Проблема в пошуку хорошої моделі, підходить для підрахунку даних зі змішаними ефектами - ZINB чи щось інше?


12

У мене дуже мало набору даних про величину одиночних бджіл, які у мене виникають проблеми з аналізом. Це дані підрахунку, і майже всі підрахунки знаходяться в одній обробці з більшістю нулів в іншій обробці. Також є пара дуже високих значень (по одному на два з шести ділянок), тому розподіл підрахунків має надзвичайно довгий хвіст. Я працюю в R. Я використав два різні пакети: lme4 та glmmADMB.

Змішані моделі Пуассона не підходили: моделі були дуже перекритими, коли випадкові ефекти не були встановлені (модель glm), і недостатньо дисперговані, коли були встановлені випадкові ефекти (модель glmer). Я не розумію, чому це. Експериментальна конструкція вимагає вкладених випадкових ефектів, тому мені потрібно включити їх. Розподіл логічної помилки Пуассона не поліпшив придатність. Я спробував розподілити негативну біноміальну помилку за допомогою glmer.nb і не зміг її встановити - досягнуто межі ітерації, навіть коли змінили допуск за допомогою glmerControl (tolPwrss = 1e-3).

Оскільки багато нулів буде пов’язано з тим, що я просто не бачив бджіл (вони часто є крихітними чорними речами), я спробував наступну модель із завищеними нулями. ZIP не підходив добре. ZINB була найкращою моделлю, що підходить досі, але я все ще не надто задоволений пристосуванням моделі. Я в збитті щодо того, що спробувати далі. Я спробував модель перешкод, але не зміг прилаштувати усічений розподіл до ненульових результатів - я думаю, тому що так багато нулів знаходяться в контрольному лікуванні (повідомлення про помилку було «Помилка в model.frame.default (formula = s.bee ~ tmt + lu +: змінна довжина відрізняється (знайдено для 'лікування') »).

Крім того, я вважаю, що взаємодія, яку я включив, робить щось дивне для моїх даних, оскільки коефіцієнти нереально малі - хоча модель, що містить взаємодію, була найкращою, коли я порівнював моделі, що використовують AICctab в пакеті bbmle.

Я включаю R-скрипт, який в значній мірі відтворить мій набір даних. Змінні такі:

d = Джуліанська дата, df = Юліанська дата (як фактор), d.sq = df в квадраті (кількість бджіл збільшується, потім падає протягом літа), st = сайт, s.bee = кількість бджіл, tmt = обробка, lu = тип землекористування, hab = відсоток напівприродного середовища проживання в навколишньому ландшафті, ba = прикордонна зона круглих полів.

Будь-які пропозиції щодо того, як я можу отримати гарне пристосування моделі (альтернативні розподіли помилок, різні типи моделей тощо), були б дуже вдячні!

Дякую.

d <- c(80,  80,  121, 121, 180, 180, 86,  86,  116, 116, 144, 144, 74,  74, 143, 143, 163, 163, 71, 71,106, 106, 135, 135, 162, 162, 185, 185, 83,  83,  111, 111, 133, 133, 175, 175, 85,  85,  112, 112,137, 137, 168, 168, 186, 186, 64,  64,  95,  95,  127, 127, 156, 156, 175, 175, 91,  91, 119, 119,120, 120, 148, 148, 56, 56)
df <- as.factor(d)
d.sq <- d^2
st <- factor(rep(c("A", "B", "C", "D", "E", "F"), c(6,12,18,10,14,6)))
s.bee <- c(1,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,1,0,0,0,4,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,3,0,0,0,0,5,0,0,2,0,50,0,10,0,4,0,47,3)
tmt <- factor(c("AF","C","C","AF","AF","C","AF","C","AF","C","C","AF","AF","C","AF","C","AF","C","AF","C",
"C","AF","AF","C","AF","C","C","AF","AF","C","AF","C","AF","C","AF","C","AF","C","AF","C",
"C","AF","AF","C","AF","C","AF","C","AF","C","C","AF","C","AF","C","AF","AF","C","AF","C",
"AF","C","AF","C","AF","C"))
lu <- factor(rep(c("p","a","p","a","p"), c(6,12,28,14,6)))
hab <- rep(c(13,14,13,14,3,4,3,4,3,4,3,4,3,4,15,35,37,35,37,35,37,35,37,0,2,1,2,1,2,1), 
        c(1,2,2,1,1,1,1,2,2,1,1,1,1,1,18,1,1,1,2,2,1,1,1,14,1,1,1,1,1,1))
ba <-  c(480,6520,6520,480,480,6520,855,1603,855,1603,1603,855,855,12526,855,5100,855,5100,2670,7679,7679,2670,
2670,7679,2670,7679,7679,2670,2670,7679,2670,7679,2670,7679,2670,7679,1595,3000,1595,3000,3000,1595,1595,3000,1595
,3000,4860,5460,4860,5460,5460,4860,5460,4860,5460,4860,4840,5460,4840,5460,3000,1410,3000,1410,3000,1410)
data <- data.frame(st,df,d.sq,tmt,lu,hab,ba,s.bee)
with(data, table(s.bee, tmt) )

# below is a much abbreviated summary of attempted models:

library(MASS)
library(lme4)
library(glmmADMB)
library(coefplot2)

###
### POISSON MIXED MODEL

    m1 <- glmer(s.bee ~ tmt + lu + hab + (1|st/df), family=poisson)
    summary(m1)

    resdev<-sum(resid(m1)^2)
    mdf<-length(fixef(m1)) 
    rdf<-nrow(data)-mdf
    resdev/rdf
# 0.2439303
# underdispersed. ???



###
### NEGATIVE BINOMIAL MIXED MODEL

    m2 <- glmer.nb(s.bee ~ tmt + lu + hab + d.sq + (1|st/df))
# iteration limit reached. Can't make a model work.



###
### ZERO-INFLATED POISSON MIXED MODEL

    fit_zipoiss <- glmmadmb(s.bee~tmt + lu + hab + ba + d.sq +
                    tmt:lu +
                    (1|st/df), data=data,
                    zeroInflation=TRUE,
                    family="poisson")
# has to have lots of variables to fit
# anyway Poisson is not a good fit



###
### ZERO-INFLATED NEGATIVE BINOMIAL MIXED MODELS

## BEST FITTING MODEL SO FAR:

    fit_zinb <- glmmadmb(s.bee~tmt + lu + hab +
                    tmt:lu +
                    (1|st/df),data=data,
                    zeroInflation=TRUE,
                    family="nbinom")
    summary(fit_zinb)
# coefficients are tiny, something odd going on with the interaction term
# but this was best model in AICctab comparison

# model check plots
    qqnorm(resid(fit_zinb))
    qqline(resid(fit_zinb))

    coefplot2(fit_zinb)

    resid_zinb <- resid(fit_zinb , type = "pearson")
    hist(resid_zinb)

    fitted_zinb <- fitted (fit_zinb)
    plot(resid_zinb ~ fitted_zinb)


## MODEL WITHOUT INTERACTION TERM - the coefficients are more realistic:

    fit_zinb2 <- glmmadmb(s.bee~tmt + lu + hab +
                    (1|st/df),data=data,
                    zeroInflation=TRUE,
                    family="nbinom")

# model check plots
    qqnorm(resid(fit_zinb2))
    qqline(resid(fit_zinb2))

    coefplot2(fit_zinb2)

    resid_zinb2 <- resid(fit_zinb2 , type = "pearson")
    hist(resid_zinb2)

    fitted_zinb2 <- fitted (fit_zinb2)
    plot(resid_zinb2 ~ fitted_zinb2)



# ZINB models are best so far
# but I'm not happy with the model check plots

2
Я знаю, що це дуже старий пост і, напевно, зараз неактуально, але я хочу наголосити, що, на моєму досвіді з дуже подібною проблемою, яку я мав нещодавно, залишки глімерів не потрібно нормально поширювати. Таким чином, перевірка нормальності, а також перевірка пристосованості проти залишків дійсно не потрібні. Взагалі діагностувати залишкові ділянки глімерів надзвичайно складно.
fsociety

Відповіді:


2

Ця посада має чотири роки, але я хотів слідкувати за тим, що сказав у коментарі fsociety. Діагностика залишків у ГЛМ не є однозначною, оскільки стандартні залишкові ділянки можуть виявляти ненормальність, гетероцедастичність тощо, навіть якщо модель правильно вказана. Існує пакет R DHARMa, спеціально підходить для діагностики таких моделей.

Пакет заснований на імітаційному підході для генерації масштабованих залишків з вбудованих узагальнених лінійних змішаних моделей та генерує різні легко інтерпретаційні діагностичні схеми. Ось невеликий приклад із даними з оригіналу публікації та першої підходящої моделі (m1):

library(DHARMa)
sim_residuals <- simulateResiduals(m1, 1000)
plotSimulatedResiduals(sim_residuals)

Сюжет залишків DHARMa

Графік зліва показує графік QQ масштабуваних залишків для виявлення відхилень від очікуваного розподілу, а графік праворуч представляє залишки проти передбачуваних значень під час виконання квантильної регресії для виявлення відхилень від рівномірності (червоні лінії повинні бути горизонтальними та на рівні 0,25 , 0,50 і 0,75).

Крім того, пакет також має специфічні функції для тестування на / над дисперсію та нульову інфляцію, серед інших:

testOverdispersionParametric(m1)

Chisq test for overdispersion in GLMMs

data:  poisson
dispersion = 0.18926, pearSS = 11.35600, rdf = 60.00000, p-value = 1
alternative hypothesis: true dispersion greater 1

testZeroInflation(sim_residuals)

DHARMa zero-inflation test via comparison to expected zeros with 
simulation under H0 = fitted model


data:  sim_residuals
ratioObsExp = 0.98894, p-value = 0.502
alternative hypothesis: more
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.