lme4 o altro codice pacchetto R open source equivalente a asreml-R


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Voglio adattare il modello misto usando lme4, nlme, pacchetto di regressione baysian o qualsiasi altro disponibile.

Modello misto in convenzioni di codifica Asreml-R

prima di entrare nei dettagli, potremmo voler avere dettagli sulle convenzioni asreml-R, per coloro che non hanno familiarità con i codici ASREML.

y = Xτ + Zu + e ........................(1) ; 

il solito modello misto con, y indica il vettore n × 1 di osservazioni, dove τ è il vettore p × 1 degli e ff fissi, X è una matrice di disegno n × p del rango di colonna completo che associa le osservazioni alla combinazione appropriata di e ff fissi , u è il vettore q × 1 di e random casuali, Z è la matrice di progettazione n × q che associa le osservazioni alla combinazione appropriata di e random etti casuali, e e è il vettore n × 1 di errori residui. Il modello (1) è chiamato un modello lineare misto o un modello lineare misto di ff ecti. Si presume

inserisci qui la descrizione dell'immagine

dove le matrici G e R sono funzioni dei parametri γ e φ, rispettivamente.

Il parametro θ è un parametro di varianza che chiameremo parametro di scala.

Nei modelli a mixed ecti misti con più di una varianza residua, ad esempio nell'analisi di dati con più di una sezione o variabile, il parametro θ è fissato a uno. Nei modelli misti ff ecti con una varianza residua singola, allora θ è uguale alla varianza residua (σ2). In questo caso R deve essere una matrice di correlazione. Ulteriori dettagli sui modelli sono forniti nel manuale di Asreml (link) .

Strutture di varianza per gli errori: struttura R e strutture di varianza per gli effetti casuali: strutture G possono essere specificate.

inserisci qui la descrizione dell'immagineinserisci qui la descrizione dell'immagine

modellazione della varianza in asreml () è importante comprendere la formazione di strutture di varianza tramite prodotti diretti. Il solito presupposto dei minimi quadrati (e il valore predefinito in asreml ()) è che questi sono distribuiti in modo indipendente e identico (IID). Tuttavia, se i dati provenissero da un esperimento sul campo disposto in una matrice rettangolare di r righe per c colonne, diciamo, potremmo organizzare i residui e come una matrice e potenzialmente considerare che fossero autocorrelati all'interno di righe e colonne. un vettore in ordine di campo, ovvero ordinando le righe dei residui all'interno delle colonne (grafici nei blocchi) la varianza dei residui potrebbe essere

inserisci qui la descrizione dell'immagine inserisci qui la descrizione dell'immaginesono matrici di correlazione per il modello di riga (ordine r, parametro di autocorrelazione ½r) e il modello di colonna (ordine c, parametro di autocorrelazione ½c) rispettivamente. Più specificamente, una struttura spaziale autoregressiva separabile bidimensionale (AR1 x AR1) viene talvolta assunta per gli errori comuni in un'analisi di prova sul campo.

I dati di esempio:

nin89 proviene dalla libreria asreml-R, dove sono state coltivate diverse varianti in repliche / blocchi in campo rettangolare. Per controllare la variabilità aggiuntiva nella direzione di riga o colonna, ogni grafico viene indicato come variabile di riga e colonna (design della colonna di riga). Pertanto, questa colonna di design di riga con blocco. La resa è misurata variabile.

Esempi di modelli

Ho bisogno di qualcosa di equivalente ai codici asreml-R:

La sintassi del modello semplice sarà simile alla seguente:

 rcb.asr <- asreml(yield  Variety, random =  Replicate, data = nin89)  
 .....model 0

Il modello lineare è specificato negli argomenti fisso (obbligatorio), casuale (opzionale) e rcov (componente di errore) come oggetti formula. Il valore predefinito è un termine di errore semplice e non è necessario specificarlo formalmente per il termine di errore come nel modello 0 .

qui la varietà ha effetto fisso e casuale è replicati (blocchi). Oltre ai termini casuali e fissi possiamo specificare il termine di errore. Quale è il valore predefinito in questo modello 0. Il componente residuo o di errore del modello viene specificato in un oggetto formula tramite l'argomento rcov, vedere i seguenti modelli 1: 4.

Il seguente modello 1 è più complesso in cui sono specificate sia la struttura G (casuale) che R (errore).

Modello 1:

data(nin89)


 # Model 1: RCB analysis with G and R structure
     rcb.asr <- asreml(yield ~ Variety, random = ~ idv(Replicate), 
      rcov = ~ idv(units), data = nin89)

Questo modello è equivalente al precedente modello 0 e introduce l'uso del modello di varianza G e R. Qui l'opzione random e rcov specifica le formule random e rcov per specificare esplicitamente le strutture G e R. dove idv () è la funzione del modello speciale in asreml () che identifica il modello di varianza. L'espressione idv (unità) imposta esplicitamente la matrice di varianza per e su un'identità in scala.

# Modello 2: modello spaziale bidimensionale con correlazione in una direzione

  sp.asr <- asreml(yield ~ Variety, rcov = ~ Column:ar1(Row), data = nin89)

le unità sperimentali del 1989 sono indicizzate per colonna e riga. Quindi ci aspettiamo una variazione casuale in due direzioni: riga e colonna in questo caso. dove ar1 () è una funzione speciale che specifica un modello di varianza autoregressivo del primo ordine per Row. Questa chiamata specifica una struttura spaziale bidimensionale per errore ma con correlazione spaziale solo nella direzione della riga. Il modello di varianza per Column è identità (id ()) ma non è necessario che sia specificato formalmente in quanto predefinito.

# modello 3: modello spaziale bidimensionale, struttura dell'errore in entrambe le direzioni

 sp.asr <- asreml(yield ~ Variety, rcov = ~ ar1(Column):ar1(Row),  
 data = nin89)
sp.asr <- asreml(yield ~ Variety, random = ~ units, 
 rcov = ~ ar1(Column):ar1(Row), data = nin89)

simile al precedente modello 2, tuttavia la correlazione è bidirezionale - autoregressiva.

Non sono sicuro di quanti di questi modelli siano possibili con i pacchetti R open source. Anche se la soluzione di uno di questi modelli sarà di grande aiuto. Anche se il bouty di +50 può stimolare lo sviluppo di tale pacchetto sarà di grande aiuto!

Vedere MAYSaseen ha fornito output di ciascun modello e dati (come risposta) per il confronto.

Modifiche: Di seguito è riportato il suggerimento che ho ricevuto nel forum di discussione sui modelli misti: "Potresti esaminare i pacchetti regressivo e spaziale di David Clifford. Il primo consente di adattare modelli misti (gaussiani) in cui è possibile specificare la struttura della matrice di covarianza in modo molto flessibile (ad esempio, l'ho usato per i dati genealogici). Il pacchetto spatialCovariance utilizza regress per fornire modelli più elaborati di AR1xAR1, ma potrebbe essere applicabile. Potrebbe essere necessario corrispondere all'autore per applicarlo al problema esatto. "


Sono abbastanza sicuro che i modelli 2-4 non sono possibili in lme4. Puoi (a) dirci perché devi farlo lme4piuttosto che asreml-R(b) prendere in considerazione la possibilità di pubblicare post in r-sig-mixed-modelscui vi sono competenze più rilevanti?
Ben Bolker,

l'idea di base è che asreml-R richiede una licenza (almeno per gli utenti dei paesi sviluppati), se è possibile in lme4 o altri pacchetti di modelli misti che sarebbe fantastico ...
Giovanni

Penso che questo non sarà facile. Penso che la tua scommessa migliore potrebbe essere quella di definire un nuovo corStructin nlme(per le correlazioni anisotropiche) ... Sarebbe di aiuto se tu potessi dichiarare brevemente (in parole o equazioni) i modelli statistici corrispondenti a queste affermazioni ASREML, poiché non tutti abbiamo familiarità con Sintassi ASREML ...
Ben Bolker,

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Di seguito sono riportati i commenti nel gruppo di modelli misti: è possibile esaminare i pacchetti regressivo e spaziale di David Clifford. Il primo consente di adattare modelli misti (gaussiani) in cui è possibile specificare la struttura della matrice di covarianza in modo molto flessibile (ad esempio, l'ho usato per i dati genealogici). Il pacchetto spatialCovariance utilizza regress per fornire modelli più elaborati di AR1xAR1, ma può essere applicabile. Potrebbe essere necessario corrispondere all'autore per applicarlo al problema esatto.
Giovanni,

1
se ne avrò la possibilità, proverò ad affrontare il più possibile questo, ma francamente potrei non riuscirci, ho molto nel mio piatto. Esaminare i pacchetti che David Clifford ha suggerito sembra un'ottima idea - forse puoi risolvere il tuo problema in quel modo ... Sono abbastanza sicuro che il modello 1 possa essere fatto MCMCglmm, e sono abbastanza sicuro che (oltre a il spatialCovariancecitato, con cui non ho familiarità) l'unico modo per farlo in R è definire nuove corStructs - che è possibile, ma non banale.
Ben Bolker,

Risposte:


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È possibile adattare questo modello con AD Model Builder. AD Model Builder è un software gratuito per la creazione di modelli generali non lineari, inclusi modelli generali di effetti casuali non lineari. Ad esempio, potresti adattare un modello spaziale binomiale negativo in cui sia la media che la dispersione eccessiva avevano una struttura ar (1) x ar (1). Ho creato il codice per questo esempio e adattato ai dati. Se qualcuno è interessato, probabilmente è meglio discuterne sulla lista su http://admb-project.org

Nota: esiste una versione R di ADMB, ma le funzionalità disponibili nel pacchetto R sono un sottoinsieme del software ADMB autonomo.

Per questo esempio è più semplice creare un file ASCII con i dati, leggerlo nel programma ADMB, eseguire il programma, quindi leggere nuovamente le stime dei parametri ecc. In R per qualsiasi cosa tu voglia fare.

Dovresti capire che ADMB non è una raccolta di pacchetti, ma piuttosto un linguaggio per scrivere software di stima dei parametri non lineare. Come ho detto prima, è meglio discuterne nell'elenco ADMB in cui tutti conoscono il software. Dopo averlo fatto e aver compreso il modello, puoi pubblicare i risultati qui. Tuttavia, ecco un link ai codici ML e REML che ho messo insieme per i dati sul grano.

http://lists.admb-project.org/pipermail/users/attachments/20111124/448923c8/attachment.zip


Esiste un'interfase R per connettersi con AD Model Builder?
Giovanni

1

Modello 0

ASReml-R

rcb0.asr <- asreml(yield~Variety, random=~Rep, data=nin89, na.method.X="include")
summary(rcb0.asr)
$call
asreml(fixed = yield ~ Variety, random = ~Rep, data = nin89, 
    na.method.X = "include")

$loglik
[1] -454.4691

$nedf
[1] 168

$sigma
[1] 7.041475

$varcomp
                gamma component std.error  z.ratio constraint
Rep!Rep.var 0.1993231  9.882911  8.792829 1.123974   Positive
R!variance  1.0000000 49.582368  5.458839 9.082951   Positive

attr(,"class")
[1] "summary.asreml"

summary(rcb0.asr)$varcomp
                gamma component std.error  z.ratio constraint
Rep!Rep.var 0.1993231  9.882911  8.792829 1.123974   Positive
R!variance  1.0000000 49.582368  5.458839 9.082951   Positive

> anova(rcb0.asr)
Wald tests for fixed effects

Response: yield

Terms added sequentially; adjusted for those above

              Df Sum of Sq Wald statistic Pr(Chisq)    
(Intercept)    1   12001.6        242.054    <2e-16 ***
Variety       55    2387.5         48.152    0.7317    
residual (MS)         49.6                             
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1   1 
> coef(rcb0.asr)$fixed
                    effect
Variety_ARAPAHOE    0.0000
Variety_BRULE      -3.3625
Variety_BUCKSKIN   -3.8750
Variety_CENTURA    -7.7875
Variety_CENTURK78   0.8625
Variety_CHEYENNE   -1.3750
Variety_CODY       -8.2250
Variety_COLT       -2.4375
Variety_GAGE       -4.9250
Variety_HOMESTEAD  -1.8000
Variety_KS831374   -5.3125
Variety_LANCER     -0.8750
Variety_LANCOTA    -2.8875
Variety_NE83404    -2.0500
Variety_NE83406    -5.1625
Variety_NE83407    -6.7500
Variety_NE83432    -9.7125
Variety_NE83498     0.6875
Variety_NE83T12    -7.8750
Variety_NE84557    -8.9125
Variety_NE85556    -3.0500
Variety_NE85623    -7.7125
Variety_NE86482    -5.1500
Variety_NE86501     1.5000
Variety_NE86503     3.2125
Variety_NE86507    -5.6500
Variety_NE86509    -2.5875
Variety_NE86527    -7.4250
Variety_NE86582    -4.9000
Variety_NE86606     0.3250
Variety_NE86607    -0.1125
Variety_NE86T666   -7.9000
Variety_NE87403    -4.3125
Variety_NE87408    -3.1375
Variety_NE87409    -8.0625
Variety_NE87446    -1.7625
Variety_NE87451    -4.8250
Variety_NE87457    -5.5250
Variety_NE87463    -3.5250
Variety_NE87499    -9.0250
Variety_NE87512    -6.1875
Variety_NE87513    -2.6250
Variety_NE87522    -4.4375
Variety_NE87612    -7.6375
Variety_NE87613    -0.0375
Variety_NE87615    -3.7500
Variety_NE87619     1.8250
Variety_NE87627    -6.2125
Variety_NORKAN     -5.0250
Variety_REDLAND     1.0625
Variety_ROUGHRIDER -8.2500
Variety_SCOUT66    -1.9125
Variety_SIOUXLAND   0.6750
Variety_TAM107     -1.0375
Variety_TAM200     -8.2000
Variety_VONA       -5.8375
(Intercept)        29.4375
> coef(rcb0.asr)$random
          effect
Rep_1  1.8795997
Rep_2  2.8432659
Rep_3 -0.8712739
Rep_4 -3.8515918

lme4

> rcb0.lmer <- lmer(yield~Variety+(1|Rep), data=nin89)
> print(rcb0.lmer, corr=FALSE)
Linear mixed model fit by REML 
Formula: yield ~ Variety + (1 | Rep) 
   Data: nin89 
  AIC  BIC logLik deviance REMLdev
 1334 1532 -608.9     1456    1218
Random effects:
 Groups   Name        Variance Std.Dev.
 Rep      (Intercept)  9.8829  3.1437  
 Residual             49.5824  7.0415  
Number of obs: 224, groups: Rep, 4

Fixed effects:
                  Estimate Std. Error t value
(Intercept)        29.4375     3.8556   7.635
VarietyBRULE       -3.3625     4.9791  -0.675
VarietyBUCKSKIN    -3.8750     4.9791  -0.778
VarietyCENTURA     -7.7875     4.9791  -1.564
VarietyCENTURK78    0.8625     4.9791   0.173
VarietyCHEYENNE    -1.3750     4.9791  -0.276
VarietyCODY        -8.2250     4.9791  -1.652
VarietyCOLT        -2.4375     4.9791  -0.490
VarietyGAGE        -4.9250     4.9791  -0.989
VarietyHOMESTEAD   -1.8000     4.9791  -0.362
VarietyKS831374    -5.3125     4.9791  -1.067
VarietyLANCER      -0.8750     4.9791  -0.176
VarietyLANCOTA     -2.8875     4.9791  -0.580
VarietyNE83404     -2.0500     4.9791  -0.412
VarietyNE83406     -5.1625     4.9791  -1.037
VarietyNE83407     -6.7500     4.9791  -1.356
VarietyNE83432     -9.7125     4.9791  -1.951
VarietyNE83498      0.6875     4.9791   0.138
VarietyNE83T12     -7.8750     4.9791  -1.582
VarietyNE84557     -8.9125     4.9791  -1.790
VarietyNE85556     -3.0500     4.9791  -0.613
VarietyNE85623     -7.7125     4.9791  -1.549
VarietyNE86482     -5.1500     4.9791  -1.034
VarietyNE86501      1.5000     4.9791   0.301
VarietyNE86503      3.2125     4.9791   0.645
VarietyNE86507     -5.6500     4.9791  -1.135
VarietyNE86509     -2.5875     4.9791  -0.520
VarietyNE86527     -7.4250     4.9791  -1.491
VarietyNE86582     -4.9000     4.9791  -0.984
VarietyNE86606      0.3250     4.9791   0.065
VarietyNE86607     -0.1125     4.9791  -0.023
VarietyNE86T666    -7.9000     4.9791  -1.587
VarietyNE87403     -4.3125     4.9791  -0.866
VarietyNE87408     -3.1375     4.9791  -0.630
VarietyNE87409     -8.0625     4.9791  -1.619
VarietyNE87446     -1.7625     4.9791  -0.354
VarietyNE87451     -4.8250     4.9791  -0.969
VarietyNE87457     -5.5250     4.9791  -1.110
VarietyNE87463     -3.5250     4.9791  -0.708
VarietyNE87499     -9.0250     4.9791  -1.813
VarietyNE87512     -6.1875     4.9791  -1.243
VarietyNE87513     -2.6250     4.9791  -0.527
VarietyNE87522     -4.4375     4.9791  -0.891
VarietyNE87612     -7.6375     4.9791  -1.534
VarietyNE87613     -0.0375     4.9791  -0.008
VarietyNE87615     -3.7500     4.9791  -0.753
VarietyNE87619      1.8250     4.9791   0.367
VarietyNE87627     -6.2125     4.9791  -1.248
VarietyNORKAN      -5.0250     4.9791  -1.009
VarietyREDLAND      1.0625     4.9791   0.213
VarietyROUGHRIDER  -8.2500     4.9791  -1.657
VarietySCOUT66     -1.9125     4.9791  -0.384
VarietySIOUXLAND    0.6750     4.9791   0.136
VarietyTAM107      -1.0375     4.9791  -0.208
VarietyTAM200      -8.2000     4.9791  -1.647
VarietyVONA        -5.8375     4.9791  -1.172
> anova(rcb0.lmer)
Analysis of Variance Table
        Df Sum Sq Mean Sq F value
Variety 55 2387.5  43.409  0.8755
> fixef(rcb0.lmer)
      (Intercept)      VarietyBRULE   VarietyBUCKSKIN    VarietyCENTURA 
          29.4375           -3.3625           -3.8750           -7.7875 
 VarietyCENTURK78   VarietyCHEYENNE       VarietyCODY       VarietyCOLT 
           0.8625           -1.3750           -8.2250           -2.4375 
      VarietyGAGE  VarietyHOMESTEAD   VarietyKS831374     VarietyLANCER 
          -4.9250           -1.8000           -5.3125           -0.8750 
   VarietyLANCOTA    VarietyNE83404    VarietyNE83406    VarietyNE83407 
          -2.8875           -2.0500           -5.1625           -6.7500 
   VarietyNE83432    VarietyNE83498    VarietyNE83T12    VarietyNE84557 
          -9.7125            0.6875           -7.8750           -8.9125 
   VarietyNE85556    VarietyNE85623    VarietyNE86482    VarietyNE86501 
          -3.0500           -7.7125           -5.1500            1.5000 
   VarietyNE86503    VarietyNE86507    VarietyNE86509    VarietyNE86527 
           3.2125           -5.6500           -2.5875           -7.4250 
   VarietyNE86582    VarietyNE86606    VarietyNE86607   VarietyNE86T666 
          -4.9000            0.3250           -0.1125           -7.9000 
   VarietyNE87403    VarietyNE87408    VarietyNE87409    VarietyNE87446 
          -4.3125           -3.1375           -8.0625           -1.7625 
   VarietyNE87451    VarietyNE87457    VarietyNE87463    VarietyNE87499 
          -4.8250           -5.5250           -3.5250           -9.0250 
   VarietyNE87512    VarietyNE87513    VarietyNE87522    VarietyNE87612 
          -6.1875           -2.6250           -4.4375           -7.6375 
   VarietyNE87613    VarietyNE87615    VarietyNE87619    VarietyNE87627 
          -0.0375           -3.7500            1.8250           -6.2125 
    VarietyNORKAN    VarietyREDLAND VarietyROUGHRIDER    VarietySCOUT66 
          -5.0250            1.0625           -8.2500           -1.9125 
 VarietySIOUXLAND     VarietyTAM107     VarietyTAM200       VarietyVONA 
           0.6750           -1.0375           -8.2000           -5.8375 
> ranef(rcb0.lmer)
$Rep
  (Intercept)
1   1.8798700
2   2.8436747
3  -0.8713991
4  -3.8521455

NLME

> rcb0.lme <- lme(yield~Variety, random=~1|Rep, data=na.omit(nin89))
> print(rcb0.lme, corr=FALSE)
Linear mixed-effects model fit by REML
  Data: na.omit(nin89) 
  Log-restricted-likelihood: -608.8508
  Fixed: yield ~ Variety 
      (Intercept)      VarietyBRULE   VarietyBUCKSKIN    VarietyCENTURA 
          29.4375           -3.3625           -3.8750           -7.7875 
 VarietyCENTURK78   VarietyCHEYENNE       VarietyCODY       VarietyCOLT 
           0.8625           -1.3750           -8.2250           -2.4375 
      VarietyGAGE  VarietyHOMESTEAD   VarietyKS831374     VarietyLANCER 
          -4.9250           -1.8000           -5.3125           -0.8750 
   VarietyLANCOTA    VarietyNE83404    VarietyNE83406    VarietyNE83407 
          -2.8875           -2.0500           -5.1625           -6.7500 
   VarietyNE83432    VarietyNE83498    VarietyNE83T12    VarietyNE84557 
          -9.7125            0.6875           -7.8750           -8.9125 
   VarietyNE85556    VarietyNE85623    VarietyNE86482    VarietyNE86501 
          -3.0500           -7.7125           -5.1500            1.5000 
   VarietyNE86503    VarietyNE86507    VarietyNE86509    VarietyNE86527 
           3.2125           -5.6500           -2.5875           -7.4250 
   VarietyNE86582    VarietyNE86606    VarietyNE86607   VarietyNE86T666 
          -4.9000            0.3250           -0.1125           -7.9000 
   VarietyNE87403    VarietyNE87408    VarietyNE87409    VarietyNE87446 
          -4.3125           -3.1375           -8.0625           -1.7625 
   VarietyNE87451    VarietyNE87457    VarietyNE87463    VarietyNE87499 
          -4.8250           -5.5250           -3.5250           -9.0250 
   VarietyNE87512    VarietyNE87513    VarietyNE87522    VarietyNE87612 
          -6.1875           -2.6250           -4.4375           -7.6375 
   VarietyNE87613    VarietyNE87615    VarietyNE87619    VarietyNE87627 
          -0.0375           -3.7500            1.8250           -6.2125 
    VarietyNORKAN    VarietyREDLAND VarietyROUGHRIDER    VarietySCOUT66 
          -5.0250            1.0625           -8.2500           -1.9125 
 VarietySIOUXLAND     VarietyTAM107     VarietyTAM200       VarietyVONA 
           0.6750           -1.0375           -8.2000           -5.8375 

Random effects:
 Formula: ~1 | Rep
        (Intercept) Residual
StdDev:     3.14371 7.041475

Number of Observations: 224
Number of Groups: 4 
> anova(rcb0.lme)
            numDF denDF   F-value p-value
(Intercept)     1   165 242.05402  <.0001
Variety        55   165   0.87549  0.7119
> fixef(rcb0.lme)
      (Intercept)      VarietyBRULE   VarietyBUCKSKIN    VarietyCENTURA 
          29.4375           -3.3625           -3.8750           -7.7875 
 VarietyCENTURK78   VarietyCHEYENNE       VarietyCODY       VarietyCOLT 
           0.8625           -1.3750           -8.2250           -2.4375 
      VarietyGAGE  VarietyHOMESTEAD   VarietyKS831374     VarietyLANCER 
          -4.9250           -1.8000           -5.3125           -0.8750 
   VarietyLANCOTA    VarietyNE83404    VarietyNE83406    VarietyNE83407 
          -2.8875           -2.0500           -5.1625           -6.7500 
   VarietyNE83432    VarietyNE83498    VarietyNE83T12    VarietyNE84557 
          -9.7125            0.6875           -7.8750           -8.9125 
   VarietyNE85556    VarietyNE85623    VarietyNE86482    VarietyNE86501 
          -3.0500           -7.7125           -5.1500            1.5000 
   VarietyNE86503    VarietyNE86507    VarietyNE86509    VarietyNE86527 
           3.2125           -5.6500           -2.5875           -7.4250 
   VarietyNE86582    VarietyNE86606    VarietyNE86607   VarietyNE86T666 
          -4.9000            0.3250           -0.1125           -7.9000 
   VarietyNE87403    VarietyNE87408    VarietyNE87409    VarietyNE87446 
          -4.3125           -3.1375           -8.0625           -1.7625 
   VarietyNE87451    VarietyNE87457    VarietyNE87463    VarietyNE87499 
          -4.8250           -5.5250           -3.5250           -9.0250 
   VarietyNE87512    VarietyNE87513    VarietyNE87522    VarietyNE87612 
          -6.1875           -2.6250           -4.4375           -7.6375 
   VarietyNE87613    VarietyNE87615    VarietyNE87619    VarietyNE87627 
          -0.0375           -3.7500            1.8250           -6.2125 
    VarietyNORKAN    VarietyREDLAND VarietyROUGHRIDER    VarietySCOUT66 
          -5.0250            1.0625           -8.2500           -1.9125 
 VarietySIOUXLAND     VarietyTAM107     VarietyTAM200       VarietyVONA 
           0.6750           -1.0375           -8.2000           -5.8375 
> ranef(rcb0.lme)
  (Intercept)
1   1.8795997
2   2.8432659
3  -0.8712739
4  -3.8515918

1

Modello 1

ASReml-R

> rcb.asr <- asreml(yield~Variety, random=~idv(Rep), rcov=~idv(units), data=nin89, na.method.X="include")
> summary(rcb.asr)
$call
asreml(fixed = yield ~ Variety, random = ~idv(Rep), rcov = ~idv(units), 
    data = nin89, na.method.X = "include")

$loglik
[1] -454.4691

$nedf
[1] 168

$sigma
[1] 1

$varcomp
                gamma component std.error  z.ratio constraint
Rep!Rep.var  9.882911  9.882911  8.792823 1.123975   Positive
R!variance   1.000000  1.000000        NA       NA      Fixed
R!units.var 49.582368 49.582368  5.458839 9.082951   Positive

attr(,"class")
[1] "summary.asreml"
> summary(rcb0.asr)$varcomp
                gamma component std.error  z.ratio constraint
Rep!Rep.var 0.1993231  9.882911  8.792829 1.123974   Positive
R!variance  1.0000000 49.582368  5.458839 9.082951   Positive
> anova(rcb.asr)
Wald tests for fixed effects

Response: yield

Terms added sequentially; adjusted for those above

              Df Sum of Sq Wald statistic Pr(Chisq)    
(Intercept)    1   242.054        242.054    <2e-16 ***
Variety       55    48.152         48.152    0.7317    
residual (MS)        1.000                             
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1   1 
> coef(rcb.asr)$fixed
                    effect
Variety_ARAPAHOE    0.0000
Variety_BRULE      -3.3625
Variety_BUCKSKIN   -3.8750
Variety_CENTURA    -7.7875
Variety_CENTURK78   0.8625
Variety_CHEYENNE   -1.3750
Variety_CODY       -8.2250
Variety_COLT       -2.4375
Variety_GAGE       -4.9250
Variety_HOMESTEAD  -1.8000
Variety_KS831374   -5.3125
Variety_LANCER     -0.8750
Variety_LANCOTA    -2.8875
Variety_NE83404    -2.0500
Variety_NE83406    -5.1625
Variety_NE83407    -6.7500
Variety_NE83432    -9.7125
Variety_NE83498     0.6875
Variety_NE83T12    -7.8750
Variety_NE84557    -8.9125
Variety_NE85556    -3.0500
Variety_NE85623    -7.7125
Variety_NE86482    -5.1500
Variety_NE86501     1.5000
Variety_NE86503     3.2125
Variety_NE86507    -5.6500
Variety_NE86509    -2.5875
Variety_NE86527    -7.4250
Variety_NE86582    -4.9000
Variety_NE86606     0.3250
Variety_NE86607    -0.1125
Variety_NE86T666   -7.9000
Variety_NE87403    -4.3125
Variety_NE87408    -3.1375
Variety_NE87409    -8.0625
Variety_NE87446    -1.7625
Variety_NE87451    -4.8250
Variety_NE87457    -5.5250
Variety_NE87463    -3.5250
Variety_NE87499    -9.0250
Variety_NE87512    -6.1875
Variety_NE87513    -2.6250
Variety_NE87522    -4.4375
Variety_NE87612    -7.6375
Variety_NE87613    -0.0375
Variety_NE87615    -3.7500
Variety_NE87619     1.8250
Variety_NE87627    -6.2125
Variety_NORKAN     -5.0250
Variety_REDLAND     1.0625
Variety_ROUGHRIDER -8.2500
Variety_SCOUT66    -1.9125
Variety_SIOUXLAND   0.6750
Variety_TAM107     -1.0375
Variety_TAM200     -8.2000
Variety_VONA       -5.8375
(Intercept)        29.4375
> coef(rcb.asr)$random
          effect
Rep_1  1.8795997
Rep_2  2.8432658
Rep_3 -0.8712738
Rep_4 -3.8515916

NLME

Vedi il trucco

> nin89$Int <- 1
> rcb.lme <- lme(yield~Variety, random=list(Int=pdIdent(~Rep-1)), data=na.omit(nin89))
> print(rcb.lme, corr=FALSE)
Linear mixed-effects model fit by REML
  Data: na.omit(nin89) 
  Log-restricted-likelihood: -608.8508
  Fixed: yield ~ Variety 
      (Intercept)      VarietyBRULE   VarietyBUCKSKIN    VarietyCENTURA 
          29.4375           -3.3625           -3.8750           -7.7875 
 VarietyCENTURK78   VarietyCHEYENNE       VarietyCODY       VarietyCOLT 
           0.8625           -1.3750           -8.2250           -2.4375 
      VarietyGAGE  VarietyHOMESTEAD   VarietyKS831374     VarietyLANCER 
          -4.9250           -1.8000           -5.3125           -0.8750 
   VarietyLANCOTA    VarietyNE83404    VarietyNE83406    VarietyNE83407 
          -2.8875           -2.0500           -5.1625           -6.7500 
   VarietyNE83432    VarietyNE83498    VarietyNE83T12    VarietyNE84557 
          -9.7125            0.6875           -7.8750           -8.9125 
   VarietyNE85556    VarietyNE85623    VarietyNE86482    VarietyNE86501 
          -3.0500           -7.7125           -5.1500            1.5000 
   VarietyNE86503    VarietyNE86507    VarietyNE86509    VarietyNE86527 
           3.2125           -5.6500           -2.5875           -7.4250 
   VarietyNE86582    VarietyNE86606    VarietyNE86607   VarietyNE86T666 
          -4.9000            0.3250           -0.1125           -7.9000 
   VarietyNE87403    VarietyNE87408    VarietyNE87409    VarietyNE87446 
          -4.3125           -3.1375           -8.0625           -1.7625 
   VarietyNE87451    VarietyNE87457    VarietyNE87463    VarietyNE87499 
          -4.8250           -5.5250           -3.5250           -9.0250 
   VarietyNE87512    VarietyNE87513    VarietyNE87522    VarietyNE87612 
          -6.1875           -2.6250           -4.4375           -7.6375 
   VarietyNE87613    VarietyNE87615    VarietyNE87619    VarietyNE87627 
          -0.0375           -3.7500            1.8250           -6.2125 
    VarietyNORKAN    VarietyREDLAND VarietyROUGHRIDER    VarietySCOUT66 
          -5.0250            1.0625           -8.2500           -1.9125 
 VarietySIOUXLAND     VarietyTAM107     VarietyTAM200       VarietyVONA 
           0.6750           -1.0375           -8.2000           -5.8375 

Random effects:
 Formula: ~Rep - 1 | Int
 Structure: Multiple of an Identity
           Rep1    Rep2    Rep3    Rep4 Residual
StdDev: 3.14371 3.14371 3.14371 3.14371 7.041475

Number of Observations: 224
Number of Groups: 1 
> anova(rcb.lme)
            numDF denDF   F-value p-value
(Intercept)     1   168 242.05402  <.0001
Variety        55   168   0.87549  0.7121
> fixef(rcb.lme)
      (Intercept)      VarietyBRULE   VarietyBUCKSKIN    VarietyCENTURA 
          29.4375           -3.3625           -3.8750           -7.7875 
 VarietyCENTURK78   VarietyCHEYENNE       VarietyCODY       VarietyCOLT 
           0.8625           -1.3750           -8.2250           -2.4375 
      VarietyGAGE  VarietyHOMESTEAD   VarietyKS831374     VarietyLANCER 
          -4.9250           -1.8000           -5.3125           -0.8750 
   VarietyLANCOTA    VarietyNE83404    VarietyNE83406    VarietyNE83407 
          -2.8875           -2.0500           -5.1625           -6.7500 
   VarietyNE83432    VarietyNE83498    VarietyNE83T12    VarietyNE84557 
          -9.7125            0.6875           -7.8750           -8.9125 
   VarietyNE85556    VarietyNE85623    VarietyNE86482    VarietyNE86501 
          -3.0500           -7.7125           -5.1500            1.5000 
   VarietyNE86503    VarietyNE86507    VarietyNE86509    VarietyNE86527 
           3.2125           -5.6500           -2.5875           -7.4250 
   VarietyNE86582    VarietyNE86606    VarietyNE86607   VarietyNE86T666 
          -4.9000            0.3250           -0.1125           -7.9000 
   VarietyNE87403    VarietyNE87408    VarietyNE87409    VarietyNE87446 
          -4.3125           -3.1375           -8.0625           -1.7625 
   VarietyNE87451    VarietyNE87457    VarietyNE87463    VarietyNE87499 
          -4.8250           -5.5250           -3.5250           -9.0250 
   VarietyNE87512    VarietyNE87513    VarietyNE87522    VarietyNE87612 
          -6.1875           -2.6250           -4.4375           -7.6375 
   VarietyNE87613    VarietyNE87615    VarietyNE87619    VarietyNE87627 
          -0.0375           -3.7500            1.8250           -6.2125 
    VarietyNORKAN    VarietyREDLAND VarietyROUGHRIDER    VarietySCOUT66 
          -5.0250            1.0625           -8.2500           -1.9125 
 VarietySIOUXLAND     VarietyTAM107     VarietyTAM200       VarietyVONA 
           0.6750           -1.0375           -8.2000           -5.8375 
> ranef(rcb.lme)
    Rep1     Rep2       Rep3      Rep4
1 1.8796 2.843266 -0.8712739 -3.851592

1

Modello 2

ASReml-R

sp1.asr <- asreml(yield~Variety, rcov=~Column:ar1(Row), data=nin89, na.method.X="include")

> summary(sp1.asr)
$call
asreml(fixed = yield ~ Variety, rcov = ~Column:ar1(Row), data = nin89, 
    na.method.X = "include")

$loglik
[1] -408.1412

$nedf
[1] 168

$sigma
[1] 7.975127

$varcomp
               gamma  component  std.error   z.ratio    constraint
R!variance 1.0000000 63.6026561 11.3182328  5.619486      Positive
R!Row.cor  0.7795799  0.7795799  0.0406026 19.200245 Unconstrained

attr(,"class")
[1] "summary.asreml"
> summary(sp1.asr)$varcomp
               gamma  component  std.error   z.ratio    constraint
R!variance 1.0000000 63.6026561 11.3182328  5.619486      Positive
R!Row.cor  0.7795799  0.7795799  0.0406026 19.200245 Unconstrained
> anova(sp1.asr)
Wald tests for fixed effects

Response: yield

Terms added sequentially; adjusted for those above

              Df Sum of Sq Wald statistic Pr(Chisq)    
(Intercept)    1   24604.3         386.84 < 2.2e-16 ***
Variety       55    7974.4         125.38 2.048e-07 ***
residual (MS)         63.6                             
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1   1 
> coef(sp1.asr)$fixed
                        effect
Variety_ARAPAHOE     0.0000000
Variety_BRULE       -2.4048816
Variety_BUCKSKIN     7.8064972
Variety_CENTURA     -1.6997427
Variety_CENTURK78   -1.3829446
Variety_CHEYENNE    -1.1113084
Variety_CODY        -6.7461911
Variety_COLT        -1.7963394
Variety_GAGE        -3.4539524
Variety_HOMESTEAD   -5.5877510
Variety_KS831374    -0.8589476
Variety_LANCER      -2.8418476
Variety_LANCOTA     -5.9394801
Variety_NE83404     -3.4112613
Variety_NE83406     -1.9057358
Variety_NE83407     -3.2563922
Variety_NE83432     -5.4594311
Variety_NE83498      0.6446010
Variety_NE83T12     -4.0071361
Variety_NE84557     -4.2005181
Variety_NE85556      1.4836395
Variety_NE85623     -2.7617129
Variety_NE86482     -1.4309381
Variety_NE86501     -2.2287462
Variety_NE86503     -0.4557866
Variety_NE86507     -0.6983418
Variety_NE86509     -3.9215624
Variety_NE86527      0.5294386
Variety_NE86582     -5.4653632
Variety_NE86606     -0.7291575
Variety_NE86607     -0.1265536
Variety_NE86T666   -12.1437291
Variety_NE87403     -7.4623631
Variety_NE87408     -3.3586380
Variety_NE87409     -1.0360336
Variety_NE87446     -4.9030958
Variety_NE87451     -3.2836149
Variety_NE87457     -3.5244583
Variety_NE87463     -3.8427658
Variety_NE87499     -4.6298393
Variety_NE87512     -5.3760809
Variety_NE87513     -5.5656241
Variety_NE87522     -7.6500899
Variety_NE87612     -2.7225851
Variety_NE87613     -0.8793319
Variety_NE87615     -4.0089291
Variety_NE87619      0.7975626
Variety_NE87627    -10.1315147
Variety_NORKAN      -7.1804945
Variety_REDLAND      0.6753066
Variety_ROUGHRIDER  -0.9637487
Variety_SCOUT66      0.7088916
Variety_SIOUXLAND   -1.1998807
Variety_TAM107      -3.7160351
Variety_TAM200      -9.0340942
Variety_VONA        -2.7970689
(Intercept)         28.3487457

NLME

Ci sto lavorando, ma non ho capito. Potrebbe essere qualcosa del genere. Ancora non riusciva a capire come fare rcov=~Column:ar1(Row)connlme

nin89$Int <- 1
sp1.lme <- lme(yield~Variety, random=~1|Int, data=na.omit(nin89))

1

Modello 3

ASReml-R

sp2.asr <- asreml(yield~Variety, rcov=~ar1(Column):ar1(Row), data=nin89, na.method.X="include")

> summary(sp2.asr)
$call
asreml(fixed = yield ~ Variety, rcov = ~ar1(Column):ar1(Row), 
    data = nin89, na.method.X = "include")

$loglik
[1] -399.3238

$nedf
[1] 168

$sigma
[1] 6.978728

$varcomp
                 gamma  component  std.error   z.ratio    constraint
R!variance   1.0000000 48.7026395 7.15527571  6.806536      Positive
R!Column.cor 0.4375045  0.4375045 0.08060227  5.427943 Unconstrained
R!Row.cor    0.6554798  0.6554798 0.05637709 11.626704 Unconstrained

attr(,"class")
[1] "summary.asreml"
> summary(sp2.asr)$varcomp
                 gamma  component  std.error   z.ratio    constraint
R!variance   1.0000000 48.7026395 7.15527571  6.806536      Positive
R!Column.cor 0.4375045  0.4375045 0.08060227  5.427943 Unconstrained
R!Row.cor    0.6554798  0.6554798 0.05637709 11.626704 Unconstrained
> anova(sp2.asr)
Wald tests for fixed effects

Response: yield

Terms added sequentially; adjusted for those above

              Df Sum of Sq Wald statistic Pr(Chisq)    
(Intercept)    1   16165.6         331.93 < 2.2e-16 ***
Variety       55    5961.7         122.41 4.866e-07 ***
residual (MS)         48.7                             
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1   1 
> coef(sp2.asr)$fixed
                         effect
Variety_ARAPAHOE     0.00000000
Variety_BRULE        0.03029321
Variety_BUCKSKIN     8.89207227
Variety_CENTURA     -0.68979639
Variety_CENTURK78    0.16461970
Variety_CHEYENNE     0.50267820
Variety_CODY        -3.26960093
Variety_COLT        -0.51826695
Variety_GAGE        -0.95824999
Variety_HOMESTEAD   -4.57873078
Variety_KS831374     0.27843476
Variety_LANCER      -2.95379384
Variety_LANCOTA     -4.67006598
Variety_NE83404     -1.32290865
Variety_NE83406     -1.66351994
Variety_NE83407     -2.64471830
Variety_NE83432     -4.42828427
Variety_NE83498      1.80418738
Variety_NE83T12     -2.11789109
Variety_NE84557     -2.34685080
Variety_NE85556      2.78001120
Variety_NE85623     -1.42164134
Variety_NE86482     -1.63334029
Variety_NE86501     -2.94339063
Variety_NE86503     -0.95747374
Variety_NE86507      0.46223383
Variety_NE86509     -3.27166458
Variety_NE86527      1.86588098
Variety_NE86582     -3.87940069
Variety_NE86606      0.22753741
Variety_NE86607      0.60702026
Variety_NE86T666   -10.27005825
Variety_NE87403     -7.43945904
Variety_NE87408     -3.10433009
Variety_NE87409      1.29746980
Variety_NE87446     -4.15943316
Variety_NE87451     -1.85324718
Variety_NE87457     -2.31156727
Variety_NE87463     -4.47086114
Variety_NE87499     -1.85909637
Variety_NE87512     -4.06473578
Variety_NE87513     -3.99604937
Variety_NE87522     -5.52109215
Variety_NE87612     -1.95543098
Variety_NE87613     -0.83160454
Variety_NE87615     -1.92104271
Variety_NE87619      2.98322047
Variety_NE87627     -7.33205188
Variety_NORKAN      -5.78418023
Variety_REDLAND      1.75249392
Variety_ROUGHRIDER  -0.97736288
Variety_SCOUT66      2.13126094
Variety_SIOUXLAND   -2.54195346
Variety_TAM107      -1.59083563
Variety_TAM200      -6.54229161
Variety_VONA        -1.52728371
(Intercept)         27.04285175

NLME

Ci sto lavorando, ma non ho capito. Potrebbe essere qualcosa del genere. Ancora non riusciva a capire come fare rcov=~ar1(Column):ar1(Row)connlme

nin89$Int <- 1
sp1.lme <- lme(yield~Variety, random=~1|Int, data=na.omit(nin89))

Non sono riuscito a capire come adattarmi a Model 2 e 3 nlme. Ci sto lavorando e aggiornerò la risposta una volta terminato. Ma ho incluso l'output ASReml-Rdi Model 2 e 3 a scopo di confronto. Kevin ha una buona esperienza nell'analisi di tali modelli e Ben Bolker ha una meravigliosa autorità su Mixed Models. Spero che possano aiutarci sui modelli 2 e 3.

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