. Вычислительные применения многочленов и рядов Чебышева. М.: ГРФМЛ, 1983. 384 с.

Лапач С.Н., Радченко С.Г., Бабич П.Н. Планирование, регрессия и анализ моделей PRIAM (ПРИАМ). Каталог программные продукты Украины. К., 1993. С. 24–27.

Downloads

Views: 78
Downloads: 13

Published

2021-12-01

Issue

Section

INFORMATION AND TELECOMMUNICATION TECHNOLOGY

How to Cite

Three methods of coding nominal variables in regression analysis. (2021). Mathematical Machines and Systems, 4, 35–45. https://doi.org/10.34121/1028-9763-2021-4-35-45