Interpretable and predictive models based on high-dimensional data in ecology and evolution
Notice bibliographique
Résumé
The proliferation of high-dimensional data in ecology and evolutionary biology raises the promise of statistical and machine learning models that are highly predictive and interpretable. However, high-dimensional data are commonly burdened with an inherent trade-off: in-sample prediction of outcomes will improve as additional variables are included in the model, but this may come at the cost of poor predictive accuracy and limited generalizability for future or unsampled observations (out-of-sample prediction). To confront this problem of overfitting, sparse models can focus on key variables by correctly placing low weight on unimportant variables. We compared nine methods to quantify their performance in variable selection and prediction using simulated data with different sample sizes, numbers of variables, and strengths of effects. Overfitting was typical for many methods and simulation scenarios. Despite this, in-sample and out-of-sample prediction converged on the true predictive target for simulations with more observations, larger causal effects, and fewer variables. Accurate variable selection to support process-based understanding will be unattainable for many realistic sampling schemes in ecology and evolution. We use our analyses to characterize data attributes for which statistical learning is possible, and illustrate how some sparse methods can achieve predictive accuracy while mitigating and learning the extent of overfitting.
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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 | 0,012 | 0,056 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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 ».