Grondona1996 2維AR

Grondona MO, Crossa J, Fox PN, Pfeiffer WH (1996) Analysis of Variety Yield Trials Using Two-Dimensional Separable ARIMA Processes. Biometrics 52:763–770. doi: 10.2307/2532916

基于可分離ARIMA過程的二維空間分析程序(由Cullis和Gleeson(1991 Biometrics 47,1449-1460)提出)用于分析具有不完全塊設(shè)計(jì)的35個(gè)谷物產(chǎn)量試驗(yàn)。 比較了具有不同的大規(guī)模變化分量和不同的小規(guī)模變化過程的模型作為一維和二維(可分離)ARIMA過程。 考慮了19個(gè)空間模型,并且使用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估空間模型充分性:(a)基于交叉驗(yàn)證的成對(duì)品種差異(SED)的平均標(biāo)準(zhǔn)誤差和(b)預(yù)測(cè)的均方誤差(MSE) 方法。 空間分析在比不完全塊分析更有效地減少殘余變化。 雖然沒有一個(gè)模型最適合所有的試驗(yàn),二維一階自回歸模型是最有效的SED和MSE標(biāo)準(zhǔn)(分別在21和14試驗(yàn))。

品種試驗(yàn)的主要目的是獲得影響農(nóng)場(chǎng)條件下性能的品種均值和品種差異的精確產(chǎn)量估值。生育力,水分,截獲的光和其他環(huán)境因素的空間變化可以偏差品種對(duì)比和膨脹殘余變異。因此,重要的是通過設(shè)計(jì)或通過分析控制不考慮品種效應(yīng)的殘留變異。塊設(shè)計(jì)(包括完整和不完全的塊和網(wǎng)格)通過考慮空間異質(zhì)性試圖“先驗(yàn)地”減少殘余變化。然而,實(shí)驗(yàn)者面臨構(gòu)建在品種的“預(yù)期”響應(yīng)中足夠同質(zhì)的塊的問題。塊大小,形狀和取向很少通過研究響應(yīng)變量的空間變化來確定。管理考慮經(jīng)常決定多樣化試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)布局。結(jié)果,大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)被布置在例如r行和c列的規(guī)則網(wǎng)格上,并且連續(xù)的圖形組形成矩形塊。均勻性試驗(yàn)的分析表明,塊的這種規(guī)則的空間布置很少提供對(duì)空間變化的有效控制(Mendez,1970; Lin等人,1993)。近來,已經(jīng)提出“后驗(yàn)”建模來解釋這種空間變化(Bartlett,1978; Wilkinson等,1983; Besag和Kempton,1986; Gleeson和Cullis,1987; Williams,1986; Martin,1990; Zimmerman和Harville,1991; Grondona和Cressie,1991; Cullis和Gleeson,1991; Basu和Reinsel,1994)。空間變化通過包括兩個(gè)主要部分來建模:(a)通過平均結(jié)構(gòu)建模的“大規(guī)模”變化或“全局趨勢(shì)”,和(b)“小規(guī)模”變化或“局部趨勢(shì)” “,其通過隨機(jī)空間相關(guān)結(jié)構(gòu)建模。當(dāng)品種隨機(jī)分配到圖中時(shí),基于不相關(guān)觀察的分析提供了品種效應(yīng)的有效測(cè)試。隨機(jī)化施加相關(guān)結(jié)構(gòu),對(duì)于該相關(guān)結(jié)構(gòu),各種對(duì)比度的普通最小二乘估計(jì)器是最佳線性無偏估計(jì)器(BLUE)。基于隨機(jī)化理論的經(jīng)典方法(Kernpthorne,1952)中和空間相關(guān)性,但通常不如空間模型有效。均勻性試驗(yàn)的模擬研究和隨機(jī)化研究表明,空間方法通常比基于不相關(guān)觀察的經(jīng)典分析更準(zhǔn)確地估計(jì)品種對(duì)比(Besag和Kempton,1986; Lill,Gleeson和Cullis,1988; Baird和Mead,1991; Zimmerman和Harville,1991)。

空間方法的一個(gè)缺點(diǎn)是缺乏獨(dú)特的空間模型和足夠的診斷來選擇最好的模型。 Martin(1990)和Cullis和Gleeson(1991)建議使用遞歸或白化殘差來評(píng)估空間模型充分性。用于比較替代空間和經(jīng)典模型的頻繁度量是品種對(duì)之間的差異的平均方差,但是該度量可以取決于模型假設(shè)。交叉驗(yàn)證可能對(duì)模型的充足性提供較少依賴的度量(Stone,1974; Geisser,1975)。每個(gè)觀察依次被認(rèn)為是“丟失”,并與剩余的預(yù)測(cè)。然后,觀察值和預(yù)測(cè)值的擬合可以通過基于預(yù)測(cè)殘差的度量來表征,例如,平均預(yù)測(cè)誤差平方和(Allen,1971)。在本文中,我們采用交叉驗(yàn)證方法來選擇替代空間模型。本文介紹了由Martin(1990)和Cullis和Gleeson(1991)提出的國(guó)際玉米和小麥改良中心(CIMMYT)在35個(gè)谷物產(chǎn)量試驗(yàn)中應(yīng)用具有可分離誤差結(jié)構(gòu)的空間模型的結(jié)果。墨西哥和世界各地的幾個(gè)地點(diǎn)

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