Modelos de regressão elípticos geograficamente ponderados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: ARAÚJO, Yuri Alves de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/40913
Resumo: O uso dos modelos de regressão clássicos no contexto de dados espaciais podem levar a interpretações errôneas, pois este não leva em consideração as informações geoespaciais. Neste caso, a aplicação de modelos geograficamente ponderados para o estudo da não estacionariedade espacial dos parâmetros de regressão é uma alternativa bastante atrativa. No entanto, esses modelos costumam ser sensíveis na presença de valores discrepantes. Neste trabalho, desenvolvemos extensões da regressão geograficamente ponderada utilizando a família de distribuição elíptica para a suposição dos erros aleatórios. O uso desta família de distribuição permite ajustar um modelo menos sensível na presença de observações discrepantes, uma vez que abrange distribuições com caudas mais pesadas que a normal. Em específico, consideramos o uso das distribuições normal, t-Student, exponencial potência, Cauchy, logística do tipo I e II, t-Student generalizada, logística generalizada e normal contaminada. Métodos com base nos algoritmos escore de Fisher e backfitting são propostos para estimar os parâmetros dos modelos. Além disso, descrevemos análises de resíduos e medidas diagnósticas com base na abordagem de influência global e local. Estudos de simulação sob diferentes cenários e aplicações práticas com dois conjuntos de dados reais são apresentados para avaliar o desempenho desses modelos na presença de observações discrepantes. A primeira aplicação refere-se ao estudo do desenvolvimento humano e da criminalidade nos municípios do Ceará, Brasil. A segunda aplicação aborda o desempenho educacional nos condados da Geórgia, EUA. Por fim, um pacote em R foi desenvolvido para disponibilizar a aplicação prática dos resultados teóricos obtidos nesta tese.
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Neste trabalho, desenvolvemos extensões da regressão geograficamente ponderada utilizando a família de distribuição elíptica para a suposição dos erros aleatórios. O uso desta família de distribuição permite ajustar um modelo menos sensível na presença de observações discrepantes, uma vez que abrange distribuições com caudas mais pesadas que a normal. Em específico, consideramos o uso das distribuições normal, t-Student, exponencial potência, Cauchy, logística do tipo I e II, t-Student generalizada, logística generalizada e normal contaminada. Métodos com base nos algoritmos escore de Fisher e backfitting são propostos para estimar os parâmetros dos modelos. Além disso, descrevemos análises de resíduos e medidas diagnósticas com base na abordagem de influência global e local. Estudos de simulação sob diferentes cenários e aplicações práticas com dois conjuntos de dados reais são apresentados para avaliar o desempenho desses modelos na presença de observações discrepantes. A primeira aplicação refere-se ao estudo do desenvolvimento humano e da criminalidade nos municípios do Ceará, Brasil. A segunda aplicação aborda o desempenho educacional nos condados da Geórgia, EUA. Por fim, um pacote em R foi desenvolvido para disponibilizar a aplicação prática dos resultados teóricos obtidos nesta tese.FACEPEThe use of the classic regression model in spatial data context may lead to misinterpretations because it do not consider geospatial information. In this instance, the application of geographically weighted models to study spatial nonstationarity of the regression parameters it is a very attractive alternative. However, these models are often sensitive in a presence of outliers. In this work, we develop extensions of the geographically weighted regression using the elliptical distribution family for the assumption of random errors. The use of this distribution family allows to fit a less sensitive model in the presence of outliers, since it covers distributions with heavier tails than normal. Specifically, we consider the use of the normal, t-Student, power exponential, Cauchy, types I and II logistics, generalized t-Student, generalized logistic, and contamined normal distributions. Methods based on the Fisher score and backfitting algorithms are proposed to estimate the models parameters. In addition, we describe residuals analysis and diagnostic measures based on the global and local influence approach. Simulation studies under different scenarios and practical applications with two real datasets are presented to evaluate the performance of these models in the presence of outliers. The first application refers to the study of human development and crime in the municipalities of Ceará, Brazil. The second application addresses educational performance in the counties of Georgia, USA. A package in R was developed for the practical application of the theoretical results obtained in this thesis.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em EstatisticaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessEstatística aplicadaModelos de regressãoModelos de regressão elípticos geograficamente ponderadosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPECC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40913/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTTESE Yuri Alves de Araujo.pdf.txtTESE Yuri Alves de Araujo.pdf.txtExtracted texttext/plain294737https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40913/4/TESE%20Yuri%20Alves%20de%20Araujo.pdf.txt6b79bb6f3dfae31254069efbe18bdbaaMD54THUMBNAILTESE Yuri Alves de Araujo.pdf.jpgTESE Yuri Alves de Araujo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1247https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40913/5/TESE%20Yuri%20Alves%20de%20Araujo.pdf.jpg8e2ef983f3a0037015b2d57401ebd8b0MD55ORIGINALTESE Yuri Alves de Araujo.pdfTESE Yuri Alves de Araujo.pdfapplication/pdf12632779https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40913/1/TESE%20Yuri%20Alves%20de%20Araujo.pdf12f2bd40bc8fde824321ea72beeb9a02MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82310https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/40913/3/license.txtbd573a5ca8288eb7272482765f819534MD53123456789/409132021-08-11 02:14:09.637oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212021-08-11T05:14:09Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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