Estimação em classes de processos estocásticos com decaimento hiperbólico da função de autocorrelação

Neste trabalho analisamos processos estocásticos com decaimento polinomial (também chamado hiperbólico) da função de autocorrelação. Nosso estudo tem enfoque nas classes dos Processos ARFIMA e dos Processos obtidos à partir de iterações da transformação de Manneville-Pomeau. Os objetivos principais são comparar diversos métodos de estimação para o parâmetro fracionário do processo ARFIMA, nas situações de estacionariedade e não estacionariedade e, além disso, obter resultados similares para o parâmetro do processo de Manneville-Pomeau. Entre os diversos métodos de estimação para os parâmetros destes dois processos destacamos aquele baseado na teoria de wavelets por ser aquele que teve o melhor desempenho.

Autocorrelação espacial na distribuição de área de loja de supermercados em municípios do estado de São Paulo

Cerca de 90% da variabilidade da densidade de m2 de loja de supermercados nas microrregiões do estado de São Paulo pode ser explicada pela densidade de renda ali existente, desde que a autocorrelação espacial presente nas duas variáveis seja levada em consideração. Neste trabalho, apresenta-se o conceito de autocorrelação espacial, sugere-se uma medida para a sua intensidade (Índice de Geary), e estuda-se uma estratégia para sua remoção.

Análise da precificação de imóveis na cidade do Rio de Janeiro utilizando Modelagem Hedônica e os efeitos da autocorrelação espacial

A escolha da cidade do Rio de Janeiro como sede de grandes eventos esportivos mundiais, a Copa do Mundo de Futebol de 2014 e os Jogos Olímpicos de 2016, colocou-a no centro de investimentos em infraestrutura, mobilidade urbana e segurança pública, com consequente impacto no mercado imobiliário, tanto de novos lançamentos de empreendimentos, quanto na revenda de imóveis usados. Acredita-se que o preço de um imóvel dependa de uma relação entre suas características estruturais como quantidade de quartos, suítes, vagas de garagem, presença de varanda, tal como sua localização, proximidade com centros de trabalho, entretenimento e áreas valorizadas ou degradadas. Uma das técnicas para avaliar a contribuição dessas características para a formação do preço do imóvel, conhecido na Econométrica como Modelagem Hedônica de Preços, é uma aplicação de regressão linear multivariada onde a variável dependente é o preço e as variáveis independentes, as respectivas características que deseja-se modelar. A utilização da regressão linear implica em observar premissas que devem ser atendidas para a confiabilidade dos resultados a serem analisados, tais como independência e homoscedasticidade dos resíduos e não colinearidade entre as variáveis independentes. O presente trabalho objetiva aplicar a modelagem hedônica de preços para imóveis localizados na cidade do Rio de Janeiro em um modelo de regressão linear multivariada, em conjunto com outras fontes de dados para a construção de variáveis de acessibilidade e socioambiental a fim de verificar a relação de importância entre elas para a formação do preço e, em particular, exploramos brevemente a tendência de preços em função da distância a favelas. Em atenção aos pré-requisitos observados para a aplicação de regressão linear, verificamos que a premissa de independência dos preços não pode ser atestada devido a constatação da autocorrelação espacial entre os imóveis, onde não apenas as características estruturais e de acessibilidade são levadas em consideração para a precificação do bem, mas principalmente a influência mútua que os imóveis vizinhos exercem um ao outro.

O efeito da autocorrelação no desempenho do gráfico T2 de hotelling: caso bivariado

The chart of control of Hotelling T2 has been the main statistical device used in monitoring multivariate processes. Currently the technological development of control systems and automation enabled a high rate of collection of information of the production systems in very short time intervals, causing a dependency between the results of observations. This phenomenon known as auto correlation causes in the statistical control of the multivariate processes a high rate of false alarms, prejudicing in the chart performance. This entails the violation of the assumption of independence and normality of the distribution. In this thesis we considered not only the correlation between two variables, but also the dependence between observations of the same variable, that is, auto correlation. It was studied by simulation, the bi variate case and the effect of auto correlation on the performance of the T2 chart of Hotelling.

O efeito da autocorrelação no planejamento das cartas de controle de x̄ e EWMA

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Modelo de Gompertz com sazonalidade e autocorrelação nos erros para ajuste do crescimento ponderal em vaca leiteira

In recent work (Kroll, 1990) on dairy cattle growth using its monthly weights, a Gompertz function, first considering the autocorrelated error structure, and second, the independent error structure, was fitted. The last explained 25% more of the total variance than the former. In this work, a Gompertz function was fitted with autocorrelated error structure adding seasonality to the model. This was suggested taking into account the time series autocorrelation function. In order to estimate the six parameters, an iterative procedure was used, employing a matrix X = [G\S], where G is the usual matrix for fitting the Gompertz function, and S is a 0s, 1s, -1s matrix necessary to take into account seasonality. With this model, the adjustment was better in terms of the coefficient determination.

Autocorrelação espacial em população natural de Terminalia argentea Mart et Succ. no cerrado de Selvíria, MS

The objective of this study was determine the spatial distribution of genotypes of Terminalia argentea Mart et Suce. (Capitão-do-campo) in a natural population, aiming to outline strategy to genetic conservation in situ and ex situ. The population (Terminalia argentea) is located in an area of cerrado on the Teaching and Research Farm of FEIS / UNESP. It was sampled seeds in 30 trees to determine the biochemistry and technological traits. The trees were also located per GPS apparatus, with objective of obtaining geographic coordinate and to analysis the genotype spatial structure from I Moran Index. The analysis of spatial autocorrelations, from I Moran index, indicated the tendency of a larger structure among trees near spatially. In another hand, trees distant spatially showed smaller similarity. The spatial structure was more visible in a ray of 353m.

O efeito da autocorrelação no desempenho dos gráficos de X e R e dos gráficos de X e S²

Control charts are very important tools in statistical quality control of industrial processes and its use started last century. Since its development, the charts have always been attributed to independent processes, i.e. without any correlation between samples. But nowadays, with the high level of automation in the industrial environment, it is noticeable the autocorrelation factor between samples. The main Xcharts used in monitoring quality characteristics represented by continuous variables are the mean (X ), amplitude (R) and variance (S²). Therefore, this work aims to analyze the performance of X and R charts and in of X and S² charts with different sample sizes (4 and 5) for monitoring autocorrelated processes. Through computer simulations using the Fortran software and the use of mathematical expressions was possible to obtain data and performance analysis of the detection power charts for independent observations and for autocorrelated observations according to the model AR (1). The results show that the effect of autocorrelation reduces the ability of monitoring the control charts and that, the greater this effect, the slower the chart becomes in misfits signaling

Gráfico de controle modificado para processos com estruturas complexas de autocorrelação

This work proposes a modified control chart incorporating concepts of time series analysis. Specifically, we considerer Gaussian mixed transition distribution (GMTD) models. The GMTD models are a more general class than the autorregressive (AR) family, in the sense that the autocorrelated processes may present flat stretches, bursts or outliers. In this scenario traditional Shewhart charts are no longer appropriate tools to monitoring such processes. Therefore, Vasilopoulos and Stamboulis (1978) proposed a modified version of those charts, considering proper control limits based on autocorrelated processes. In order to evaluate the efficiency of the proposed technique a comparison with a traditional Shewhart chart (which ignores the autocorrelation structure of the process), a AR(1) Shewhart control chart and a GMTD Shewhart control chart was made. An analytical expression for the process variance, as well as control limits were developed for a particular GMTD model. The ARL was used as a criteria to measure the efficiency of control charts. The comparison was made based on a series generated according to a GMTD model. The results point to the direction that the modified Shewhart GMTD charts have a better performance than the AR(1) Shewhart and the traditional Shewhart.

Análise da distribuição espacial da malária na Amazônia brasileira : enfoque municipal

Neste trabalho analisa-se a distribuição espacial da malária em nível municipal, na Amazônia brasileira utilizando-se técnicas de análise exploratória espacial e modelagem espacial. Na modelagem espacial foram utilizados o modelo de peso de evidências implementado num sistema de informações geográficas (ArcView) e modelos de regressão espacial. Os resultados mostram que existem: autocorrelação espacial da incidência da malária, determinantes ambientais da malária e diferenças na determinação e na distribuição doença por vivax e falciparum nas diversas regiões da Amazônia. Os resultados da análise foram discutidos vis à vis sua utilização para o controle da malária.

Identificação de áreas sob maior risco para leishmaniose visceral na cidade de Teresina, Piauí, Brasil

O propósito desta Tese foi detectar e caracterizar áreas sob alto risco para leishmaniose visceral (LV) e descrever os padrões de ocorrência e difusão da doença, entre os anos de 1993 a 1996 e 2001 a 2006, em Teresina, Piauí, por meio de métodos estatísticos para análise de dados espaciais, sistemas de informações geográficas e imagens de sensoriamento remoto. Os resultados deste estudo são apresentados na forma de três manuscritos. O primeiro usou análise de dados espaciais para identificar as áreas com maior risco de LV na área urbana de Teresina entre 2001 e 2006. Os resultados utilizando razão de kernels demonstraram que as regiões periféricas da cidade foram mais fortemente afetadas ao longo do período analisado. A análise com indicadores locais de autocorrelação espacial mostrou que, no início do período de estudo, os agregados de alta incidência de LV localizavam-se principalmente na região sul e nordeste da cidade, mas nos anos seguintes os eles apareceram também na região norte da cidade, sugerindo que o padrão de ocorrência de LV não é estático e a doença pode se espalhar ocasionalmente para outras áreas do município. O segundo estudo teve como objetivo caracterizar e predizer territórios de alto risco para ocorrência da LV em Teresina, com base em indicadores socioeconômicos e dados ambientais, obtidos por sensoriamento remoto. Os resultados da classificação orientada a objeto apontam a expansão da área urbana para a periferia da cidade, onde antes havia maior cobertura de vegetação. O modelo desenvolvido foi capaz de discriminar 15 conjuntos de setores censitário (SC) com diferentes probabilidades de conterem SC com alto risco de ocorrência de LV. O subconjunto com maior probabilidade de conter SC com alto risco de LV (92%) englobou SC com percentual de chefes de família alfabetizados menor que a mediana (≤64,2%), com maior área coberta por vegetação densa, com percentual de até 3 moradores por domicílio acima do terceiro quartil (>31,6%). O modelo apresentou, respectivamente, na amostra de treinamento e validação, sensibilidade de 79% e 54%, especificidade de 74% e 71%, acurácia global de 75% e 67% e área sob a curva ROC de 83% e 66%. O terceiro manuscrito teve como objetivo avaliar a aplicabilidade da estratégia de classificação orientada a objeto na busca de possíveis indicadores de cobertura do solo relacionados com a ocorrência da LV em meio urbano. Os índices de acurácia foram altos em ambas as imagens (>90%). Na correlação da incidência da LV com os indicadores ambientais verificou-se correlações positivas com os indicadores Vegetação densa, Vegetação rasteira e Solo exposto e negativa com os indicadores Água, Urbana densa e Urbana verde, todos estatisticamente significantes. Os resultados desta tese revelam que a ocorrência da LV na periferia de Teresina está intensamente relacionada às condições socioeconômicas inadequadas e transformações ambientais decorrentes do processo de expansão urbana, favorecendo a ocorrência do vetor (Lutzomyia longipalpis) nestas regiões.

Efeitos adversos da poluição atmosférica em crianças e adolescentes devido a queimadas na Amazônia: uma abordagem de modelos mistos em estudos de painel

Esta tese investiga os efeitos agudos da poluição atmosférica no pico de fluxo expiratório (PFE) de escolares com idades entre 6 e 15 anos, residentes em municípios da Amazônia Brasileira. O primeiro artigo avaliou os efeitos do material particulado fino (PM2,5) no PFE de 309 escolares do município de Alta Floresta, Mato Grosso (MT), durante a estação seca de 2006. Modelos de efeitos mistos foram estimados para toda a amostra e estratificados por turno escolar e presença de sintomas de asma. O segundo artigo expõe as estratégias utilizadas para a determinação da função de variância do erro aleatório dos modelos de efeitos mistos. O terceiro artigo analisa os dados do estudo de painel com 234 escolares, realizado na estação seca de 2008 em Tangará da Serra, MT. Avaliou-se os efeitos lineares e com defasagem distribuída (PDLM) do material particulado inalável (PM10), do PM2,5 e do Black Carbon (BC) no PFE de todos os escolares e estratificados por grupos de idade. Nos três artigos, os modelos de efeitos mistos foram ajustados por tendência temporal, temperatura, umidade e características individuais. Os modelos também consideraram o ajuste da autocorrelação residual e da função de variância do erro aleatório. Quanto às exposições, foram avaliados os efeitos das exposições de 5hs, 6hs, 12hs e 24hs, no dia corrente, com defasagens de 1 a 5 dias e das médias móveis de 2 e 3 dias. No que se refere aos resultados de Alta Floresta, os modelos para todas as crianças indicaram reduções no PFE variando de 0,26 l/min (IC95%: 0,49; 0,04) a 0,38 l/min (IC95%: 0,71; 0,04), para cada aumento de 10g/m3 no PM2,5. Não foram observados efeitos significativos da poluição no grupo das crianças asmáticas. A exposição de 24hs apresentou efeito significativo no grupo de alunos da tarde e no grupo dos não asmáticos. A exposição de 0hs a 5:30hs foi significativa tanto para os alunos da manhã quanto para a tarde. Em Tangará da Serra, os resultados mostraram reduções significativas do PFE para aumentos de 10 unidades do poluente, principalmente para as defasagens de 3, 4 e 5 dias. Para o PM10, as reduções variaram de 0,15 (IC95%: 0,29; 0,01) a 0,25 l/min (IC95%: 0,40 ; 0,10). Para o PM2,5, as reduções estiveram entre 0,46 l/min (IC95%: 0,86 to 0,06 ) e 0,54 l/min (IC95%: 0,95; 0,14). E no BC, a redução foi de aproximadamente 0,014 l/min. Em relação ao PDLM, efeitos mais importantes foram observados nos modelos baseados na exposição do dia corrente até 5 dias passados. O efeito global foi significativo apenas para o PM10, com redução do PFE de 0,31 l/min (IC95%: 0,56; 0,05). Esta abordagem também indicou efeitos defasados significativos para todos os poluentes. Por fim, o estudo apontou as crianças de 6 a 8 anos como grupo mais sensível aos efeitos da poluição. Os achados da tese sugerem que a poluição atmosférica decorrente da queima de biomassa está associada a redução do PFE de crianças e adolescentes com idades entre 6 e 15 anos, residentes na Amazônia Brasileira.

Modelagem do uso de hábitat de cetáceos na região de Cabo Frio, estado do Rio de Janeiro, Brasil

Em estudos ecológicos é importante entender os processos que determinam a distribuição dos organismos. O estudo da distribuição de animais com alta capacidade de locomoção é um desafio para pesquisadores em todo o mundo. Modelos de uso de habitat são ferramentas poderosas para entender as relações entre animais e o ambiente. Com o desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG ou GIS, em inglês), modelos de uso de habitat são utilizados nas análises de dados ecológicos. Entretanto, modelos de uso de habitat frequentemente sofrem com especificações inapropriadas. Especificamente, o pressuposto de independência, que é importante para modelos estatísticos, pode ser violado quando as observações são coletadas no espaço. A Autocorrelação Espacial (SAC) é um problema em estudos ecológicos e deve ser considerada e corrigida. Nesta tese, modelos generalizados lineares com autovetores espaciais foram usados para investigar o uso de habitat dos cetáceos em relação a variáveis fisiográficas, oceanográficas e antrópicas em Cabo Frio, RJ, Brasil, especificamente: baleia-de-Bryde, Balaenoptera edeni (Capítulo 1); golfinho nariz-de-garrafa, Tursiops truncatus (Capítulo 2); Misticetos e odontocetos em geral (Capítulo 3). A baleia-de-Bryde foi influenciada pela Temperatura Superficial do Mar Minima e Máxima, no qual a faixa de temperatura mais usada pela baleia condiz com a faixa de ocorrência de sardinha-verdadeira, Sardinella brasiliensis, durante a desova (22 a 28C). Para o golfinho nariz-de-garrafa o melhor modelo indicou que estes eram encontrados em Temperatura Superficial do Mar baixas, com alta variabilidade e altas concentrações de clorofila. Tanto misticetos quanto os odontocetos usam em proporções similares as áreas contidas em Unidades de Conservação (UCs) quanto as áreas não são parte de UCs. Os misticetos ocorreram com maior frequência mais afastados da costa, em baixas temperaturas superficiais do mar e com altos valores de variabilidade para a temperatura. Os odontocetos usaram duas áreas preferencialmente: as áreas com as menores profundidades dentro da área de estudo e nas maiores profundidade. Eles usaram também habitats com águas frias e com alta concentração de clorofila. Tanto os misticetos quanto os odontocetos foram encontrados com mais frequência em distâncias de até 5km das embarcações de turismo e mergulho. Identificar habitats críticos para os cetáceos é um primeiro passo crucial em direção a sua conservação

Optimal alarms systems and its application to financial time series

This thesis focuses on the application of optimal alarm systems to non linear time series models. The most common classes of models in the analysis of real-valued and integer-valued time series are described. The construction of optimal alarm systems is covered and its applications explored. Considering models with conditional heteroscedasticity, particular attention is given to the Fractionally Integrated Asymmetric Power ARCH, FIAPARCH(p; d; q) model and an optimal alarm system is implemented, following both classical and Bayesian methodologies. Taking into consideration the particular characteristics of the APARCH(p; q) representation for financial time series, the introduction of a possible counterpart for modelling time series of counts is proposed: the INteger-valued Asymmetric Power ARCH, INAPARCH(p; q). The probabilistic properties of the INAPARCH(1; 1) model are comprehensively studied, the conditional maximum likelihood (ML) estimation method is applied and the asymptotic properties of the conditional ML estimator are obtained. The final part of the work consists on the implementation of an optimal alarm system to the INAPARCH(1; 1) model. An application is presented to real data series.

Avaliação de condicionantes ambientais a Narcissus willkommii (Samp.) A. Fernandes: bases para estratégias de conservação

Dissertação mest., Gestão e Conservação da Natureza, Universidade do Algarve, 2006