Coleção modelos
GLM misto
Ajusta um GLM misto (lme4::glmer), binomial ou Poisson, com efeito por observação opcional.
O que o bloco faz
models/glmer ajusta um modelo linear generalizado com efeitos aleatórios (lme4::glmer, máxima verossimilhança pela aproximação de Laplace). A resposta é binomial (0/1, ou sucessos em n tentativas com cbind(sucessos, fracassos)) ou Poisson (contagem). A saída é models/fit.
Antes de continuar
Termos que esta página usa, em poucas palavras. As definições completas estão no glossário.
- 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.
- Variância
- A média dos quadrados das distâncias de cada valor à média: mede o quanto os dados se espalham. O desvio padrão é a raiz quadrada da variância e fica na mesma unidade dos dados.
- Resíduo
- A diferença entre o valor observado e o valor que o modelo ajustado prevê para aquela observação. É nos resíduos que se conferem os pressupostos do modelo: eles devem parecer ruído, sem padrão.
- 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.
- Efeito fixo e efeito aleatório
- Um efeito fixo é estimado para cada nível que interessa (cada cultivar comparada). Um efeito aleatório trata os níveis observados como sorteio de uma população maior (fazendas, animais, anos) e estima a variância entre eles; modelos com os dois tipos são chamados mistos.
Quando usar
Quando a resposta não é normal e as observações vêm em grupos (rebanho, bloco, ninhada, sujeito). Com superdispersão, ligue Efeito por observação: ele soma (1 | .obs), e a variância que sobra além da binomial ou da Poisson vira um componente de variância (Harrison 2014).
Pressupostos
Os grupos (rebanhos, blocos, sujeitos) são independentes entre si, e há grupos suficientes para estimar cada variância.
Se falhar: Com poucos grupos (menos de 5 ou 6), trate o fator como fixo no
models/glm.A resposta segue a família (binomial ou Poisson) condicional aos efeitos aleatórios, na ligação canônica (logit, log).
Verificar:Diagnóstico dos resíduos
Os efeitos aleatórios são normais, com média zero.
Verificar:Efeitos aleatóriosGráfico de lagarta
Sem superdispersão além da que o modelo descreve: no
models/fit_stats,dispersao_pearson(X² de Pearson dos resíduos condicionais / gl) perto de 1. Não se aplica à binomial 0/1.Verificar:Medidas de ajuste
Se falhar: Ligue o efeito por observação (
nivel_obs) e compare os dois ajustes nomodels/compare.A aproximação de Laplace é boa: grupos com bastante informação (binomial com n não muito pequeno, contagens não quase todas zero). Os testes são de Wald (z) e assintóticos.
Configuração
Informe a fórmula com pelo menos um termo aleatório, ou resposta, efeitos fixos e grupo pelo atalho. Escolha a família.
Exemplo
library(trama)
reg <- tr_registry()
tr_use("trama.models", registry = reg)
tr_flow(reg) |>
tr_add("carrapatos", "models/example", dataset = "grouseticks") |>
tr_add("gm", "models/glmer", resposta = "TICKS", fixos = "YEAR", grupo = "BROOD",
familia = "poisson", nivel_obs = TRUE, from = "carrapatos")Nos carrapatos de grouseticks, o efeito por observação tem variância 0,30 e a ninhada 1,52. Comparado no models/compare ao modelo sem ele, o AIC cai de 2038,6 para 1844,3 (razão de verossimilhança 196,3): a contagem é superdispersa.
Como interpretar
Os coeficientes estão na escala da ligação (logit, log), com z de Wald; o models/coefficients os exponencia. As médias do models/emmeans são as do grupo típico (efeito aleatório zero), não médias populacionais. Não há resíduo normal a testar, e o quadro é de Wald, tipo II ou III. No exemplo cbpp do lme4, o bloco reproduz a saída do lme4::glmer: interceptos −1,3983, −0,9919, −1,1282 e −1,5797, variância do rebanho 0,4123 e AIC 194,1.
Implementação
lme4::glmer()versão 2.0.1Máxima verossimilhança pela aproximação de Laplace (nAGQ = 1); coeficientes com z de Wald; quadro pelocar::Anova(qui-quadrado de Wald, tipo II ou III). Conferido refazendo à mão a log-verossimilhança de Laplace grupo a grupo nocbpp(1e-5 relativo) e maximizando-a comoptim(β e σ a 1e-3).
No código O bloco chama trama.models::tr_models_glmer(), em trama.models/R/ajustar.R:205.
A conta é feita nesta chamada:
lme4::glmer(f, data = p$dados, family = fam)
Outras funções de pacotes que o bloco usa (11)
stats::as.formula(texto)reformulas::findbars(f)stats::as.formula(paste(.tr_models_bt(resp), "~", paste(rhs, collapse = " + ")))reformulas::findbars(f)stats::complete.cases(d[, vars, drop = FALSE])stats::update(f, . ~ . + (1 | .obs))stats::binomial()stats::poisson()stats::formula(aj)stats::residuals(aj, type = "pearson")stats::df.residual(aj)
Referências
Teoria
- Bates, D.; Mächler, M.; Bolker, B.; Walker, S. (2015). Fitting linear mixed-effects models using lme4. Journal of Statistical Software, 67(1), 1-48. doi:10.18637/jss.v067.i01
- Bolker, B. M.; Brooks, M. E.; Clark, C. J.; Geange, S. W.; Poulsen, J. R.; Stevens, M. H. H.; White, J.-S. S. (2009). Generalized linear mixed models: a practical guide for ecology and evolution. Trends in Ecology & Evolution, 24(3), 127-135. doi:10.1016/j.tree.2008.10.008
Livro-texto
- McCullagh, P.; Nelder, J. A. (1989). Generalized Linear Models. 2. ed. London: Chapman & Hall. doi:10.1007/978-1-4899-3242-6
Complementar
- Harrison, X. A. (2014). Using observation-level random effects to model overdispersion in count data in ecology and evolution. PeerJ, 2, e616. doi:10.7717/peerj.616
- Breslow, N. E.; Clayton, D. G. (1993). Approximate inference in generalized linear mixed models. Journal of the American Statistical Association, 88(421), 9-25. doi:10.1080/01621459.1993.10594284