Un Nuevo Método para Analizar Datos Ordenados
Presentamos el bosque de correlación ordenada para un mejor análisis de los resultados clasificados.
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Tabla de contenidos
Muchos estudios en ciencias sociales analizan resultados que tienen categorías que se pueden ordenar. Ejemplos de esto podrían ser cómo las personas califican su felicidad o su salud. Métodos comunes para entender estos resultados incluyen modelos llamados logit ordenado y probit ordenado. Sin embargo, estos métodos pueden tener reglas estrictas sobre cómo deberían comportarse los datos, lo que puede no encajar bien con los hallazgos de la vida real.
Nuevo Método
Este artículo presenta una nueva forma de analizar resultados ordenados llamada el bosque de correlación ordenado. Este método puede manejar mejor la complejidad de los datos sin requerir reglas estrictas sobre cómo se comportan. Al usar una versión modificada del enfoque de bosque aleatorio, el bosque de correlación ordenado crea una serie de bosques más pequeños, cada uno estimando cuán probable es que un resultado caiga en una categoría específica.
Por qué los Métodos Tradicionales No Siempre Funcionan
Los modelos tradicionales como el logit ordenado y el probit ordenado buscan estimar probabilidades de elección condicionales, lo que significa que intentan averiguar cuán probable es un cierto resultado basado en diferentes factores (Covariables). Para hacer esto, dependen de ciertas suposiciones sobre la distribución de los datos, lo que puede causar problemas si los datos reales no se ajustan a esas suposiciones.
Por ejemplo, muchos de estos modelos se basan en un enfoque lineal, lo que significa que suponen que los cambios en las covariables conducen a cambios proporcionales en los resultados. Pero en la realidad, las cosas suelen ser no lineales y más complejas. Además, los métodos tradicionales pueden tener dificultades con el hecho de que los resultados están clasificados pero no medidos en una escala que dé distancias precisas entre categorías.
El Bosque de Correlación Ordenado
El bosque de correlación ordenado busca superar las limitaciones de los métodos tradicionales. Utiliza un concepto conocido como criterios de división durante la construcción de árboles en bosques aleatorios para crear múltiples modelos que se centran específicamente en la estructura de los resultados ordenados. Cada modelo se enfoca en predecir cuán probable es que un resultado esté en una categoría particular sin asumir ninguna distribución particular de los términos de error.
Después de crear los bosques, se hacen predicciones que siempre caen dentro de un rango específico, asegurando que siempre sean probabilidades válidas. Además, el modelo permite calcular los efectos de diferentes covariables (o factores) sobre estas probabilidades predichas de una manera que es consistente y confiable.
Un Enfoque Honesto
Una característica clave del bosque de correlación ordenado es lo que se llama "honestidad". Esto significa que diferentes partes de los datos se utilizan para crear las divisiones en los árboles y para calcular predicciones. Esto es crucial para asegurar que las predicciones hechas por los bosques no estén sesgadas.
Cuando las predicciones consideran correctamente la estructura de los datos, pueden dar una buena estimación de los efectos que factores individuales tienen sobre los resultados. Esto es significativo para los investigadores porque les permite hacer mejores inferencias sobre las relaciones entre diferentes variables.
Evaluación del Rendimiento
Para ver qué tan bien funciona el bosque de correlación ordenado en comparación con los métodos tradicionales, los autores realizaron pruebas usando tanto datos sintéticos (datos inventados diseñados para imitar escenarios del mundo real) como datos del mundo real.
En las pruebas con datos sintéticos, el nuevo método consistentemente tuvo un mejor rendimiento que los métodos basados en bosque tradicional. Mostró una mayor precisión en las predicciones y pudo generar intervalos de confianza válidos para los efectos estimados.
Al usar conjuntos de datos reales, los resultados también fueron prometedores. El bosque de correlación ordenado mostró un rendimiento competitivo en comparación con otros métodos. Si bien en algunos conjuntos de datos más pequeños los métodos tradicionales funcionaron un poco mejor, a medida que aumentaron los tamaños de muestra, el bosque de correlación ordenado a menudo superó a estos otros métodos.
Entendiendo los Efectos Marginales
No solo es importante saber la probabilidad de que un resultado caiga en una categoría determinada. Los investigadores también quieren entender los efectos marginales, que analizan cómo un cambio en uno de los factores (covariables) impacta la probabilidad de que el resultado caiga en una categoría específica.
El bosque de correlación ordenado permite la estimación de estos efectos marginales en diferentes puntos, como la media o mediana de las covariables. Con esta capacidad, los investigadores pueden obtener ideas sobre cómo diferentes factores influyen en sus resultados de interés.
Consistencia y Fiabilidad
El bosque de correlación ordenado está diseñado para proporcionar resultados consistentes. Esto significa que a medida que se recopilan más datos, las predicciones se estabilizarán y se volverán más precisas. Como resultado, el método se considera una opción confiable para analizar resultados ordenados.
Al adaptar la metodología de bosque aleatorio y aplicarla a datos ordenados, el nuevo estimador mantiene las propiedades deseables de los bosques aleatorios. Esto incluye la capacidad de estimar varianzas y generar intervalos de confianza, que son cruciales para realizar inferencias estadísticas válidas.
Conclusión
El bosque de correlación ordenado representa un avance significativo en el análisis de resultados no numéricos ordenados. Su diseño le permite capturar de manera efectiva la complejidad de los datos del mundo real sin caer en las trampas de los métodos tradicionales que dependen de suposiciones estrictas.
Al proporcionar predicciones confiables y la capacidad de entender los efectos de varios factores, el bosque de correlación ordenado tiene un gran potencial como herramienta poderosa para investigadores en ciencias sociales y más allá. La evidencia tanto de datos sintéticos como del mundo real muestra que puede superar los métodos existentes, haciendo de él una adición valiosa al conjunto de herramientas para analizar resultados ordenados.
A medida que los estudios continúan explorando diversos campos, este método podría allanar el camino para obtener insights más precisos sobre cómo las personas evalúan su bienestar, salud y otros resultados ordenados en la vida.
Título: Ordered Correlation Forest
Resumen: Empirical studies in various social sciences often involve categorical outcomes with inherent ordering, such as self-evaluations of subjective well-being and self-assessments in health domains. While ordered choice models, such as the ordered logit and ordered probit, are popular tools for analyzing these outcomes, they may impose restrictive parametric and distributional assumptions. This paper introduces a novel estimator, the ordered correlation forest, that can naturally handle non-linearities in the data and does not assume a specific error term distribution. The proposed estimator modifies a standard random forest splitting criterion to build a collection of forests, each estimating the conditional probability of a single class. Under an "honesty" condition, predictions are consistent and asymptotically normal. The weights induced by each forest are used to obtain standard errors for the predicted probabilities and the covariates' marginal effects. Evidence from synthetic data shows that the proposed estimator features a superior prediction performance than alternative forest-based estimators and demonstrates its ability to construct valid confidence intervals for the covariates' marginal effects.
Autores: Riccardo Di Francesco
Última actualización: 2023-09-15 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2309.08755
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.08755
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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