面向复杂区域的空间高斯场及其在海洋大型动物保护中的应用
统计方法学
2025-10-02 v1
摘要
空间高斯场（SGF）被广泛应用于海洋大型动物分布的建模，但它们传统上依赖于各向同性和平稳性的假设，而在具有海岸线、岛屿和作为部分移动屏障的深度梯度等复杂生态环境中，这些条件通常被证明是不切实际的。现有的空间模型通常将这些屏障视为完全不可渗透（完全阻断物种的移动和扩散）或完全不存在，这不足以代表大多数真实世界的场景。为了解决这一局限性，我们引入了透明屏障模型（Transparent Barrier Model），它是空间高斯场的扩展，明确地纳入了具有不同渗透率水平的屏障。该模型将空间变化的变程参数分配给不同的屏障区域，使得关于屏障渗透性的生态和地理知识能够直接为模型设定提供依据。该方法通过结合积分嵌套拉普拉斯近似（INLA）框架与随机偏微分方程（SPDE），保持了计算效率，确保了即使在大而复杂的空间域中也能进行可行的应用。我们通过将其应用于红海的儒艮（Dugong dugon）分布数据，展示了透明屏障模型的实用性和灵活性。
引用
@article{arxiv.2510.00611,
title = {Spatial Gaussian fields for complex areas with application to marine megafauna conservation},
author = {Martina Le-Bert Heyl and Janet van Niekerk and Haavard Rue},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00611},
year = {2025}
}