Analyses

Description : Nous construisons une méthode bayésienne hybride, comprenant un mécanisme de confidentialité différentielle, pour masquer les totaux de comtés du recensement pour un État des États-Unis concernant la superficie d’un produit agricole. Nous utilisons des substituts aux données recueillies au niveau des exploitations agricoles dans le cadre d’un précédent recensement de l’agriculture aux États-Unis pour illustrer notre procédure. Nous utilisons deux modèles bayésiens pour petits domaines (modèle paramétrique et modèle de mélange) afin de tenir compte des comtés de petite taille comportant peu d’exploitations ainsi que de certains comtés de grande superficie. Dans ces modèles, la distribution de Laplace fournit un mécanisme de confidentialité différentielle. Au stade du prétraitement, nous incorporons également les poids du recensement pour former la superficie totale observée, un facteur d’échelle du mécanisme de Laplace pour chaque comté, une transformation par la racine carrée de la superficie totale observée pour éviter des estimations masquées négatives, en particulier pour les petits comtés, ainsi que la règle du pourcentage p et la règle du maximum de trois pour répartir les comtés en comtés supprimés, en comtés non sensibles et en comtés sensibles. En raison des difficultés liées à la spécification et à l’ajustement du budget de confidentialité (un paramètre inconnu), afin d’assurer un équilibre entre la sécurité et l’utilité, nous précisons une distribution a priori pour le budget de confidentialité, où les valeurs ne sont pas précisées, et utilisons l’échantillonneur de Gibbs pour ajuster les modèles hiérarchiques bayésiens. Au stade du post-traitement, nous recourons à l’inférence prédictive bayésienne pour obtenir la superficie masquée des comtés, ce qui comprend un étalonnage afin que le total masqué de l’État corresponde au total observé de l’État. Comme mesure de fiabilité de la procédure bayésienne, nous utilisons les coefficients de variation a posteriori pour les moyennes a posteriori masquées des comtés. Comme mesure d’utilité, nous utilisons les erreurs relatives absolues pour chaque comté, ainsi que d’autres mesures globales. Pour les comtés sensibles, on observe certaines différences entre les deux modèles pour petits domaines, mais les deux sont nettement supérieurs à un modèle pour domaine individuel; le modèle de mélange constitue le meilleur compromis entre la sécurité et l’utilité.

Description : Tout en évitant de préciser la relation paramétrique entre la variable d’étude et les covariables, nous illustrons l’avantage d’inclure une composante spatiale pour mieux tenir compte des covariables dans nos modèles en vue de faire une inférence prédictive bayésienne. Nous traitons chaque combinaison unique de covariables comme une strate individuelle, puis nous utilisons les techniques d’estimation sur petits domaines pour faire une inférence à propos de la population moyenne finie de la variable de réponse continue. Les deux modèles spatiaux utilisés sont le modèle d’autorégression conditionnel et le modèle d’autorégression conditionnelle simple. Nous incluons les effets spatiaux en créant la matrice d’adjacence à partir de la distance de Mahalanobis entre les covariables. Nous démontrons également la façon d’incorporer les poids d’enquête dans les modèles spatiaux en cas de données d’enquête probabiliste. Nous comparons les résultats des deux modèles non spatiaux, à savoir le modèle Scott-Smith et le modèle Battese, Harter et Fuller, aux modèles spatiaux. Nous illustrons la comparaison entre les deux modèles mentionnés et une application au moyen des données sur l’indice de masse corporelle de huit comtés en Californie. Notre but est d’obtenir des strates voisines donnant des prédictions similaires et d’augmenter la différence entre les strates qui ne sont pas voisines. Finalement, l’utilisation des modèles spatiaux montre un regroupement global moindre par rapport aux modèles non spatiaux, ce qui correspond au résultat souhaité.

Description : Nous présentons une nouvelle méthodologie pour réconcilier des estimations des totaux des superficies cultivées au niveau du comté à un total prédéfini au niveau de l’État soumis à des contraintes d’inégalité et à des variances aléatoires dans le modèle de Fay-Herriot. Pour la superficie ensemencée du National Agricultural Statistics Service (NASS), un organisme du ministère de l’Agriculture des États-Unis (USDA), il est nécessaire d’intégrer la contrainte selon laquelle les totaux estimés, dérivés de données d’enquête et d’autres données auxiliaires, ne sont pas inférieurs aux totaux administratifs de la superficie ensemencée préenregistrés par d’autres organismes du USDA, à l’exception de NASS. Ces totaux administratifs sont considérés comme fixes et connus, et cette exigence de cohérence supplémentaire ajoute à la complexité de la réconciliation des estimations au niveau du comté. Une analyse entièrement bayésienne du modèle de Fay-Herriot offre un moyen intéressant d’intégrer les contraintes d’inégalité et de réconciliation et de quantifier les incertitudes qui en résultent, mais l’échantillonnage à partir des densités a posteriori comprend une intégration difficile; des approximations raisonnables doivent être faites. Tout d’abord, nous décrivons un modèle à rétrécissement unique, qui rétrécit les moyennes lorsque l’on suppose que les variances sont connues. Ensuite, nous élargissons ce modèle pour tenir compte du rétrécissement double par l’emprunt d’information dans les moyennes et les variances. Ce modèle élargi comporte deux sources de variation supplémentaire; toutefois, comme nous rétrécissons à la fois les moyennes et les variances, ce second modèle devrait avoir un meilleur rendement sur le plan de la qualité de l’ajustement (fiabilité) et, possiblement, sur le plan de la précision. Les calculs sont difficiles pour les deux modèles, qui sont appliqués à des ensembles de données simulées dont les propriétés ressemblent à celles des cultures de maïs de l’Illinois.

Description :

Lorsque la taille de l’échantillon d’un domaine est faible, le fait d’emprunter des renseignements aux voisins est une technique d’estimation sur petits domaines qui permet d’obtenir des estimations plus fiables. L’un des modèles les plus connus en ce qui concerne l’estimation sur petits domaines est un modèle multinomial hiérarchique de Dirichlet pour les comptes multinomiaux. En raison des caractéristiques naturelles des données, il est pertinent d’émettre une hypothèse sur la restriction d’ordre unimodal dans le cas des espaces de paramètres. Dans notre application, l’indice de masse corporelle est plus susceptible de correspondre à un niveau de surpoids, ce qui signifie que la restriction d’ordre unimodal pourrait être raisonnable. La même restriction d’ordre unimodal pour tous les domaines pourrait être trop forte pour s’avérer dans certains cas. Pour accroître la souplesse, nous ajoutons une incertitude à la restriction d’ordre unimodal. Chaque domaine présentera des tendances unimodaux similaires, sans être identiques. Comme la restriction d’ordre intégrant de l’incertitude augmente la difficulté d’inférence, nous effectuons une comparaison avec les valeurs sommaires a posteriori et la pseudo-vraisemblance marginale logarithmique approximative.

Description :

Dans un article précédent, nous avons élaboré un modèle pour effectuer une inférence sur des proportions de petits domaines en cas de biais de sélection dans lequel les réponses binaires et les probabilités de sélection sont corrélées. Il s’agit du modèle de sélection non ignorable homogène; une sélection non ignorable signifie que les probabilités de sélection et les réponses binaires sont corrélées. Il a été montré que le modèle de sélection non ignorable homogène donne de meilleurs résultats qu’un modèle de sélection ignorable de référence. Toutefois, l’une des limites du modèle de sélection non ignorable homogène réside dans le fait que les distributions des probabilités de sélection sont supposées identiques dans tous les domaines. C’est pourquoi nous introduisons un modèle plus général, le modèle de sélection non ignorable hétérogène, dans lequel les probabilités de sélection ne sont pas distribuées identiquement dans tous les domaines. Nous avons utilisé des méthodes de Monte Carlo par chaînes de Markov pour ajuster les trois modèles. Nous illustrons notre méthodologie et comparons nos modèles à l’aide d’un exemple sur la limitation d’activité sévère de la U.S. National Health Interview Survey (Enquête nationale sur la santé réalisée par interviews aux États-Unis). Nous réalisons également une étude par simulations pour démontrer que notre modèle de sélection non ignorable hétérogène est nécessaire en présence d’un biais de sélection modéré ou fort.

Description :

Les stratégies bayésiennes de regroupement servent à résoudre les problèmes de précision liés aux analyses statistiques des données sur petits domaines. Dans ces cas, les échantillons des sous-populations sont généralement petits, même si la population ne l’est pas nécessairement. Une autre solution consiste à regrouper des données semblables en vue de réduire le nombre de paramètres dans le modèle. De nombreuses enquêtes recueillent des données catégoriques par domaine, lesquelles sont ensuite réunies dans un tableau de contingence. Nous examinons les modèles de regroupement bayésiens hiérarchisés avec une loi a priori de processus de Dirichlet pour analyser les données catégoriques sur de petits domaines. Toutefois, la loi a priori utilisée aux fins de regroupement de ces données entraîne souvent un problème de rétrécissement excessif. Pour corriger le problème, nous séparons les paramètres en effets globaux et locaux. Cette étude porte sur le regroupement de données au moyen d’un processus de Dirichlet. Nous comparons les modèles de regroupement utilisant des données sur la densité minérale osseuse (DMO) tirées de la Third National Health and Nutrition Examination Survey, portant sur la période de 1988 à 1994 aux États-Unis. Nos analyses des données sur la DMO sont effectuées au moyen d’un échantillonneur de Gibbs et d’un échantillonnage par tranche pour effectuer les calculs a posteriori.

Description :

La réconciliation d’estimations de niveau inférieur à des estimations de niveau supérieur est une activité importante au National Agricultural Statistics Service (NASS) du département de l’Agriculture des États-Unis (par exemple, réconcilier les estimations de superficie d’ensemencement en maïs des comtés aux estimations au niveau des États). Nous posons qu’un comté est un petit domaine et employons le modèle initial de Fay-Herriot pour obtenir une méthode bayésienne générale pour réconcilier les estimations des comtés aux estimations des États (constituant la cible). Dans ce cas, nous supposons que les estimations cibles sont connues et dégageons les estimations des comtés avec pour contrainte que leur addition donne la valeur cible. C’est là une réconciliation externe qui a de l’importance pour la statistique officielle, et non seulement pour les données du NASS, et on le rencontre plus généralement dans les estimations sur petits domaines. Il est possible de réconcilier de telles estimations en « supprimant » un des comtés (habituellement le dernier) de manière à intégrer la contrainte de réconciliation au modèle. Il est tout aussi vrai cependant que les estimations peuvent changer selon le comté qui est supprimé au moment d’inclure la contrainte dans le modèle. Dans la présente étude, nous accordons à chaque petit domaine une chance de suppression et parlons pour toute cette procédure de méthode de réconciliation par suppression aléatoire. Nous démontrons empiriquement que les estimations accusent des différences selon le comté supprimé et qu’il existe des différences entre ces estimations et celles obtenues par suppression aléatoire. Ces différences peuvent être jugées petites, mais il est hautement logique de procéder par suppression aléatoire; aucun comté n’a alors droit à un traitement préférentiel et nous observons également une modeste hausse de la précision par rapport à une réconciliation avec suppression du dernier petit domaine.

Description :

Nous utilisons une méthode bayésienne pour inférer sur une proportion dans une population finie quand des données binaires sont recueillies selon un plan d’échantillonnage double sur des petits domaines. Le plan d’échantillonnage double correspond à un plan d’échantillonnage en grappes à deux degrés dans chaque domaine. Un modèle bayésien hiérarchique établi antérieurement suppose que, pour chaque domaine, les réponses binaires de premier degré suivent des lois de Bernoulli indépendantes et que les probabilités suivent des lois bêta paramétrisées par une moyenne et un coefficient de corrélation. La moyenne varie selon le domaine, tandis que la corrélation est la même dans tous les domaines. En vue d’accroître la flexibilité de ce modèle, nous l’avons étendu afin de permettre aux corrélations de varier. Les moyennes et les corrélations suivent des lois bêta indépendantes. Nous donnons à l’ancien modèle le nom de modèle homogène et au nouveau, celui de modèle hétérogène. Tous les hyperparamètres possèdent des distributions a priori non informatives appropriées. Une complication supplémentaire tient au fait que certains paramètres sont faiblement identifiés, ce qui rend difficile l’utilisation d’un échantillonneur de Gibbs classique pour les calculs. Donc, nous avons imposé des contraintes unimodales sur les distributions bêta a priori et utilisé un échantillonneur de Gibbs par blocs pour effectuer les calculs. Nous avons comparé les modèles hétérogène et homogène au moyen d’un exemple et d’une étude en simulation. Comme il fallait s’y attendre, le modèle double avec corrélations hétérogènes est celui qui est privilégié.

Description :

Nous étudions le problème de la non-réponse non ignorable dans un tableau de contingence bidimensionnel qui peut être créé individuellement pour plusieurs petits domaines en présence de non-réponse partielle ainsi que totale. En général, le fait de prendre en considération les deux types de non-réponse dans les données sur les petits domaines accroît considérablement la complexité de l'estimation des paramètres du modèle. Dans le présent article, nous conceptualisons le tableau complet des données pour chaque domaine comme étant constitué d'un tableau contenant les données complètes et de trois tableaux supplémentaires pour les données de ligne manquantes, les données de colonne manquantes et les données de ligne et de colonne manquantes, respectivement. Dans des conditions de non-réponse non ignorable, les probabilités totales de cellule peuvent varier en fonction du domaine, de la cellule et de ces trois types de « données manquantes ». Les probabilités de cellule sous-jacentes (c'est-à-dire celles qui s'appliqueraient s'il était toujours possible d'obtenir une classification complète) sont produites pour chaque domaine à partir d'une loi commune et leur similarité entre les domaines est quantifiée paramétriquement. Notre approche est une extension de l'approche de sélection sous non-réponse non ignorable étudiée par Nandram et Choi (2002a, b) pour les données binaires ; cette extension crée une complexité supplémentaire qui découle de la nature multivariée des données et de la structure des petits domaines. Comme dans les travaux antérieurs, nous utilisons un modèle d'extension centré sur un modèle de non-réponse ignorable de sorte que la probabilité totale de cellule dépend de la catégorie qui représente la réponse. Notre étude s'appuie sur des modèles hiérarchiques bayésiens et des méthodes Monte Carlo par chaîne de Markov pour l'inférence a posteriori. Nous nous servons de données provenant de la troisième édition de la National Health and Nutrition Examination Survey pour illustrer les modèles et les méthodes.

Description :

De nombreuses enquêtes par sondage comprennent des questions suscitant une réponse binaire (par exemple, obèse, non obèse) pour un certain nombre de petits domaines. Une inférence est requise au sujet de la probabilité d'une réponse positive (par exemple obèse) dans chaque domaine, la probabilité étant la même pour tous les individus dans chaque domaine et différente entre les domaines. Étant donné le peu de données dans les domaines, les estimateurs directs ne sont pas fiables et il est nécessaire d'utiliser des données provenant d'autres domaines pour améliorer l'inférence pour un domaine particulier. Essentiellement, il est supposé a priori que les domaines sont similaires, si bien que le choix d'un modèle hiérarchique bayésien, le modèle bêta-binomial standard, est naturel. L'innovation tient au fait qu'un praticien peut disposer d'information a priori supplémentaire qui est nécessaire au sujet d'une combinaison linéaire des probabilités. Par exemple, une moyenne pondérée des probabilités est un paramètre, et l'information peut être obtenue au sujet de ce paramètre, ce qui rend le paradigme bayésien approprié. Nous avons modifié le modèle bêta-binomial standard pour petits domaines afin d'y intégrer l'information a priori sur la combinaison linéraire des probabilités, que nous appelons une contrainte. Donc, il existe trois cas. Le practicien a) ne spécifie pas de contrainte, b) spécifie une contrainte et le paramètre entièrement et c) spécifie une contrainte et l'information qui peut être utilisée pour construire une loi a priori pour le paramètre. L'échantillonneur de Gibbs « griddy » est utilisé pour ajuster les modèles. Pour illustrer notre méthode, nous prenons l'exemple de l'obésité chez les enfants dans la National Health and Nutrition Examination Survey dans laquelle les petits domaines sont formés par croisement de l'école (cycle secondaire inférieur ou supérieur), de l'etnicité (blanche, noire, mexicaine) et du sexe (masculin, féminin). Nous procédons à une étude en simulation pour évaluer certaines caractéristiques statistiques de notre méthode. Nous avons montré que le gain de précision au-delà de (a) est dans l'ordre où (b) est plus grand que (c).

Description : Nous construisons une méthode bayésienne hybride, comprenant un mécanisme de confidentialité différentielle, pour masquer les totaux de comtés du recensement pour un État des États-Unis concernant la superficie d’un produit agricole. Nous utilisons des substituts aux données recueillies au niveau des exploitations agricoles dans le cadre d’un précédent recensement de l’agriculture aux États-Unis pour illustrer notre procédure. Nous utilisons deux modèles bayésiens pour petits domaines (modèle paramétrique et modèle de mélange) afin de tenir compte des comtés de petite taille comportant peu d’exploitations ainsi que de certains comtés de grande superficie. Dans ces modèles, la distribution de Laplace fournit un mécanisme de confidentialité différentielle. Au stade du prétraitement, nous incorporons également les poids du recensement pour former la superficie totale observée, un facteur d’échelle du mécanisme de Laplace pour chaque comté, une transformation par la racine carrée de la superficie totale observée pour éviter des estimations masquées négatives, en particulier pour les petits comtés, ainsi que la règle du pourcentage p et la règle du maximum de trois pour répartir les comtés en comtés supprimés, en comtés non sensibles et en comtés sensibles. En raison des difficultés liées à la spécification et à l’ajustement du budget de confidentialité (un paramètre inconnu), afin d’assurer un équilibre entre la sécurité et l’utilité, nous précisons une distribution a priori pour le budget de confidentialité, où les valeurs ne sont pas précisées, et utilisons l’échantillonneur de Gibbs pour ajuster les modèles hiérarchiques bayésiens. Au stade du post-traitement, nous recourons à l’inférence prédictive bayésienne pour obtenir la superficie masquée des comtés, ce qui comprend un étalonnage afin que le total masqué de l’État corresponde au total observé de l’État. Comme mesure de fiabilité de la procédure bayésienne, nous utilisons les coefficients de variation a posteriori pour les moyennes a posteriori masquées des comtés. Comme mesure d’utilité, nous utilisons les erreurs relatives absolues pour chaque comté, ainsi que d’autres mesures globales. Pour les comtés sensibles, on observe certaines différences entre les deux modèles pour petits domaines, mais les deux sont nettement supérieurs à un modèle pour domaine individuel; le modèle de mélange constitue le meilleur compromis entre la sécurité et l’utilité.

Description : Tout en évitant de préciser la relation paramétrique entre la variable d’étude et les covariables, nous illustrons l’avantage d’inclure une composante spatiale pour mieux tenir compte des covariables dans nos modèles en vue de faire une inférence prédictive bayésienne. Nous traitons chaque combinaison unique de covariables comme une strate individuelle, puis nous utilisons les techniques d’estimation sur petits domaines pour faire une inférence à propos de la population moyenne finie de la variable de réponse continue. Les deux modèles spatiaux utilisés sont le modèle d’autorégression conditionnel et le modèle d’autorégression conditionnelle simple. Nous incluons les effets spatiaux en créant la matrice d’adjacence à partir de la distance de Mahalanobis entre les covariables. Nous démontrons également la façon d’incorporer les poids d’enquête dans les modèles spatiaux en cas de données d’enquête probabiliste. Nous comparons les résultats des deux modèles non spatiaux, à savoir le modèle Scott-Smith et le modèle Battese, Harter et Fuller, aux modèles spatiaux. Nous illustrons la comparaison entre les deux modèles mentionnés et une application au moyen des données sur l’indice de masse corporelle de huit comtés en Californie. Notre but est d’obtenir des strates voisines donnant des prédictions similaires et d’augmenter la différence entre les strates qui ne sont pas voisines. Finalement, l’utilisation des modèles spatiaux montre un regroupement global moindre par rapport aux modèles non spatiaux, ce qui correspond au résultat souhaité.

Description : Nous présentons une nouvelle méthodologie pour réconcilier des estimations des totaux des superficies cultivées au niveau du comté à un total prédéfini au niveau de l’État soumis à des contraintes d’inégalité et à des variances aléatoires dans le modèle de Fay-Herriot. Pour la superficie ensemencée du National Agricultural Statistics Service (NASS), un organisme du ministère de l’Agriculture des États-Unis (USDA), il est nécessaire d’intégrer la contrainte selon laquelle les totaux estimés, dérivés de données d’enquête et d’autres données auxiliaires, ne sont pas inférieurs aux totaux administratifs de la superficie ensemencée préenregistrés par d’autres organismes du USDA, à l’exception de NASS. Ces totaux administratifs sont considérés comme fixes et connus, et cette exigence de cohérence supplémentaire ajoute à la complexité de la réconciliation des estimations au niveau du comté. Une analyse entièrement bayésienne du modèle de Fay-Herriot offre un moyen intéressant d’intégrer les contraintes d’inégalité et de réconciliation et de quantifier les incertitudes qui en résultent, mais l’échantillonnage à partir des densités a posteriori comprend une intégration difficile; des approximations raisonnables doivent être faites. Tout d’abord, nous décrivons un modèle à rétrécissement unique, qui rétrécit les moyennes lorsque l’on suppose que les variances sont connues. Ensuite, nous élargissons ce modèle pour tenir compte du rétrécissement double par l’emprunt d’information dans les moyennes et les variances. Ce modèle élargi comporte deux sources de variation supplémentaire; toutefois, comme nous rétrécissons à la fois les moyennes et les variances, ce second modèle devrait avoir un meilleur rendement sur le plan de la qualité de l’ajustement (fiabilité) et, possiblement, sur le plan de la précision. Les calculs sont difficiles pour les deux modèles, qui sont appliqués à des ensembles de données simulées dont les propriétés ressemblent à celles des cultures de maïs de l’Illinois.

Description :

Lorsque la taille de l’échantillon d’un domaine est faible, le fait d’emprunter des renseignements aux voisins est une technique d’estimation sur petits domaines qui permet d’obtenir des estimations plus fiables. L’un des modèles les plus connus en ce qui concerne l’estimation sur petits domaines est un modèle multinomial hiérarchique de Dirichlet pour les comptes multinomiaux. En raison des caractéristiques naturelles des données, il est pertinent d’émettre une hypothèse sur la restriction d’ordre unimodal dans le cas des espaces de paramètres. Dans notre application, l’indice de masse corporelle est plus susceptible de correspondre à un niveau de surpoids, ce qui signifie que la restriction d’ordre unimodal pourrait être raisonnable. La même restriction d’ordre unimodal pour tous les domaines pourrait être trop forte pour s’avérer dans certains cas. Pour accroître la souplesse, nous ajoutons une incertitude à la restriction d’ordre unimodal. Chaque domaine présentera des tendances unimodaux similaires, sans être identiques. Comme la restriction d’ordre intégrant de l’incertitude augmente la difficulté d’inférence, nous effectuons une comparaison avec les valeurs sommaires a posteriori et la pseudo-vraisemblance marginale logarithmique approximative.

Description :

Dans un article précédent, nous avons élaboré un modèle pour effectuer une inférence sur des proportions de petits domaines en cas de biais de sélection dans lequel les réponses binaires et les probabilités de sélection sont corrélées. Il s’agit du modèle de sélection non ignorable homogène; une sélection non ignorable signifie que les probabilités de sélection et les réponses binaires sont corrélées. Il a été montré que le modèle de sélection non ignorable homogène donne de meilleurs résultats qu’un modèle de sélection ignorable de référence. Toutefois, l’une des limites du modèle de sélection non ignorable homogène réside dans le fait que les distributions des probabilités de sélection sont supposées identiques dans tous les domaines. C’est pourquoi nous introduisons un modèle plus général, le modèle de sélection non ignorable hétérogène, dans lequel les probabilités de sélection ne sont pas distribuées identiquement dans tous les domaines. Nous avons utilisé des méthodes de Monte Carlo par chaînes de Markov pour ajuster les trois modèles. Nous illustrons notre méthodologie et comparons nos modèles à l’aide d’un exemple sur la limitation d’activité sévère de la U.S. National Health Interview Survey (Enquête nationale sur la santé réalisée par interviews aux États-Unis). Nous réalisons également une étude par simulations pour démontrer que notre modèle de sélection non ignorable hétérogène est nécessaire en présence d’un biais de sélection modéré ou fort.

Description :

Les stratégies bayésiennes de regroupement servent à résoudre les problèmes de précision liés aux analyses statistiques des données sur petits domaines. Dans ces cas, les échantillons des sous-populations sont généralement petits, même si la population ne l’est pas nécessairement. Une autre solution consiste à regrouper des données semblables en vue de réduire le nombre de paramètres dans le modèle. De nombreuses enquêtes recueillent des données catégoriques par domaine, lesquelles sont ensuite réunies dans un tableau de contingence. Nous examinons les modèles de regroupement bayésiens hiérarchisés avec une loi a priori de processus de Dirichlet pour analyser les données catégoriques sur de petits domaines. Toutefois, la loi a priori utilisée aux fins de regroupement de ces données entraîne souvent un problème de rétrécissement excessif. Pour corriger le problème, nous séparons les paramètres en effets globaux et locaux. Cette étude porte sur le regroupement de données au moyen d’un processus de Dirichlet. Nous comparons les modèles de regroupement utilisant des données sur la densité minérale osseuse (DMO) tirées de la Third National Health and Nutrition Examination Survey, portant sur la période de 1988 à 1994 aux États-Unis. Nos analyses des données sur la DMO sont effectuées au moyen d’un échantillonneur de Gibbs et d’un échantillonnage par tranche pour effectuer les calculs a posteriori.

Description :

La réconciliation d’estimations de niveau inférieur à des estimations de niveau supérieur est une activité importante au National Agricultural Statistics Service (NASS) du département de l’Agriculture des États-Unis (par exemple, réconcilier les estimations de superficie d’ensemencement en maïs des comtés aux estimations au niveau des États). Nous posons qu’un comté est un petit domaine et employons le modèle initial de Fay-Herriot pour obtenir une méthode bayésienne générale pour réconcilier les estimations des comtés aux estimations des États (constituant la cible). Dans ce cas, nous supposons que les estimations cibles sont connues et dégageons les estimations des comtés avec pour contrainte que leur addition donne la valeur cible. C’est là une réconciliation externe qui a de l’importance pour la statistique officielle, et non seulement pour les données du NASS, et on le rencontre plus généralement dans les estimations sur petits domaines. Il est possible de réconcilier de telles estimations en « supprimant » un des comtés (habituellement le dernier) de manière à intégrer la contrainte de réconciliation au modèle. Il est tout aussi vrai cependant que les estimations peuvent changer selon le comté qui est supprimé au moment d’inclure la contrainte dans le modèle. Dans la présente étude, nous accordons à chaque petit domaine une chance de suppression et parlons pour toute cette procédure de méthode de réconciliation par suppression aléatoire. Nous démontrons empiriquement que les estimations accusent des différences selon le comté supprimé et qu’il existe des différences entre ces estimations et celles obtenues par suppression aléatoire. Ces différences peuvent être jugées petites, mais il est hautement logique de procéder par suppression aléatoire; aucun comté n’a alors droit à un traitement préférentiel et nous observons également une modeste hausse de la précision par rapport à une réconciliation avec suppression du dernier petit domaine.

Description :

Nous utilisons une méthode bayésienne pour inférer sur une proportion dans une population finie quand des données binaires sont recueillies selon un plan d’échantillonnage double sur des petits domaines. Le plan d’échantillonnage double correspond à un plan d’échantillonnage en grappes à deux degrés dans chaque domaine. Un modèle bayésien hiérarchique établi antérieurement suppose que, pour chaque domaine, les réponses binaires de premier degré suivent des lois de Bernoulli indépendantes et que les probabilités suivent des lois bêta paramétrisées par une moyenne et un coefficient de corrélation. La moyenne varie selon le domaine, tandis que la corrélation est la même dans tous les domaines. En vue d’accroître la flexibilité de ce modèle, nous l’avons étendu afin de permettre aux corrélations de varier. Les moyennes et les corrélations suivent des lois bêta indépendantes. Nous donnons à l’ancien modèle le nom de modèle homogène et au nouveau, celui de modèle hétérogène. Tous les hyperparamètres possèdent des distributions a priori non informatives appropriées. Une complication supplémentaire tient au fait que certains paramètres sont faiblement identifiés, ce qui rend difficile l’utilisation d’un échantillonneur de Gibbs classique pour les calculs. Donc, nous avons imposé des contraintes unimodales sur les distributions bêta a priori et utilisé un échantillonneur de Gibbs par blocs pour effectuer les calculs. Nous avons comparé les modèles hétérogène et homogène au moyen d’un exemple et d’une étude en simulation. Comme il fallait s’y attendre, le modèle double avec corrélations hétérogènes est celui qui est privilégié.

Description :

Nous étudions le problème de la non-réponse non ignorable dans un tableau de contingence bidimensionnel qui peut être créé individuellement pour plusieurs petits domaines en présence de non-réponse partielle ainsi que totale. En général, le fait de prendre en considération les deux types de non-réponse dans les données sur les petits domaines accroît considérablement la complexité de l'estimation des paramètres du modèle. Dans le présent article, nous conceptualisons le tableau complet des données pour chaque domaine comme étant constitué d'un tableau contenant les données complètes et de trois tableaux supplémentaires pour les données de ligne manquantes, les données de colonne manquantes et les données de ligne et de colonne manquantes, respectivement. Dans des conditions de non-réponse non ignorable, les probabilités totales de cellule peuvent varier en fonction du domaine, de la cellule et de ces trois types de « données manquantes ». Les probabilités de cellule sous-jacentes (c'est-à-dire celles qui s'appliqueraient s'il était toujours possible d'obtenir une classification complète) sont produites pour chaque domaine à partir d'une loi commune et leur similarité entre les domaines est quantifiée paramétriquement. Notre approche est une extension de l'approche de sélection sous non-réponse non ignorable étudiée par Nandram et Choi (2002a, b) pour les données binaires ; cette extension crée une complexité supplémentaire qui découle de la nature multivariée des données et de la structure des petits domaines. Comme dans les travaux antérieurs, nous utilisons un modèle d'extension centré sur un modèle de non-réponse ignorable de sorte que la probabilité totale de cellule dépend de la catégorie qui représente la réponse. Notre étude s'appuie sur des modèles hiérarchiques bayésiens et des méthodes Monte Carlo par chaîne de Markov pour l'inférence a posteriori. Nous nous servons de données provenant de la troisième édition de la National Health and Nutrition Examination Survey pour illustrer les modèles et les méthodes.

Description :

De nombreuses enquêtes par sondage comprennent des questions suscitant une réponse binaire (par exemple, obèse, non obèse) pour un certain nombre de petits domaines. Une inférence est requise au sujet de la probabilité d'une réponse positive (par exemple obèse) dans chaque domaine, la probabilité étant la même pour tous les individus dans chaque domaine et différente entre les domaines. Étant donné le peu de données dans les domaines, les estimateurs directs ne sont pas fiables et il est nécessaire d'utiliser des données provenant d'autres domaines pour améliorer l'inférence pour un domaine particulier. Essentiellement, il est supposé a priori que les domaines sont similaires, si bien que le choix d'un modèle hiérarchique bayésien, le modèle bêta-binomial standard, est naturel. L'innovation tient au fait qu'un praticien peut disposer d'information a priori supplémentaire qui est nécessaire au sujet d'une combinaison linéaire des probabilités. Par exemple, une moyenne pondérée des probabilités est un paramètre, et l'information peut être obtenue au sujet de ce paramètre, ce qui rend le paradigme bayésien approprié. Nous avons modifié le modèle bêta-binomial standard pour petits domaines afin d'y intégrer l'information a priori sur la combinaison linéraire des probabilités, que nous appelons une contrainte. Donc, il existe trois cas. Le practicien a) ne spécifie pas de contrainte, b) spécifie une contrainte et le paramètre entièrement et c) spécifie une contrainte et l'information qui peut être utilisée pour construire une loi a priori pour le paramètre. L'échantillonneur de Gibbs « griddy » est utilisé pour ajuster les modèles. Pour illustrer notre méthode, nous prenons l'exemple de l'obésité chez les enfants dans la National Health and Nutrition Examination Survey dans laquelle les petits domaines sont formés par croisement de l'école (cycle secondaire inférieur ou supérieur), de l'etnicité (blanche, noire, mexicaine) et du sexe (masculin, féminin). Nous procédons à une étude en simulation pour évaluer certaines caractéristiques statistiques de notre méthode. Nous avons montré que le gain de précision au-delà de (a) est dans l'ordre où (b) est plus grand que (c).