種子發芽試驗資料的統計分析模型 - Airiti Library華藝線上圖書館
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在種子發芽試驗裡,種子發芽時間長短常常受到溫度及光照等環境因素的影響,甚至導致部分種子進入休眠狀態,所以假設種子在未來時間裡全部一定都會發芽是不合理的,另一 ...
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來源資料
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碩士班/2017年
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種子發芽試驗資料的統計分析模型
StatisticalAnalysisofSeedGerminationDatafromAgriculturalExperiments
何漢坤
,碩士 指導教授:蔡政安
繁體中文
DOI:
10.6342/NTU201701840
存活分析;種子試驗;治癒模式;最大概似估計法;馬可夫鏈-蒙地卡羅;Survivalanalysis;seedgerminationassays;curemodel;maximumlikelihood;MarkovChain-MonteCarlo
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摘要
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參考文獻
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摘要
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在種子發芽試驗裡,種子發芽時間長短常常受到溫度及光照等環境因素的影響,甚至導致部分種子進入休眠狀態,所以假設種子在未來時間裡全部一定都會發芽是不合理的,另一方面,由於記錄種子發芽的時間點都是間斷的和有限的,因此常見的數據型態為右設限資料和區間設限資料,綜合以上兩點因素,可以使用存活分析(survivalanalysis)裡的治癒模型(curemodel)來分析這類事件發生所需時間(time-to-event)的資料。
在醫學研究中,醫師通常對於某特定或有興趣的疾病想要去研究它,會在一段時間內去觀察被實驗的對象有沒有發生事件(即被實驗的對象有沒有發生有興趣研究的疾病),但實際狀況裡,被實驗的對象又可包含了對疾病免疫的人,即使觀察時間拉的很長,對於這些免疫的人,還是不會發病,而存活分析裡的混合的治癒模式(mixturecuremodel),建構的特色就是對於疾病免疫者在模式裡假設有一部分治癒的比例,再針對非免疫者的發病時間假設服從一個合理的機率分配,所形成的混合模式。
本篇文章主要在治癒模式的架構之下,進一步考慮溫度對於種子休眠比例和發芽時間的影響,並以不同的統計方法,包括最大概似估計法(MLE)和馬可夫鏈-蒙地卡羅(MCMC)估計法來估計模式裡的未知參數。
我們透過模擬研究來比較不同種子發芽模式下參數估計的結果,並以不偏性、標準誤、均方差及區間估計覆蓋率來比較不同的估計方法的好壞。
最後,我們使用R裡〝drc〞這個套件裡的小麥、綠豆、水稻實際種子發芽資料來進行最大概似估計法和馬可夫鏈-蒙地卡羅估計法的比較。
並列摘要
〈TOP〉
Intheseedgerminationandemergenceassays,onefundamentalquestionishowtomeasuretheeffectofexperimentalfactorsontheprocessofgerminationandemergence.Germinatingtimeisoftenaffectedbyenvironmentalfactorssuchastemperatureandlight,evenleadseedstodormant.Itisunrealistictoassumethatallseedswillgerminateinthefuture.Sinceinspectiontimesarefiniteandintermittent,thedatatypeareconsideredasright-censoreddataandinterval-censoreddata.Therefore,wecanusethecuremodelinthesurvivalanalysistoanalyzethiskindoftime-to-eventdata.
Inmedicalresearch,physiciansusuallywanttostudyaparticularorinterestingdiseaseandobserveexperimentalunitsforaperiodoftime.Inreality,somepatientsmaybeimmunizedagainstthedisease.Evenifthemonitoringtimeislongenough,theimmunepersonisstillnotsick.Themajorcharacteristicofmixedcuremodelinsurvivalanalysisisthatthereisacuredfractioninthemodelandthetimeofonsetofnon-immunizedpeopleisassumedtobeareasonableprobabilitydistribution.Thisisthemixedcuremodel.
Inthispaper,theeffectsoftemperatureonthedormancyratioandgerminatingtimeweremainlyconsideredundertheframeworkofthecuremodel.Themaximumlikelihoodestimation(MLE)andMarkovChainMonteCarlo(MCMC)areusedtoestimatetheunknownparametersinthemodel.Wecomparetheresultsofparameterestimationwithdifferentmodelsthroughsimulationstudies,andcomparetheperformancesofdifferentestimationmethodsintermsofbias,standarderror,meansquareerrorandcoverageprobability.Inaddition,weusethedataofwheat,mungbean,andriceinthe"drc"packageofRtocomparethemaximumlikelihoodestimationandtheMarkovChainMonteCarloestimation.
參考文獻
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15
)
〈TOP〉
1.Farewell,V.T.(1982).Theuseofmixturemodelsfortheanalysisofsurvivaldatawithlong-termsurvivors.Biometrics,38,1041-1046.連結:
2.Farewell,V.T.(1986).Mixturemodelsinsurvivalanalysis:Aretheyworththerisk?CanadianJournalofStatistics,14(3),257-262.連結:
3.Kiani,K.&Arasan,J.(2012).Simulationofintervalcensoreddatainmedicalandbiologicalstudies.InternationalJournalofModernPhysics,9,112-118.連結:
5.Maller,R.A.&Zhou,S.(1992).Estimatingtheproportionofimmunesinacensoredsample.Biometrika,79,731-739.連結:
6.Martinez,E.Z.,Achcar,J.A.,Jácome,A.A.&Santos,J.S.(2013).Mixtureandnon-mixturecurefractionmodelsbasedonthegeneralizedmodifiedWeibulldistributionwithanapplicationtogastriccancerdata.ComputerMethodsandProgramsinBiomedicine,112(3),343-355.連結:
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