2009 - BIE 5781 Modelagem Estatística para Ecologia e Recursos Naturais
Nosso Mapa Conceitual
O mapa conceitual parte de um comando generalizado em linguagem R, que resume a ligação entre modelos e dados, por meio da função de verossimilhança.
Os modelos são variáveis aleatórias, cujos parâmetros são funções de variáveis explicativas. A plausibilidade dos modelos, condicionada aos dados, é expressa pela função de verossimilhança. Os coeficientes mais plausíveis dos modelos são obtidos maximizando-se a função de verossimilhança, com técnicas de otimização numérica.
Professores
Responsáveis
- Paulo Inácio K. L. Prado (Laboratório de Ecologia Teórica, Depto de Ecologia, IB - USP)
email <- paste("prado","ib.usp.br",sep="@")
- João Luís Ferreira Batista (Centro de Métodos Quantitativos, Depto. de Ciências Florestais, Esalq - USP)
email <- paste("parsival","usp.br",sep="@")
Colaboradores
- Roberto Munguía Steyer (Pós-doc do Depto. de Ecologia, IB - USP)
- Tiago Montanher (Pós-Graduação em Matemática Aplicada, IME-USP)
Objetivos
- Compreender os procedimentos para construção de modelos quantitativos por meio do princípio de verossimilhança;
- Compreender os conceitos teóricos que fundamentam esses procedimentos;
- Executar esses procedimentos com a linguagem R.
Pré-Requisitos
Conhecimento básico da linguagem R.
A página da disciplina de introdução ao R da Pós-Graduação em Ecologia da USP tem apostilas, tutoriais, exercícios e sugestões de leituras para o estudo da linguagem.
Conteúdo
Metodologia de Ensino
- Aulas teóricas
- Tutoriais e exercícios com a linguagem R
- Leitura e discussão de textos
Avaliação
Critérios
Participação nas atividades
O pré-requisito é a presença nas atividades, mas a avaliação é da qualidade de suas contribuições nas aulas teóricas e de discussão. Uma fração importante do tempo da disciplina está reservada para estudo por meio de leitura e tutoriais. Espera-se que você leia os textos, faça os tutoriais e reflita sobre ele antes de cada aula, e que isso resulte em contribuições efetivas às discussões em sala.
Prova
Haverá uma prova com questões objetivas sobre a matéria de todas as aulas, exceto a última (fundamentação teórica).
Discussão da Prova
- Blog de Discussão da Prova: deixe aqui suas dúvidas e comentários. Os professores farão suas considerações dia 28/06.
Trabalho final
Um ensaio de no máximo 2.000 palavras, sobre o impacto em sua pesquisa de um dos conceitos e/ou procedimentos abordados na disciplina. O ensaio deve ser escrito para colegas de sua área que não conhecem o assunto, com:
- Uma apresentação clara e didática do conceito ou procedimento;
- Uma discussão bem fundamentada de sua importância para sua pesquisa, e de outras similares.
PRAZO
O prazo para enviar o ensaio por correio eletrônico aos professores responsáveis é 30 de junho de 2009.
Cálculos
Pesos
- Participação: peso 2
- Prova: peso 1
- Ensaio: peso 7
Conceito Final
- Menos que 5,0 : D
- Entre 5,0 e menos que 6,5: C
- Entre 6,0 e menos que 8,0 : B
- 8,0 ou mais: A
Planilha de notas
Local e Horário
Horário das aulas
- Manhã (M): 9:00 - 12:30 h
- Tarde (T): 14:00 - 17:30 h
Salas de Aula
As aulas téoricas ocorrerão nas seguintes salas do Instituto de Biologia da USP:
- AG-Bot: auditório do Depto. de Botânica, Edifício André Dreyfus
- AG-Zoo: auditório do Depto. de Zoologia, Edifício Ernesto Marcus
- CD-5: sala 5 do Centro Didático
- Minas-1 e Minas-3: auditórios 1 e 3 do Edifício Félix Kurt Rawitscher (“Minas”)
Programação
Dia | Período | Atividade | Local | Tema | Leitura |
---|---|---|---|---|---|
01/06 | M | Aula Teor. | Minas-3 | Apresentação da disciplina e introdução à modelagem estatística | Hilborn & Mangel cap.1, Johnson & Omland 2004 |
01/06 | T | Aula Teor. | Minas-3 | Variáveis aleatórias discretas | Otto & Day pp. 513-536 |
02/06 | M&T | Estudo ind. | Variáveis aleatórias discretas | ||
03/06 | M | Discussão | AG-Bot | Variáveis aleatórias discretas | |
03/06 | T | Aula Teor. | AG-Bot | Variáveis aleatórias contínuas | Otto & Day pp. 536-558 |
04/06 | M&T | Estudo ind. | Variáveis aleatórias contínuas | ||
05/06 | M | Discussão | Minas-1 | Variáveis aleatórias contínuas | |
05/06 | T | Aula Teor. | Minas-1 | Função de Verossimilhança | Batista 2009, Hobbs & Hilborn 2006 apêndice A |
08/06 | M | Discussão | Minas-3 | Função de Verossimilhança | |
08/06 | T | Aula Teor. | Minas-3 | Ajuste de distribuições Seleção de modelos | Bolker pp. 169-176, Vismara 2009 pp. 12-26, opcionais: Anderson 2008 caps.2 e 3 |
09/06 | M&T | Estudo ind. | Ajuste de distribuições Seleção de modelos | ||
10/06 | M | Discussão | CD-5 | Ajuste de distribuições Seleção de modelos | |
10/06 | T | Aula Teor. | CD-5 | Modelos Gaussianos | Bolker pp.298-308, Batista 2008 |
15/06 | M&T | Estudo ind. | Modelos Gaussianos | ||
16/06 | M | Aula Teor. | Minas-3 | Modelos Poisson e Binomial | Bolker pps. 182-184, 201-208, 308-312, Faraway 2006 cap. 2 (opcional) |
16/06 | T | Discussão | Minas-3 | Modelos Gaussianos | |
17/06 | M&T | Estudo ind. | Modelos Poisson e Binomial | ||
18/06 | M | Discussão | AG-Zoo | Modelos Poisson e Binomial | |
18/06 | T | Aula Teor. | AG-Zoo | Fundamentação teórica | Lewin Koh et al. 2004, Hilborn & Mangel cap.2, Royall 2007, Hobbs & Hilborn 2006 |
19/06 | M | Prova | AG-Bot | Toda a matéria até aqui, exceto fundamentação teórica | |
19/06 | M | Palestra | AG-Bot | Otimização | Bolker cap. 7 (opcional) |
19/06 | T | Discussão | AG-Bot | Fundamentação Teórica |
Bibliografia
Leituras Básicas para as Aulas
Nota
A Resolução 5213 da Reitoria da USP permite que professores disponibilizem artigos e partes de livros adotados para uso estrito nas atividades de sua disciplina, apenas pelos alunos regularmente inscritos nela.
- Anderson, D. R. (2008). Model based inference in the life sciences: a primer on evidence. New York, Springer.
- Batista, J.L.F. (2009). Inferência em Recursos Florestais e Ecologia: A Abordagem da Verossimilhança. Resumo de Palestra, Eslaq, Piracicaba.
- Batista, J.L.F. (2009). Verossimilhança e Máxima Verossimilhança (apostila).
- Bolker, B. (2008). Ecological Models and Data in R. Princeton, Princeton University Press. Uma versão de trabalho bem similar ao livro publicado está disponível em: http://www.zoo.ufl.edu/bolker/emdbook/index.html .
- Hilborn, R. & Mangel, M. (1997). The Ecological Detective – Confronting Models with Data. Princeton, Princeton University Press.
- Hobbs, N.T. & Hilborn, R. (2006). Alternatives to statistical hypothesis testing in ecology: A guide to self-teaching. Ecological Applications: 16(1): 5-19. Apendices
- Johnson, J. B. & Omland, K. S. (2004). Model selection in ecology and evolution. Trends in Ecology and Evolution 19:101-108.
- Lewin-Koh N., Taper, M. L. & Lele, S. R. (2004). A brief tour of statistical concepts. In: The nature of scientific evidence (eds. ML Taper and SR Lele), University of Chicago Press, pp 3 -16.
- Otto, S. P. & Day, T. (2007). A biologist's guide to mathematical modelling in ecology and evolution. Princenton, Princenton University Press.
- Royall, R. M. (2007) The likelihood paradigm for statistical evidence. In: The nature of scientific evidence (eds. ML Taper and SR Lele), University of Chicago Press, pp 119–152.
- Vismara, E. S. (2009). Seleção de Modelos Empíricos através do Critério de Informação de Akaike. In: Mensuração da biomassa e seleção de modelos para construção de equações de biomassa. Dissertação de Mestrado, ESALQ-USP, Piracicaba, p.12-26. pdf
Leituras Adicionais
- Burnham, K. P., & Anderson, D. R. (2002). Model Selection and Multimodel Inference: A Practical-Theoretic Approach, 2nd ed. New York, Springer-Verlag.
- Edwards, A. W. F. 1972. Likelihood – An Account of the Statistical Concept of Likelihood and its Application to Scientific Inference. New York, Cambridge University Press.
- Edwards, A. W. F. 1974. History of Likelihood. Int. Stat. Rev. 42: 9-15.
- Faraway, J. 2006. Extending the Linear Model with R. Chapman & Hall/CRC.
- Lindsey J. K. (1999) Some statistical heresies. Statistician 48:1–40.
- Lindsey J. K. (1999) On the construction and comparison of statistical models for scientific discovery. Disponível na página do autor.
- Royall, R. M. (2000). Statistical Evidence: A Likelihood Paradigm. London, Chapman and Hall.
- Royle, J. A. & Dorazio, R. (2008). Hierarchical Modeling And Inference In Ecology: The Analysis Of Data From Populations, Metapopulations And Communities. Oxford, Academic Press.
- Sober, E. 2008. Evidence and Evolution: the logic behind the science. Cambridge, Cambridge University Press.
- Taper, M. L. & Lele, S. R. 2004. The Nature of Scientific Evidence – Statistical, Philosophical and Empirical Considerations. Chicago, Chicago University Press.