Analysing non-Gaussian spatial-temporal data requires introducing spatial as well as temporal dependence in generalised linear models through the link function of an exponential family distribution. Unlike in Gaussian likelihoods, inference is considerably encumbered by the inability to analytically integrate out the random effects and reduce the dimension of the parameter space. Iterative estimation algorithms struggle to converge due to the presence of weakly identified parameters. We devise Bayesian inference using predictive stacking that assimilates inference from analytically tractable conditional posterior distributions. We achieve this by expanding upon the Diaconis-Ylvisaker family of conjugate priors and exploiting generalised conjugate multivariate (GCM) distribution theory for exponential families, which enables exact sampling from analytically available posterior distributions conditional upon some process parameters. Subsequently, we assimilate inference over a range of values of these parameters using Bayesian predictive stacking. We evaluate inferential performance on simulated data, compare with full Bayesian inference using Markov chain Monte Carlo (MCMC) and apply our method to analyse spatially-temporally referenced avian count data from the North American Breeding Bird Survey database.


翻译:分析非高斯时空数据需要在广义线性模型中通过指数族分布的联系函数引入空间与时间依赖性。与高斯似然不同,由于无法解析地积分掉随机效应并降低参数空间维度,推断过程受到显著阻碍。弱识别参数的存在导致迭代估计算法难以收敛。我们设计了一种基于预测堆叠的贝叶斯推断方法,该方法通过整合来自解析可处理的条件后验分布的推断结果实现推断。我们通过扩展Diaconis-Ylvisaker共轭先验族,并利用指数族广义共轭多元分布理论达成这一目标,该理论使得在给定某些过程参数的条件下能够从解析可得的后验分布中进行精确采样。随后,我们使用贝叶斯预测堆叠技术整合这些参数在不同取值下的推断结果。我们在模拟数据上评估了推断性能,与采用马尔可夫链蒙特卡洛的全贝叶斯推断进行了比较,并将该方法应用于分析北美繁殖鸟类调查数据库中具有时空参照的鸟类计数数据。

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