Interpolate dataframe in R subject to totals

I have the following dataset which has the number of A, B and C both in 2000 and 2005. I now need to inpolate the dataframe subject to the constraint that the sum of A, B and C must be consistent with the Total amount, which is available for every year. Since I am dealing with population data, the values have to be integers.

data <- data.frame( Year = c(2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005),  
                   Total = c(50, 52, 53, 57, 60, 61),   
                       A = c(12, NA, NA, NA, NA, 17),  
                       B = c(22, NA, NA, NA, NA, 24),   
                       C = c(16, NA, NA, NA, NA, 20) )

So far, I tried using na.approx() from the zoo package. But I was unable to make the “Total”-constraint work.

Thank you very much for your help.

2

You could interpolate each one individually, as you did using zoo::na.approx, and then use iterative proportional fitting (library ipfr) followed by optimized rounding using the roundfixS function from the sfsmisc package.

Interpolation

mtx <- matrix(data = c(zoo::na.approx(df$A)[2:5],
                       zoo::na.approx(df$B)[2:5],
                       zoo::na.approx(df$C)[2:5]), nrow = 4, ncol = 3)
addmargins(mtx)

                   Sum
    13 22.4 16.8  52.2
    14 22.8 17.6  54.4
    15 23.2 18.4  56.6
    16 23.6 19.2  58.8
Sum 58 92.0 72.0 222.0

Note the row sums don’t agree with your constraint.

Iterative proportional fitting

library(ipfr)

row_targets <- df$Total[2:5]
column_targets <- colSums(mtx)
X <- ipu_matrix(mtx, row_targets, column_targets)
addmargins(X)

                               Sum
    12.94506 22.32052 16.73442  52
    13.63439 22.21969 17.14592  53
    15.10020 23.37088 18.52891  57
    16.32035 24.08890 19.59075  60
Sum 58.00000 92.00000 72.00000 222

Row totals now agree with your constraints, but the numbers inside are not integers.

Optimized rounding

library(sfsmisc)
X_round <- roundfixS(X)
addmargins(X_round)

             Sum
    13 22 17  52
    14 22 17  53
    15 23 19  57
    16 24 20  60
Sum 58 91 73 222

2

You could first linearly interpolate columns using approx, then use proportions(., margin=1), multiply with the totals and round to integers.

> (proportions(sapply(lapply(data[, 3:5], approx, xout=seq_len(nrow(data))), 
+                    `[[`, "y"), margin=1)*data$Total) |> 
+   round() |> 
+   `mode<-`('integer')  ## optional
      A  B  C
[1,] 12 22 16
[2,] 13 22 17
[3,] 14 22 17
[4,] 15 23 19
[5,] 16 24 20
[6,] 17 24 20

3

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật