Software para dibujar redes bayesianas (modelos gráficos)

Question

Estoy buscando un software [gratuito] que pueda producir modelos gráficos de buen aspecto, por ejemplo

Se agradecerá cualquier sugerencia.

Answer 1

Actualmente tengo un problema similar (dibujar diagramas de trayectorias múltiples para mi disertación), y por eso estaba examinando muchas de las opciones enumeradas aquí ya para dibujar diagramas similares. Muchos de los recursos listados para dibujar este tipo de gráficos vectoriales (como en microsoft office o google drawings) pueden producir diagramas de trayectoria realmente bonitos, con un esfuerzo bastante mínimo. Pero, parte de la razón por la que estaba insatisfecho con tales programas es que necesitaba producir muchos diagramas, con sólo cambios bastante menores entre cada diagrama (por ejemplo, añadir otro nodo, cambiar una etiqueta). Las herramientas de gráficos vectoriales de apuntar y hacer clic no son adecuadas para esto, y requieren más esfuerzo del necesario para hacer esos pequeños cambios. Además, resulta difícil mantener una plantilla entre muchos dibujos. Así que decidí examinar las opciones para producir tales gráficos programáticamente.

Graphviz, como ya fue mencionado por thias, estuvo muy cerca de tener todas las campanas y silbatos que quería para mis gráficos (así como un código bastante simple para producirlos), pero se quedó corto para mis necesidades en dos aspectos; 1) faltan fuentes matemáticas (por ejemplo, no estoy seguro de si se puede etiquetar un nodo con el $\beta$ en Graphviz, 2) las líneas curvas son difíciles de dibujar (ver este post sobre dibujar diagramas de recorrido utilizando Graphviz en el sitio web de @Stask). Debido a estas limitaciones, actualmente me he conformado (muy felizmente) con el uso del Tikz/pgf biblioteca de dibujo en Latex. A continuación se muestra un ejemplo de mi intento de reproducir su gráfico (¡el mayor dolor fueron las etiquetas en las esquinas inferiores derechas de las cajas!)

\documentclass[11pt]{report}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{fit,positioning}
\begin{document}
\begin{figure}
\centering
\begin{tikzpicture}
\tikzstyle{main}=[circle, minimum size = 10mm, thick, draw =black!80, node distance = 16mm]
\tikzstyle{connect}=[-latex, thick]
\tikzstyle{box}=[rectangle, draw=black!100]
  \node[main, fill = white!100] (alpha) [label=below:$\alpha$] { };
  \node[main] (theta) [right=of alpha,label=below:$\theta$] { };
  \node[main] (z) [right=of theta,label=below:z] {};
  \node[main] (beta) [above=of z,label=below:$\beta$] { };
  \node[main, fill = black!10] (w) [right=of z,label=below:w] { };
  \path (alpha) edge [connect] (theta)
        (theta) edge [connect] (z)
        (z) edge [connect] (w)
        (beta) edge [connect] (w);
  \node[rectangle, inner sep=0mm, fit= (z) (w),label=below right:N, xshift=13mm] {};
  \node[rectangle, inner sep=4.4mm,draw=black!100, fit= (z) (w)] {};
  \node[rectangle, inner sep=4.6mm, fit= (z) (w),label=below right:M, xshift=12.5mm] {};
  \node[rectangle, inner sep=9mm, draw=black!100, fit = (theta) (z) (w)] {};
\end{tikzpicture}
\end{figure}
\end{document}
%note - compiled with pdflatex

Ahora, ya estoy escribiendo mi disertación en Latex, así que si sólo quieres la imagen sin tener que compilar todo un documento Latex es un poco inconveniente, pero hay algunas soluciones bastante menores para producir una imagen más directamente (ver esta pregunta en stackoverflow). Sin embargo, el uso de Tikz para un proyecto de este tipo tiene muchas otras ventajas

• Amplia documentación. El manual de pgf te lleva de la mano al hacer algunos diagramas similares. Y una vez que te mojes los pies...
• Una enorme biblioteca de ejemplos está ahí para demostrar cómo producir una gran variedad de gráficos.
• Y por último, el Sitio de intercambio de pila textil es un buen lugar para hacer cualquier pregunta sobre Tikz. Tienen algunos magos por allí haciendo algunos gráficos bastante elegantes (echa un vistazo a su blog para algunos ejemplos).

---

En este momento no he considerado algunas de las bibliotecas para dibujar los diagramas en el paquete estadístico R directamente desde los modelos especificados, pero en el futuro puede que las considere en mayor medida. Hay algunos buenos ejemplos del Biblioteca qgraph para una prueba de concepto de lo que se puede lograr en R.

Answer 2

Laura Dietz ha escrito un muy buen biblioteca para tikz que permite dibujar redes bayesianas en látex sin necesidad de usar tikz directamente.

Para demostrar este paquete, vea el siguiente ejemplo para esta pregunta:

\documentclass[11pt]{report}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{bayesnet}
\begin{document}
\begin{figure}
  \centering
  \tikz{ %
    \node[latent] (alpha) {$\alpha$} ; %
    \node[latent, right=of alpha] (theta) {$\theta$} ; %
    \node[latent, right=of theta] (z) {z} ; %
    \node[latent, above=of z] (beta) {$\beta$} ; %
    \node[obs, right=of z] (w) {w} ; %
    \plate[inner sep=0.25cm, xshift=-0.12cm, yshift=0.12cm] {plate1} {(z) (w)} {N}; %
    \plate[inner sep=0.25cm, xshift=-0.12cm, yshift=0.12cm] {plate2} {(theta) (plate1)} {M}; %
    \edge {alpha} {theta} ; %
    \edge {theta} {z} ; %
    \edge {z,beta} {w} ; %
  }
\end{figure}
\end{document}
%note - compiled with pdflatex

Aunque no es exactamente lo mismo, sin duda transmite la misma información y podría ajustarse para que se adapte mejor a las necesidades específicas. Este paquete genera cifras muy aceptables sin necesidad de aprender el paquete tikz completo.

Answer 3

Puedes probar GraphViz .

Esto permite especificar el gráfico en un archivo de texto y se dibujará automáticamente (evitando la superposición de flechas y demás). Ir a aquí (pdf) para un ejemplo mínimo y un manual.

Answer 4

Inkscape es esencialmente una versión gratuita de Adobe Illustrator, y es un programa muy fuerte para hacer gráficos vectoriales, como la imagen que has publicado. También funciona muy bien con la mayoría de los paquetes estadísticos para hacer ediciones/anotaciones finales/etc. a los gráficos - R, SAS, etc. puede dar salida a un gráfico como un PDF u otro formato vectorial (como .eps), y luego se puede llevar a Inkscape para jugar con los colores, símbolos, etiquetas de los ejes, etc.

Answer 5

Puedes probar Dibujo de Google Docs . Parece que hará lo que quieras de forma gratuita, directamente en tu navegador.