【视频】线性混合效应模型(LMM,Linear Mixed Models)和R语言实现案例(二)

简介: 【视频】线性混合效应模型(LMM,Linear Mixed Models)和R语言实现案例

【视频】线性混合效应模型(LMM,Linear Mixed Models)和R语言实现案例(一)https://developer.aliyun.com/article/1485864


测量斑块长度

这第一个数据集是从Griffith和Sheldon(2001年,《动物行为学》61:987-993)的一篇论文中提取的,他们在两年内对瑞典哥特兰岛上的30只雄性领头鶲的白色额斑进行了测量。该斑块在吸引配偶方面很重要,但其大小每年都有变化。我们在这里的目标是估计斑块长度(毫米)。

读取和检查数据

  • 从文件中读取数据。
  • 查看数据的前几行,看是否正确读取。
  • 创建一个显示两年研究中每只飞鸟的测量对图。可以尝试制作点阵图。是否有证据表明不同年份之间存在着测量变异性?

构建线性混合效应模型

  • 对数据进行线性混合效应模型,将单个鸟类视为随机组。注:对每只鸟的两次测量是在研究的连续年份进行的。为了简单起见,在模型中不包括年份。在R中把它转换成一个字符或因子,这样它就不会被当作一个数字变量。按照下面步骤(2)和(3)所述,用这个模型重新计算可重复性。重复性的解释如何改变?
  • 从保存的lmer对象中提取参数估计值(系数)。检查随机效应的输出。随机变异的两个来源是什么?固定效应指的是什么?
  • 在输出中,检查随机效应的标准差。应该有两个标准差:一个是"(截距)",一个是 "残差"。这是因为混合效应模型有两个随机变异的来源:鸟类内部重复测量的差异,以及鸟类之间额斑长度的真实差异。这两个来源中的哪一个对应于"(截距)",哪一个对应于 "残差"?
  • 同时检查固定效应结果的输出。模型公式中唯一的固定效应是所有长度测量的平均值。它被称为"(截距)",但不要与随机效应的截距相混淆。固定效应输出给了你平均值的估计值和该估计值的标准误差。注意固定效应输出是如何提供均值估计值的,而随机效应输出则提供方差(或标准差)的估计值。
  • 从拟合模型中提取方差分量,估计各年斑块长度的可重复性*。
  • 解释上一步中获得的重复性测量结果。如果你得到的重复性小于1.0,那么个体内测量结果之间的变化来源是什么。仅是测量误差吗?
  • 产生一个残差与拟合值的图。注意到有什么问题?似乎有一个轻微的正向趋势。这不是一个错误,而是最佳线性无偏预测器(BLUPs)"收缩 "的结果。

分析步骤

读取并检查数据。

head(fly)

# 点阵图
chart(patch ~ bird)

# 但显示成对数据的更好方法是用成对的交互图来显示
plot(res=patch, x = year)

# 优化版本
plot(y = patch, x = factor(year), theme_classic)

拟合一个线性混合效应模型。summary()的输出将显示两个随机变异的来源:单个鸟类之间的变异(鸟类截距),以及对同一鸟类进行的重复测量之间的变异(残差)。每个来源都有一个估计的方差和标准差。固定效应只是所有鸟类的平均值--另一个 "截距"。


# 1.混合效应模型
# 2. 参数估计
summary(z)

# 5. 方差分量
VarCorr(z)

# 可重复性
1.11504^2/(1.11504^2 + 0.59833^2)
## \[1\] 0.7764342
# 7.残差与拟合值的关系图
plot(z)

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