Robustness of linear mixed‐effects models to violations of distributional assumptions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Linear mixed‐effects models are powerful tools for analysing complex datasets with repeated or clustered observations, a common data structure in ecology and evolution. Mixed‐effects models involve complex fitting procedures and make several assumptions, in particular about the distribution of residual and random effects. Violations of these assumptions are common in real datasets, yet it is not always clear how much these violations matter to accurate and unbiased estimation. Here we address the consequences of violations in distributional assumptions and the impact of missing random effect components on model estimates. In particular, we evaluate the effects of skewed, bimodal and heteroscedastic random effect and residual variances, of missing random effect terms and of correlated fixed effect predictors. We focus on bias and prediction error on estimates of fixed and random effects. Model estimates were usually robust to violations of assumptions, with the exception of slight upward biases in estimates of random effect variance if the generating distribution was bimodal but was modelled by Gaussian error distributions. Further, estimates for (random effect) components that violated distributional assumptions became less precise but remained unbiased. However, this particular problem did not affect other parameters of the model. The same pattern was found for strongly correlated fixed effects, which led to imprecise, but unbiased estimates, with uncertainty estimates reflecting imprecision. Unmodelled sources of random effect variance had predictable effects on variance component estimates. The pattern is best viewed as a cascade of hierarchical grouping factors. Variances trickle down the hierarchy such that missing higher‐level random effect variances pool at lower levels and missing lower‐level and crossed random effect variances manifest as residual variance. Overall, our results show remarkable robustness of mixed‐effects models that should allow researchers to use mixed‐effects models even if the distributional assumptions are objectively violated. However, this does not free researchers from careful evaluation of the model. Estimates that are based on data that show clear violations of key assumptions should be treated with caution because individual datasets might give highly imprecise estimates, even if they will be unbiased on average across datasets.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,267 | 0,611 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,003 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,006 |
| Bibliométrie | 0,003 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,007 |
| Communication savante | 0,007 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,005 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,007 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».