Оценивание традиционных числовых характеристик многомодальных законов распределения одномерной случайной величины в условиях статистических данных большого объёма

Обложка
  • Авторы: Лапко А.В.1,2, Лапко В.А.3,4
  • Учреждения:
    1. Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения РАН
    2. Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва
    3. Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук
    4. Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева
  • Выпуск: Том 74, № 2 (2025)
  • Страницы: 47-54
  • Раздел: ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
  • URL: https://journals.rcsi.science/0368-1025/article/view/351169
  • ID: 351169

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрено оценивание традиционных числовых характеристик многомодальных симметричного и несимметричного законов распределения одномерных случайных величин при больших объёмах статистических данных. Выполнен сравнительный анализ эффективности методов оценивания указанных характеристик по исходным статистическим данным и по результатам декомпозиции этих данных с использованием четырёх формул дискретизации интервала значений случайной величины – Старджесса, Брукса-Каррузера, Хайнхольда-Гаеде и формулы оптимальной дискретизации, предложенной авторами настоящей статьи. Применение таких формул дискретизации позволяет обойти проблему больших выборок. Для этого сформированы массивы данных, позволяющие оценивать числовые характеристики законов распределения случайных величин с учётом их дискретных значений. По преобразованным массивам данных вычислены оценки математического ожидания, среднего квадратического отклонения, коэффициентов асимметрии и эксцесса. Сравнены оценки числовых характеристик рассмотренных законов распределения для непрерывной и дискретной случайных величин при различных объёмах исходных статистических данных. Установлена эффективность методов оценивания числовых характеристик многомодальных законов распределения по исходной статистической информации и результатам преобразования данной информации с использованием указанных формул дискретизации. Достоверность сравнения показателей эффективности исследуемых методов подтверждена с применением критерия Колмогорова-Смирнова. Показано, что формула Хайнхольда-Гаеде и предложенная авторами формула оптимальной дискретизации более эффективны по сравнению с формулами Старджесса и Брукса-Каррузера. Полученные результаты можно использовать при обработке данных дистанционного зондирования природных объектов, которые характеризуются большим объёмом статистической информации и многомодальными законами распределения спектральных признаков.

Об авторах

А. В. Лапко

Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения РАН; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнёва

Email: lapko@icm.krasn.ru
ORCID iD: 0000-0002-0664-3870
SPIN-код: 3913-2670

В. А. Лапко

Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук; Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Email: valapko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6938-9323
SPIN-код: 2115-4928

Список литературы

  1. Лапко А. В., Лапко В. А. Оценивание традиционных числовых характеристик логнормальных законов распределения одномерной случайной величины в условиях большого объёма статистических данных. Измерительная техника, 73(2), 23–29 (2024). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2024-2-23-29; https://elibrary.ru/jxkngi
  2. Шипко В. В., Борзов С. М. Исследование эффективности классификации гиперспектральных данных при ограничениях на разрядность квантования, количество спектральных каналов и пространственное разрешение. Автометрия, 58(3), 79–87 (2022). https://doi.org/10.15372/AUT20220309; https://elibrary.ru/amztfv
  3. Борзов С. М., Нежевенко Е. С. Нейросетевые технологии в задачах обнаружения и классификации объектов. Автометрия, 59(3), 52–71 (2023). https://doi.org/10.15372/AUT20230307; https://elibrary.ru/uwyaqy
  4. Лебедев И. С. Адаптивное применение моделей машинного обучения на отдельных сегментах выборки в задачах регрессии и классификации. Информационно-управляющие системы, (3), 20–30 (2022). https://doi.org/10.31799/1684-8853-2022-3-20-30; https://elibrary.ru/zoevfc
  5. Кивчун О. Р. Алгоритм проверки данных на негауссовость с использованием алгоритмов векторного рангового анализа. Информационные технологии, 30(4), 198–205 (2024). https://doi.org/10.17587/it.30.198-205; https://elibrary.ru/yjwckt
  6. Шаруева А. В., Лапко А. В., Лапко В. А. Непараметрические методы проверки гипотез о распределениях случайных величин при анализе данных дистанционного зондирования. СО РАН, Новосибирск (2024). https://doi.org/10.53954/9785604990094; https://elibrary.ru/dfbrbi
  7. Лапко А. В., Лапко В. А. Сравнение эффективности методов дискретизации интервала изменения значений случайной величины при синтезе непараметрической оценки плотности вероятности. Измерительная техника, (3), 5–8 (2014). https://elibrary.ru/saehkp
  8. Sturges H. A. The choice of a class interval. Journal of the American Statistical Association, 21, 65–66 (1926). https://doi.org/10.1080/01621459.1926.10502161
  9. Storm R. Wahrscheinlichkeitsrechnung, mathematische Statistik und statistische Qualitätskontrolle. Fachbuchverlag, Leipzig, (2001). (In German)
  10. Heinhold J., Gaede K.-W. Ingenieur-Statistik. R. Oldenbourg Verlag, München-Wien (1972). (In German) https://doi.org/10.1002/cite.330450621
  11. Лапко А. В., Лапко В. А. Оценивание интеграла от квадрата плотности вероятности одномерной случайной величины. Измерительная техника, (7), 22–28 (2020). https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-7-22-28; https://elibrary.ru/nteghi
  12. Robertson C. A., Fryer J. G. Some descriptive properties of normal mixtures. Scandinavian Actuarial Journal, 1969(3-4), 137–146 (1969). https://doi.org/10.1080/03461238.1969.10404590
  13. Eisenberger I. Genesis of bimodal distributions. Technometrics, 6(4), 357–363 (1964). https://doi.org/10.1080/00401706.1964.10490199
  14. Ray S., Lindsay B. G. The topography of multivariate normal mixtures. Annals of Statistics, 33(5), 2042–2065 (2005). https://doi.org/10.1214/009053605000000417

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».