生物量模型模型评价指标
在Parresol(1999)对生物量模型所做的综述中,推荐了一系列评价模型拟合优度的统计指标,这些指标也可用于不同模型之间的比较。概括起来,用于模型评价和比较的统计指标包括以下7项:
1)确定系数(R2):也称为拟合指数,由总平方和(TSS)和残差平方和(RSS)计算:
R2= (1-7)
2)估计值的标准误(Standard Error of Estimate):根据残差平方和(RSS)按下式计算:
SEE= (1-8)
式中p为模型参数个数。
3)变动系数(Coefficient of Variation):根据SEE按下式计算:
CV= (1-9)
该项统计指标对模型之间的快速比较非常实用。
4)Furnival指数:是Furnival(1961)基于正态似然函数提出的,其一般形式为:
FI=[f’(Y)]-1*RMSE (1-10)
式中f’(Y)是因变量的偏导数,括号表示几何平均,而RMSE(Root Mean Square Error)是拟合方程的均方根误差。指数值FI一般用于不同因变量形式的模型之间的比较(Jayaraman 1999;Samalca 2007)。
5)平均百分标准误(Mean Percent Standard Error):根据每一个估计值的残差按下式计算:
MPSE= (1-11)
平均百分标准误的期望值为0,所以MPSE越小表示模型越精确。
6)百分误差(Percent Error):其计算公式为:
PE= (1-12)
其中α=0.05时自由度为v的χ2值近似为:χ(v)2=0.853+v+1.645(2v-1)1/2。
7)建立预估置信区间所需的信息:通常涉及模型的均方误(MSE)、平方和及交叉产出矩阵,即(X’X)-1或更通用的cov(β)。
曾伟生等(1999)在阐述回归方程的评价指标时,提出除了常用的拟合指标之外,还要用到总相对误差TRE、总系统误差TSE(或平均系统误差MSE)、平均相对误差绝对值RMA和预估精度P(或预估误差Ep)4项指标:
TRE= (1-13)
TSE= (1-14)
RAM= (1-15)
P= (1-16dde指标)
或,Ep= (1-17)
其中tα为置信水平α时的t值。
Zianis & Mencuccini(2004)在比较不同预估方程时提出了相对差异指标,平均相对差异(Mean Relative Difference)按以下公式计算:
MRD= (1-18)
该指标与(1-11)式类似,差异主要在分母。
Zabek & Prescott(2006)在建立加拿大BC省沿海地区杂交杨生物量方程时除采用SEE指标外,还提出了平均偏差(Mean Bias)和平均绝对偏差(Mean Absolute Bias)指标,计算公式如下:
MB= (1-19)
MAB= (1-20)
Case & Hall(2008)在建立加拿大中西部地区北方森林通用立木生物量方程时,除采用平均偏差MB指标(也叫平均预估偏差MPB)外,还提出了平均预估误差(Mean Prediction Error)指标,计算公式如下:
MPE= (1-21)
在林木生物量模型评价和比较时,可以全部或部分采用这些指标。
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