空间 bam (gam) 中的时间自相关

问题描述

我正在根据声学标签检测对河流中的鱼类深度进行建模(这意味着数据并不是完全间隔开的连续时间序列)。我预测深度会根据河流中的空间位置而有所不同,因为不同的区域有不同的可用深度,一天中的时间因为深度对光有反应,一年中的一天出于相同的原因,并且因人而异。那么基本模型是

深度 ~ s(lon,lat) + s(hour) + s(yday) + s(ID,bs="re")

有几百万次检测,所以模型很糟糕,所以

bam(depth ~ s(lon,bs="re")

每个人的深度应该与之前的记录自相关(当然这取决于最近一次注册的时间,但我不太知道如何解释时间上的离散间隔)。

我知道在 bam 中使用 rho 参数作为一种 corAR1 函数,我想这可以解释自相关。我还考虑将滞后(深度,by=ID)作为预测变量,它表现得相当好,但我不确定这种方法的有效性。

我跟踪了几个面包屑,发现可以从没有相关结构的模型中估计出 rho2-

对于每个人,我添加一个 ARSTART 变量来调用 AR.start = df$ARSTART 来说明个人之间不同的时间序列 - 所以我的模型是

m2<-bam(depth~s(lon,lat)+s(yday)+s(hour,bs="cc")+s(fID,bs="re"),AR.start=df$ARSTART,discrete=T,rho=rho,data=df) 

一切顺利,根据 AIC,具有自相关结构的模型拟合得更好(更好),但对效应的后验估计非常不准确(或缩放不当)。与没有结构的模型相比,根据 lon、lat 平滑器的空间效应变得极端(和同质),其中空间平滑器似乎非常有效地捕捉空间方差,表明它们被预测在更深的区域更深在较浅的区域更浅。

Figure 1. posterior spatial estimates of depth use for model without autocorrelation structure,but obviously not accounting for reality that depth and lag depth will be correlated (nested by ID).. note z values make sense adjusting posterior estimates within range of raw values (most detections are 0-4 m deep)

Figure 2. posterior spatial estimates of depth use when model includes rho parameter to account for temporal autocorrelation.. note the huge scale of z,which is well beyond what we measured and not interpretable at all

如果需要,我可以提供示例代码,但问题是,本质上,与模型相比,自相关结构会如此显着地改变后验估计的值是否有意义,并且时间自相关结构是否吸收了所有与空间效应相关的方差(在具有自相关结构的模型中似乎被否定)?

一些想法 - 我不知道什么是最好的:

  1. 盲目地遵循 AIC,而没有真正理解为什么后验估计如此奇怪(巨大)或为什么空间效应消失,尽管基于系统的生物学知识显然很重要
  2. 报告我们对数据拟合了自相关结构,它拟合得很好,但没有改变关系的形状,因此我们展示了没有结构的模型的结果
  3. 没有自相关结构但具有 s(lagDepth) 变量作为固定效应的模型
  4. 模型在深度而不是深度上发生变化,这似乎消除了一些自相关。

非常感谢所有帮助 - 非常感谢

解决方法

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