Методы ресемплинга как альтернатива методам классической статистики.
Изначально я хотела назвать материал примерно так: "Смерть классической статистики? Правда ли что бутстреп заменит t-test?". Однако после изучения материалов на эту тему пришла к выводу, что простые методы, основанные на априорных знаниях о распределении останутся актуальными, пока выполняются предположения, лежащие в основе критериев: нормальность распределения, гомогенность дисперсий и тп. Так что конкретно t-test методы ресемплинга не заменят, однако что насчет более сложных данных? Давайте разбираться.
Небольшой экскурс в историю развития статистической мысли. Большинство "классических" методов статистики разработаны в 60-80х годах прошлого века или даже еще раньше. Тест Стьюдента, например, был разработан вообще в начале 20 века, а теорема Байеса была опубликована в 1761 году. Для того времени была характерна полная или сравнительная недоступность к вычислительным ресурсам, следовательно, исследователи старались сделать достоверные выводы о различиях в выборках на основе относительно просто расчитываемых критериев. Так были разработаны критерии Фишера, Пирсона, Спирмена и ряд других. Для того чтобы с помощью относительно небольшого числа вычислений получить достоверные результаты, были сформулированы определенные требования к исходным выборкам: например уже упомянутое нормальное распределение и равенство дисперсий. Следовательно, параллельно были разработаны методы, позволяющие оценить соответствие наборов данных желаемому распределению. Сюда относятся критерии проверки на нормальность распределения, например тест Шапиро-Уилка (1965), проверка на гомогенность дисперсий тестом Левена (1960). Тесты Стьюдента, Пирсона и другие называются параметрическими критериями, поскольку опираются на некие параметры, позволяющие аппроксимировать данные известными теоретическими распределениями: нормальным, лог-нормальным, биномиальным и тп.
Все эти параметрические критерии работают прекрасно, пока выполняются лежащие в основе допущения, однако что делать в случае когда они нарушаются? На помощь могут прийти ранговые критерии, например всем известный критерий Манна-Уитни-Вилкоксона (1945, 1947). Однако по сравнению с параметрическими аналогами ранговые критерии обычно имеют меньшую мощность (то есть вероятность найти значимые отличия там где они действительно есть).
Но это не единственная проблема ранговых критериев. В статье Johnston and Faulkner, 2020 было показано, что критерий Манна-Уитни-Вилкоксона в ситуации сравнения двух выборок с равными медианами и дисперсиями, но разными формами распределения показывал нахождение различий, там где их нет, вплоть до 17% случаев. Это довольно значительная доля ошибки первого рода, то есть нахождения ложнопозитивных результатов (false positive rate). Для меня это оказалось неожиданным, поскольку нас всегда учили, что ранговые критерии почти ни от чего не зависят и работают стабильно. Оказалось что и для рангового критерия форма распределения оказалась важной для корректной работы. В копилку недостатков критерия Манн-Уитни-Вилкоксона добавлю, что метод не любит повторяющиеся значения, поскольку расставляет числа в ряд по возрастанию и присваивает им ранги на основании этой позиции, соответственно, для одинаковых чисел будут либо разные ранги, что неверно, либо они будут какие-то дробные, что понижает точность анализа. В то время как во многих случах в биологии величины дискретны: например, количество клеток или слоев клеток в корнях неизбежно приведет к большому количеству одинаковых чисел. Более того, в общем случае непараметрические критерии требуют наличия повторностей для корректной работы. Однако в некоторых дисциплинах, например в экономике и экологии принципиально невозможно повторить эксперимент в том же самом месте и в то же самое время, при этом данные не обязаны соответствовать нормальному или какому-либо еще теоретическому распределению.
Методы ресемплинга как альтернатива методам классической статистики.
Изначально я хотела назвать материал примерно так: "Смерть классической статистики? Правда ли что бутстреп заменит t-test?". Однако после изучения материалов на эту тему пришла к выводу, что простые методы, основанные на априорных знаниях о распределении останутся актуальными, пока выполняются предположения, лежащие в основе критериев: нормальность распределения, гомогенность дисперсий и тп. Так что конкретно t-test методы ресемплинга не заменят, однако что насчет более сложных данных? Давайте разбираться.
Небольшой экскурс в историю развития статистической мысли. Большинство "классических" методов статистики разработаны в 60-80х годах прошлого века или даже еще раньше. Тест Стьюдента, например, был разработан вообще в начале 20 века, а теорема Байеса была опубликована в 1761 году. Для того времени была характерна полная или сравнительная недоступность к вычислительным ресурсам, следовательно, исследователи старались сделать достоверные выводы о различиях в выборках на основе относительно просто расчитываемых критериев. Так были разработаны критерии Фишера, Пирсона, Спирмена и ряд других. Для того чтобы с помощью относительно небольшого числа вычислений получить достоверные результаты, были сформулированы определенные требования к исходным выборкам: например уже упомянутое нормальное распределение и равенство дисперсий. Следовательно, параллельно были разработаны методы, позволяющие оценить соответствие наборов данных желаемому распределению. Сюда относятся критерии проверки на нормальность распределения, например тест Шапиро-Уилка (1965), проверка на гомогенность дисперсий тестом Левена (1960). Тесты Стьюдента, Пирсона и другие называются параметрическими критериями, поскольку опираются на некие параметры, позволяющие аппроксимировать данные известными теоретическими распределениями: нормальным, лог-нормальным, биномиальным и тп.
Все эти параметрические критерии работают прекрасно, пока выполняются лежащие в основе допущения, однако что делать в случае когда они нарушаются? На помощь могут прийти ранговые критерии, например всем известный критерий Манна-Уитни-Вилкоксона (1945, 1947). Однако по сравнению с параметрическими аналогами ранговые критерии обычно имеют меньшую мощность (то есть вероятность найти значимые отличия там где они действительно есть).
Но это не единственная проблема ранговых критериев. В статье Johnston and Faulkner, 2020 было показано, что критерий Манна-Уитни-Вилкоксона в ситуации сравнения двух выборок с равными медианами и дисперсиями, но разными формами распределения показывал нахождение различий, там где их нет, вплоть до 17% случаев. Это довольно значительная доля ошибки первого рода, то есть нахождения ложнопозитивных результатов (false positive rate). Для меня это оказалось неожиданным, поскольку нас всегда учили, что ранговые критерии почти ни от чего не зависят и работают стабильно. Оказалось что и для рангового критерия форма распределения оказалась важной для корректной работы. В копилку недостатков критерия Манн-Уитни-Вилкоксона добавлю, что метод не любит повторяющиеся значения, поскольку расставляет числа в ряд по возрастанию и присваивает им ранги на основании этой позиции, соответственно, для одинаковых чисел будут либо разные ранги, что неверно, либо они будут какие-то дробные, что понижает точность анализа. В то время как во многих случах в биологии величины дискретны: например, количество клеток или слоев клеток в корнях неизбежно приведет к большому количеству одинаковых чисел. Более того, в общем случае непараметрические критерии требуют наличия повторностей для корректной работы. Однако в некоторых дисциплинах, например в экономике и экологии принципиально невозможно повторить эксперимент в том же самом месте и в то же самое время, при этом данные не обязаны соответствовать нормальному или какому-либо еще теоретическому распределению.
Продолжение в следующем посте =>
BY Статистика и R в науке и аналитике
Warning: Undefined variable $i in /var/www/group-telegram/post.php on line 260
The Russian invasion of Ukraine has been a driving force in markets for the past few weeks. "This time we received the coordinates of enemy vehicles marked 'V' in Kyiv region," it added. This provided opportunity to their linked entities to offload their shares at higher prices and make significant profits at the cost of unsuspecting retail investors. These administrators had built substantial positions in these scrips prior to the circulation of recommendations and offloaded their positions subsequent to rise in price of these scrips, making significant profits at the expense of unsuspecting investors, Sebi noted. DFR Lab sent the image through Microsoft Azure's Face Verification program and found that it was "highly unlikely" that the person in the second photo was the same as the first woman. The fact-checker Logically AI also found the claim to be false. The woman, Olena Kurilo, was also captured in a video after the airstrike and shown to have the injuries.
from hk
