Browsing by Author "Buchwald, Jadwiga"

Lineaariset sekamallit mahdollistavat jatkuvaluonteisen vastemuuttujan mallintamisen yksilötason kiinteillä tekijöillä ja ryhmäkohtaisilla satunnaisilla tekijöillä. Mallin kiinteät tekijät selittävät vastemuuttujan systemaattista vaihtelua, kun taas mallin satunnaiset tekijät selittävät vastemuuttujan satunnaisvaihtelua. Mallin satunnaisosan avulla voidaan arvioida ryhmien sisäisen ja välisen vaihtelun luonnetta. Tällainen aineistossa vallitsevien kovarianssirakenteiden huomioiminen mahdollistaa löydetyn mallin yleistämisen myös sellaisiin ryhmiin, joiden havaintoja eli mittaustuloksia ei käytetty mallia muodostettaessa, mutta joiden ajatellaan kuuluvan samaan perusjoukkoon. Tässä pro gradu -tutkielmassa esitetään lineaaristen sekamallien teoriaa ja näytetään, miten lineaarisia sekamalleja voidaan soveltaa järvien kasviplanktonin tilan arvioinnissa. Päätavoitteena oli selvittää, miten järvien kasviplanktonin tilan arviointia ja seurantaa voitaisiin tehostaa lineaarisilla sekamalleilla. Runsasjärviselle Suomelle kattava järvivesien tilan seuranta on haasteellista, ja valitettavasti tärkeiden biologisten muuttujien seuranta on monin paikoin puutteellista. Järvien tilan arvioinnissa käytetään luokittelua, joka tehdään kuuden vuoden välein. Tutkimuksessa keskityttiin tarkastelemaan yhtä luokittelussa käytettyä biologista laatutekijää kasviplanktonia ja sen kolmea luokittelumuuttujaa, joista on olemassa niukemmin mittauksia. Kullekin muuttujalle muodostettiin lineaariset sekamallit olemassa olevan aineiston pohjalta. Selittäjinä malleissa oli aineistossa kattavammin edustettuja muuttujia. Tarkoituksena oli selvittää, voidaanko näiden kolmen tärkeän muuttujan arvoja estimoida luotettavasti lineaarisilla sekamalleilla kun suorat mittaukset puuttuvat. Tällöin järvikohtaiset arviot kasviplanktonmuuttujien tilasta perustuisivat kattavampaan aineistoon, ja entistä useammalle järvelle saataisiin laskettua kyseiset arviot luokittelua varten. Lisäksi tavoitteena oli selvittää, mitkä muuttujat selittävät muuttujien systemaattista vaihtelua, ja mitkä tekijät vaikuttavat muuttujien satunnaisvaihteluun ja miten. Tutkimusta varten muodostettiin vuodet 2006—2012 kattava havaintopaikka- ja päivämääräkohtainen paneeliaineisto Suomen järvien kasviplankton- ja fysikaalis-kemiallisten muuttujien havaintoarvoista. Jotta mahdollisimman moni puuttuva arvo saatiin täydennettyä estimaatilla, käytettiin kaksivaiheista mallinnusta. Puuttuvat arvot täydennettiin ensin parhaan mallin antamilla estimaateilla, jonka jälkeen mallista rajattiin sellainen selittäjä pois, josta oli vähiten havaintoarvoja, ja loppuja puuttuvia arvoja täydennettiin rajatun mallin estimaateilla. Kaikille kolmelle vastemuuttujalle löydettiin luotettavat lineaariset sekamallit ja muuttujista olevien arvojen määrä saatiin nelinkertaistettua. Edustettujen vesimuodostumien määrää saatiin kasvatettua viidenneksellä. Satunnaisosan perusteella muuttujien satunnaisvaihtelua selittää enimmäkseen vuosi, mutta yhden muuttujan kohdalla myös kuukaudella näyttäisi olevan vaikutusta. Koska muuttujien havaintoarvot saadaan samoista näytteistä, tutkimus alleviivaa sekä vuosi- että kuukausiedustuksen tärkeyttä näytteenotossa. Ennen kaikkea tässä tutkielmassa osoitetaan, että lineaarisilla sekamalleilla voidaan saavuttaa kattavampaa järvien tilan arviointia tuottamalla täydentäviä estimaatteja luokittelussa käytetyistä tärkeistä muuttujista niille järville, joista mittaukset puuttuvat tai ovat vähäiset.