Coleção modelos

Modelo linear generalizado

Ajusta um GLM (binomial, Poisson, gama...) pelas colunas ou por uma fórmula.

O que o bloco faz

models/glm Ajusta um modelo linear generalizado e produz models/fit. A saída é models/fit.

Antes de continuar

Termos que esta página usa, em poucas palavras. As definições completas estão no glossário.

Erro padrão
O desvio padrão de uma estimativa: quanto ela variaria se o estudo fosse repetido com outra amostra. Diminui quando a amostra cresce e é a base dos intervalos de confiança e dos testes.
Graus de liberdade
Quantas informações independentes sobram para estimar uma variabilidade depois de estimados os outros parâmetros. Definem qual distribuição t, F ou qui-quadrado se usa no teste; com poucos graus de liberdade a inferência fica mais incerta.
Verossimilhança
O quanto um modelo, com certos valores de parâmetros, torna prováveis os dados observados. Estimar por máxima verossimilhança é escolher os parâmetros que maximizam essa medida; critérios como AIC e BIC partem dela.
Modelo linear generalizado (GLM)
Uma extensão do modelo linear para respostas que não são normais, como contagens (Poisson) e proporções ou sim/não (binomial). Uma função de ligação conecta a média da resposta à parte linear do modelo.
Superdispersão
Quando os dados variam mais do que o modelo supõe, comum em contagens que deveriam seguir Poisson. Se ignorada, os erros padrão ficam pequenos demais e os testes, otimistas.

Quando usar

Use quando a resposta exigir distribuição diferente da normal, como contagem, resposta binária ou medida positiva assimétrica.

Pressupostos

  • As observações são independentes.

    Se falhar: Medidas repetidas ou agrupadas (mesmo animal, parcela, local) pedem o models/lmer.

  • A resposta segue a família escolhida, e a média se liga aos preditores pela ligação (canônica; log na gama).

    Verificar:Diagnóstico dos resíduosResíduos

  • Na binomial e na Poisson, a variância é a da família: sem superdispersão (desvio_por_gl e dispersao_pearson do models/fit_stats perto de 1).

    Verificar:Medidas de ajuste

    Se falhar: Na Poisson, use a família binomial negativa (variância mu + mu²/theta, theta por máxima verossimilhança; tem verossimilhança, então entra no models/select) ou a quasipoisson; na binomial agregada (cbind(sucessos, fracassos)), a quasibinomial. As duas estimam a dispersão pelo X² de Pearson / gl, e os testes passam a F. Em dados 0/1 (binomial não agregada), desvio perto dos gl não diz nada sobre superdispersão, e a quasibinomial recusa essa resposta.

  • Amostra grande o bastante: os testes e intervalos de um GLM são assintóticos.

  • Na binomial negativa, a variância é quadrática na média (mu + mu²/theta, a NB2). O quadro sequencial (tipo I) testa com o theta do modelo completo fixo (o anova.negbin avisa); o models/compare reestima o theta em cada modelo.

    Verificar:Comparar modelos

Configuração

Informe resposta, preditores ou Fórmula (que prevalece) e Família: binomial para resposta binária ou sucessos em n tentativas (cbind(sucessos, fracassos) ~ ... na fórmula), Poisson para contagem, gama para contínua positiva, gaussiana para contínua. Com superdispersão, quasipoisson (contagem) e quasibinomial (binomial agregada) estimam a dispersão pelo X² de Pearson dividido pelos gl do resíduo; os coeficientes não mudam, os erros padrão crescem pela raiz da dispersão e o quadro passa a F. A binomial negativa (MASS::glm.nb) modela a superdispersão da contagem com variância mu + mu²/theta e estima theta por máxima verossimilhança; o theta aparece no topo do card.

Exemplo

Exemplo de modelos
Modelo linear generalizado
library(trama)

reg <- tr_registry()
tr_use("trama.models", registry = reg)

tr_flow(reg) |>
  tr_add("dados", "models/example", dataset = "InsectSprays") |>
  tr_add("ajuste", "models/glm", resposta = "count", preditores = "spray", familia = "poisson", from = "dados")

InsectSprays fornece contagens por inseticida para o ajuste Poisson.

Como interpretar

Coeficientes estão na escala da ligação; previsões podem estar na escala da resposta. Poisson supõe variância igual à média; sob superdispersão, erros padrão podem ser otimistas.

No quine (MASS), dias de falta escolar, Days ~ Eth + Sex + Age + Lrn com binomial negativa dá theta = 1,27 (EP 0,16): bem longe da Poisson (theta infinito). No models/compare, acrescentar Lrn a Eth + Sex + Age dá razão de verossimilhança 2,50 com 1 gl (p = 0,11), o mesmo do anova.negbin.

Com a binomial agregada, compare o desvio residual com os gl do resíduo. No cbpp (lme4), a incidência de pleuropneumonia bovina por período, cbind(incidence, size - incidence) ~ period com quasibinomial dá dispersão 2,19: os erros padrão da binomial ficam multiplicados por 1,48, e o F do período é 6,20 (p = 0,0011).

Implementação

  • stats::glm() versão 4.6.0Famílias gaussian, binomial, poisson, quasipoisson, quasibinomial na ligação canônica e Gamma(link = "log"); nas quasi, dispersão pelo X² de Pearson / gl e quadro com F.
  • MASS::glm.nb() versão 7.3.65Binomial negativa na ligação log, theta por máxima verossimilhança alternada com o IRLS; comparação de modelos pelo anova.negbin (razão de verossimilhança, theta reestimado).

No código O bloco chama trama.models::tr_models_glm(), em trama.models/R/ajustar.R:95.

A conta é feita nestas chamadas:

Outras funções de pacotes que o bloco usa (12)

Referências

Teoria

  • Nelder, J. A.; Wedderburn, R. W. M. (1972). Generalized linear models. Journal of the Royal Statistical Society. Series A, 135(3), 370-384. doi:10.2307/2344614

Livro-texto

  • Dobson, A. J.; Barnett, A. G. (2008). An Introduction to Generalized Linear Models. 3. ed. Boca Raton: Chapman & Hall/CRC.

Complementar

  • Wedderburn, R. W. M. (1974). Quasi-likelihood functions, generalized linear models, and the Gauss-Newton method. Biometrika, 61(3), 439-447. doi:10.1093/biomet/61.3.439
  • Lawless, J. F. (1987). Negative binomial and mixed Poisson regression. Canadian Journal of Statistics, 15(3), 209-225. doi:10.2307/3314912
  • Venables, W. N.; Ripley, B. D. (2002). Modern applied statistics with S. 4. ed. New York: Springer, sec. 7.4. doi:10.1007/978-0-387-21706-2

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