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R: 空間構造のある階層ベイズ

*個人勉強用メモです。

 

データのとる空間配置の影響があるような実験系の場合、

それぞれの場所が独立とは言い切れないことも多い(隣接している場合など)。

野外調査の場合は、空間構造が二次元、三次元となる。

 

場所jごとに空間関数がある観測データyjを考える。

空間関数が平均値λのポアソン分布に従うとすると、

p(yj | ) = λexp(-λ) / yj!

局所密度があることにより、ポアソン分布に明らかに従わないことを考える。

logλj = ß + rj

ßは対極的なパラメータで、rjは局所的パラメータ。

ßには無情報事前分布、rjには階層事前分布を指定する。

空間相関下では、rjは各々独立とは考えない方が良いだろう。

 

近傍のデータへの影響が一定と考える場合。

事前分布が、条件付き自己回帰モデルとなる。(CAR, conditional auto regressive)

事後分布は、

p(ß, s, {rj} |Y) ∝ p({rj} | s) p(s) p(ß) Πp(yj | λj)

無情報事前分布p(ß)

条件付き事前分布p(rj | µj, s)

 

空間相関のある場所差は、確率場を使って表現できる。

確率場とは、相互作用する確率変数で作られる空間のこと。

生み出された空間統計モデルから、確率場を予測する。

 

階層ベイズは、柔軟で表現力がある統計モデル。

現実の観測データや、野外調査データに空間相関モデリングを適応できる。