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tinyVAST:具有表达性接口以指定多元时空模型中滞后效应与同时效应的 R 包

统计方法学 2024-01-19 v1 应用统计

摘要

多元时空模型具有广泛适用性,但指定其结构十分复杂,可能阻碍更广泛的应用。我们从软件用户和统计学家的双重角度介绍了 R 包 tinyVAST。从用户角度来看,tinyVAST 采用了广泛使用的公式接口来指定广义加性模型,并结合参数来指定变量间的空间和时空交互作用。这些交互作用使用箭头表示法(源自结构方程模型)或扩展的箭头-滞后表示法来指定,后者允许变量随时间变化的同时、滞后和递归依赖关系。用户还可以为面状(网格)、连续(点计数)或河网数据指定空间域。从统计学家角度来看,tinyVAST 构建了表示多元时空变化的稀疏精度矩阵,并通过指定广义线性混合模型(GLMM)来估计参数。这种表达性接口涵盖了向量自回归、经验正交函数、空间因子分析和 ARIMA 模型。作为演示,我们拟合了来自阿拉斯加湾和阿留申群岛两个调查平台对珊瑚、海绵、岩鱼和比目鱼进行采样的数据。然后,我们比较了八种关于栖息地驱动因素和调查可探测性具有不同假设的替代模型结构。模型选择表明,拖曳式相机和底拖网渔具在可探测性上存在空间差异,但它们采样的比目鱼和岩鱼具有相同的基础密度;岩鱼与海绵呈正相关,而比目鱼与珊瑚呈负相关。我们得出结论,tinyVAST 可用于测试代表研究和现实政策评估中替代结构假设的复杂依赖关系。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.10193,
  title  = {tinyVAST: R package with an expressive interface to specify lagged and simultaneous effects in multivariate spatio-temporal models},
  author = {James T. Thorson and Sean C. Anderson and Pamela Goddard and Christopher N. Rooper},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.10193},
  year   = {2024}
}