Statistikk og havressurser

Like dokumenter
Statistikk og havressurser

Oppsummering av STK2120. Geir Storvik

Forelesning 8 STK3100/4100

MOT310 Statistiske metoder 1, høsten 2006 Løsninger til regneøving nr. 7 (s. 1) Oppgaver fra boka: n + (x 0 x) 2 σ2

Forelesning 7 STK3100/4100

UNIVERSITETET I OSLO

STK Oppsummering

UNIVERSITETET I OSLO

vekt. vol bruk

MOT310 Statistiske metoder 1, høsten 2006 Løsninger til regneøving nr. 8 (s. 1) Oppgaver fra boka:

Forelesning 7 STK3100/4100

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Anvendt medisinsk statistikk, vår Repeterte målinger, del II

Tilleggsoppgaver for STK1110 Høst 2015

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

MOT310 Statistiske metoder 1, høsten 2011 Løsninger til regneøving nr. 7 (s. 1) Oppgaver fra boka: n + (x 0 x) 2 1. n + (x 0 x) 1 2 ) = 1 γ

Mette Skern-Mauritzen

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

10.1 Enkel lineær regresjon Multippel regresjon

Eksamen i: STA-1002 Statistikk og sannsynlighet 2 Dato: Fredag 31. mai 2013 Tid: Kl 09:00 13:00 Sted: Administrasjonsbygget

Prøveeksamen STK vår 2017

UNIVERSITETET I OSLO

Forelesning 10 STK3100

Forelesning 9 STK3100/4100

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4267 Lineære statistiske modeller

Introduksjon til Generaliserte Lineære Modeller (GLM)

Generelle lineære modeller i praksis

Rekrutteringsfunksjoner for sild, torsk og lodde

Løsningsforslag til andre sett med obligatoriske oppgaver i STK1110 høsten 2010

STK2100. Obligatorisk oppgave 1 av 2

Forelesning 9 STK3100/4100

Inferens. STK Repetisjon av relevant stoff fra STK1100. Eksempler. Punktestimering - "Fornuftig verdi"

Forelesning 11 STK3100/4100

Introduksjon til Generaliserte Lineære Modeller (GLM) og blandede modeller

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMENSOPPGAVE. B154 «Tabeller og formler i statistikk» av Kvaløy og Tjelmeland. To A4-ark (4 sider) med egne notater. Godkjent kalkulator.

Eksamensoppgave i TMA4267 Lineære statistiske modeller

Kapittel 6 - modell seleksjon og regularisering

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag. n X. n X 1 i=1 (X i X) 2 og SY 2 = 1 ny S 2 X + S2 Y

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4245 Statistikk Eksamen desember 2016

Fiskeri. Innholdsfortegnelse. Side 1 / 5

Variansanalyse og lineær regresjon notat til STK2120

Bred profil på statistikk?

Eksamensoppgave i TMA4255 Anvendt statistikk

Forelesning 3 STK3100

Fasit og løsningsforslag STK 1110

EKSAMEN I FAG TMA4315 GENERALISERTE LINEÆRE MODELLER Torsdag 14. desember 2006 Tid: 09:0013:00

Hvor allsidig er bardehvalenes kosthold?

Prøveeksamen i STK3100/4100 høsten 2011.

UNIVERSITETET I OSLO

Eksamensoppgave i TMA4240 Statistikk

TMA4240 Statistikk Høst 2016

Oppgave 1. . Vi baserer oss på at p 47 1 og p 2 er tilnærmet normalfordelte (brukbar tilnærming). Vi har tilnærmet at (n 1 = n 2 = 47)

EKSAMEN I TMA4255 ANVENDT STATISTIKK

EKSAMEN I TMA4255 ANVENDT STATISTIKK

Ekstraoppgaver for STK2120

RÅD - BESTANDER OG RESSURSER - FISKET ETTER KYSTBRISLING 2017

HØGSKOLEN I STAVANGER

Romlig fordeling av hval i Barentshavet

EKSAMEN I TMA4315 GENERALISERTE LINEÆRE MODELLER

Løsningsforslag eksamen 25. november 2003

De pelagiske fiskebestandene: Dynamikken mellom dem, effekter av fiskeriene og samspillet mellom Norskehavet og Barentshavet

Anbefalingene er basert på toktindekser fra kystbrislingtoktet, landingene og erfaringene fra 2016 fisket i Sognefjorden.

«Marine ressurser i 2049»

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere Kapittel 13: Lineær regresjon og korrelasjon

Bootstrapping og simulering Tilleggslitteratur for STK1100

1 + γ 2 X i + V i (2)

n n i=1 x2 i n x2 n i=1 Y i og x = 1 n i=1 (x i x)y i = 5942 og n T = i=1 (x i x) 2 t n 2

Oppgave N(0, 1) under H 0. S t n 3

Kolmule i Barentshavet

STK Oppsummering

Eksamensoppgave i TMA4267 Lineære statistiske modeller

Klassisk ANOVA/ lineær modell

(a) For regresjon brukes vanligvis kvadratisk tap: L(y, ŷ) = (y ŷ) 2. Den optimale prediktor basert på input variable x er da Ŷ = E[Y x].

Kræsjkurs i STAT101. Noen anbefalinger Regn mange(5-10) oppgavesett til eksamen:

Kolmule i Barentshavet

Kp. 12 Multippel regresjon

Bestandsvurdering av norsk. Hva fokuserer vi på fremover? vårgytende sild. Aril Slotte. Pelagisk medlemsmøte Fiskebåt Gardemoen 10.

TMA4245 Statistikk Eksamen desember 2016

EKSAMENSOPPGAVE. «Tabeller og formler i statistikk» av Kvaløy og Tjelmeland. To A4-ark (4 sider) med egne notater. Godkjent kalkulator.

REFERANSEFLÅTEN. samarbeid mellom næring og forskning

Flerbestandsforvaltning Hva tenker vi i Norge om dette?

EKSAMEN I EMNE TMA4315 GENERALISERTE LINEÆRE MODELLER

Oppgave 1. X 1 B(n 1, p 1 ) X 2. Vi er interessert i forskjellen i andeler p 1 p 2, som vi estimerer med. p 1 p 2 = X 1. n 1 n 2.

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere

7. november 2011 Geir Storvik

HAVFORSKNINGSINSTITUTTET

EKSAMEN I TMA4255 ANVENDT STATISTIKK

Biomasse og produksjon av planteplankton i Barentshavet

Foreløpige råd for tobisfiskeriet i norsk økonomisk sone 2016

I enkel lineær regresjon beskrev linja. μ y = β 0 + β 1 x

Forelesning 7 STK3100

Introduksjon Lineære blanda modellar Generaliserte lineære blanda modellar Analyser av modellar Eit randproblem Oppsummering. Blanda modellar i R

Transkript:

Statistikk og havressurser STK2120-16. april 2012 Geir Storvik April 16, 2012

Fiskeri i Norge Norges havområder er mer enn seks ganger større enn våre landområder, og har noen av verdens rikeste fiskebanker. Fiskeri og havbruksnæringen er en av Norges største eksportnæringer Det eksporteres sjømat fra Norge til mer enn 150 land over hele verden Økende andel av oppdrett, men fangst av villfisk fremdeles en svært viktig del.

Fiskeri i Norge Norges havområder er mer enn seks ganger større enn våre landområder, og har noen av verdens rikeste fiskebanker. Fiskeri og havbruksnæringen er en av Norges største eksportnæringer Det eksporteres sjømat fra Norge til mer enn 150 land over hele verden Økende andel av oppdrett, men fangst av villfisk fremdeles en svært viktig del. Fastsetting av fiskekvoter viktig for å opprettholde bærekraftige bestander Viktig element: Hvor mye fisk er det i havet idag Også alderssammensetning er viktig Store mengder data samles inn for å estimere dette.

Fiskeri-data Fiskeri-baserte data: Total fangst (i vekt) for hvert år fra ulike sesonger, områder og fangstredskap Vekt og alder på utvalg av enkeltfisk

Fiskeri-data Fiskeri-baserte data: Total fangst (i vekt) for hvert år fra ulike sesonger, områder og fangstredskap Vekt og alder på utvalg av enkeltfisk Forskningsbaserte data Fangst av fisk i forhold til område trål har søkt Ekko-lodd (total biomasse) Mageinnhold på enkeltfisk Egg/larve forekomster Forklaringsvariable (temperatur, saltinnhold etc)

Fiskeri-data Fiskeri-baserte data: Total fangst (i vekt) for hvert år fra ulike sesonger, områder og fangstredskap Vekt og alder på utvalg av enkeltfisk Forskningsbaserte data Fangst av fisk i forhold til område trål har søkt Ekko-lodd (total biomasse) Mageinnhold på enkeltfisk Egg/larve forekomster Forklaringsvariable (temperatur, saltinnhold etc) Stort behov for statistiske for analyse av data

Modeller for populasjonsdynamikk av fisk N y (a) = antall fisk av alder a ved start av år y. Vanlig modell N y (a) = N y 1 (a 1)[1 e My 1(a 1) ] C y 1 (a 1) der C y 1 (a 1) er antall fisk fanget e M y 1(a 1) er dødelighetsrate (ofte satt til 0.2!)

Modeller for populasjonsdynamikk av fisk N y (a) = antall fisk av alder a ved start av år y. Vanlig modell N y (a) = N y 1 (a 1)[1 e My 1(a 1) ] C y 1 (a 1) der C y 1 (a 1) er antall fisk fanget e M y 1(a 1) er dødelighetsrate (ofte satt til 0.2!) Viktig input: C y 1 (a 1). Problem: Fangst kun gitt i total vekt. Statistisk probl: Estimere antall i hver aldersgruppe fra total vekt.

Tilnærming C y (a) = W y w y f y (a) W y =Total vekt i år y w y =Gjennomsnittsvekt i år y f y (a) =Andel av fisk i aldersgruppe a

Tilnærming C y (a) = W y w y f y (a) W y =Total vekt i år y w y =Gjennomsnittsvekt i år y f y (a) =Andel av fisk i aldersgruppe a For stort antall fisk: C y (a) W y µ y p y (a) µ y =Forventet vekt i år y p y (a) =Sannsynlighet for fisk i aldersgruppe a

Tilnærming C y (a) = W y w y f y (a) W y =Total vekt i år y w y =Gjennomsnittsvekt i år y f y (a) =Andel av fisk i aldersgruppe a For stort antall fisk: Estimat C y (a) W y µ y p y (a) µ y =Forventet vekt i år y p y (a) =Sannsynlighet for fisk i aldersgruppe a Ĉ y (a) = W y ˆµ y ˆp y (a)

Estimering Data: n y fisk trukket tilfeldig og veid og spesifisert alder (w y,i, a y,i ) Enkle estimater: ˆµ y = 1 n y n y i=1 n y w y,i ˆp y (a) = 1 I (a y,i = a) n y i=1

Estimering Data: n y fisk trukket tilfeldig og veid og spesifisert alder (w y,i, a y,i ) Enkle estimater: ˆµ y = 1 n y n y i=1 n y w y,i ˆp y (a) = 1 I (a y,i = a) n y i=1 Usikkerhet: Bootstrapping Ikke opplagt hvordan bootstrappe her!

Total vekt ca 35.000 tonn - enkle estimater

Kompliserende faktorer Forventet vekt og sannsynlighet for alder varierer med år y sesong s område r fangstredskap g Ønsker estimat av fangst for hver kombinasjon (y, s, r, g) Ĉ y,s,r,g (a) = W y,s,r,g ˆµ y,s,r,g ˆp y,s,r,g (a) Har ikke data for alle kombinasjoner!

Modellering - Regresjon Vi har (innen år) µ s,r,g =E[vekt s,r,g ] = E[vekt s,r,g Alder s,r,g = a]p s,r,g (a) a

Modellering - Regresjon Vi har (innen år) µ s,r,g =E[vekt s,r,g ] = a E[vekt s,r,g Alder s,r,g = a]p s,r,g (a) Trenger (innen år) Modell for vekt som avhenger av alder, sesong, region, fangsredskap Modell for alder som avhenger av sesong, region, fangsredskap

Vekt i forhold til alder Rimelig med lineær sammenheng mellom log(vekt) og log(alder) Avhenger av sesong (4 eller 12) Område (5 områder her) Fangstredskap (5 ulike)

Model for vekt gitt alder Modell for vekt gitt alder: log(w i ) = α season s(i) + α region r(i) + α gear g(i) + β log(a i) + ε i Regresjonsmodell med både kategoriske og kontinuerlige forklaringsvariable

Model for vekt gitt alder Modell for vekt gitt alder: log(w i ) = α season s(i) + α region r(i) + α gear g(i) + β log(a i) + ε i Regresjonsmodell med både kategoriske og kontinuerlige forklaringsvariable > names(d) [1] "age" "weight" "seas" "gear" "area" > fit = lm(log(weight)~seas+gear+area+log(age),data=d) > summary(fit) Coefficients: Estimate Std. Error t value Pr(> t ) (Intercept) 5.152081 0.028011 183.930 < 2e-16 *** seas2 0.060459 0.009687 6.241 4.52e-10 *** seas3 0.110064 0.012305 8.945 < 2e-16 *** seas4 0.230152 0.011290 20.386 < 2e-16 *** gear2-0.203309 0.007993-25.435 < 2e-16 *** gear3-0.244350 0.015735-15.529 < 2e-16 *** gear4-0.203702 0.009375-21.729 < 2e-16 *** gear5-0.166376 0.010679-15.580 < 2e-16 *** area2 0.041056 0.008438 4.866 1.16e-06 *** area3 0.096197 0.010191 9.440 < 2e-16 *** area4 0.266066 0.010291 25.854 < 2e-16 *** area5 0.098465 0.023282 4.229 2.37e-05 *** log(age) 1.555111 0.013420 115.882 < 2e-16 ***

Alder og kategoriske forklaringsvariable Varierer tilsvarende med sesong og område

Modell for alder Hvordan modellere kategorisk respons? Mulig modell: Pr(a i = a) = exp{x T i γ a } 1 +, a = 1,..., A 1 A 1 a =1 exp{xt i γ a }

Modell for alder Hvordan modellere kategorisk respons? Mulig modell: Merk Pr(a i = a) = exp{x T i γ a } 1 +, a = 1,..., A 1 A 1 a =1 exp{xt i γ a } Pr(a i = a a i {a, A}) = exp{xt i γ a } 1 + exp{x T i γ a } Kan estimere γ a ene ved gjentatte logistiske regresjoner

Modell for alder Hvordan modellere kategorisk respons? Mulig modell: Merk Pr(a i = a) = exp{x T i γ a } 1 +, a = 1,..., A 1 A 1 a =1 exp{xt i γ a } Pr(a i = a a i {a, A}) = exp{xt i γ a } 1 + exp{x T i γ a } Kan estimere γ a ene ved gjentatte logistiske regresjoner I vår situasjon: x T i γ a = γ season s(i),a + γregion r(i),a + γgear g(i),a

Total weight ca 35.000 tonn - Regresjonsbaserte estimater

Båt-korrelasjoner Data samlet inn fra ulike båter Høy korrelasjon innen båter

Båt-korrelasjoner Data samlet inn fra ulike båter Høy korrelasjon innen båter Mulig tilnærming log(w i ) =α season s(i) η h uavh N(0, σ 2 h ) + α region r(i) Bootstrapping: Bruke båt som enhet! + α gear g(i) + β log(a i) + η h(i) + ε i

Fangst-estimater

Populasjonsestimater N y (a) = N y 1 (a 1)[1 e M y 1 (a 1) ] Ĉy 1(a 1)

Manglende aldersmålinger Vektmålinger er enkle og billige Aldersmålinger er kompliserte og dyre Telling av årringer i otolitter Samles inn vektmålinger på mange flere fisk enn aldersmålinger.

Manglende aldersmålinger Vektmålinger er enkle og billige Aldersmålinger er kompliserte og dyre Telling av årringer i otolitter Samles inn vektmålinger på mange flere fisk enn aldersmålinger. Statistisk analyse med ukomplette data Metoder tilgjengelig basert på imputering av manglende data Anslå alder fra vekt Utfordring: Ta hensyn til usikkerhet i ukomplette data

Manglende aldersmålinger Vektmålinger er enkle og billige Aldersmålinger er kompliserte og dyre Telling av årringer i otolitter Samles inn vektmålinger på mange flere fisk enn aldersmålinger. Statistisk analyse med ukomplette data Metoder tilgjengelig basert på imputering av manglende data Anslå alder fra vekt Utfordring: Ta hensyn til usikkerhet i ukomplette data Kan også innkludere feil i aldersregisteringer

Andre kompliserende faktorer Usikkerhet i artstype Kyst-torsk, atlantisk torsk Stratifiserte utvalg Estimering av dødelighet Optimal høstingsstrategi Interaksjon mellom arter

Interaksjoner Classical food-web: species is the unit grønlandssel vågehval sjøfugl fiske torsk bunndyr lodde ungsild andre pelagiske dyreplanktonspisere dyreplankton KLIMA planteplankton Centre for Ecological and Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis; A Centre of Excellence founded by the Research Council of Norway Evolutionary Synthesis