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비만율 자료에 대한 베이지안 공간 분석
Bayesian spatial analysis of obesity proportion data 원문보기

Journal of the Korean Data & Information Science Society = 한국데이터정보과학회지, v.27 no.5, 2016년, pp.1203 - 1214  

최정순 (한양대학교 수학과, 한양대학교 자연과학연구소)

초록
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비만은 그 자체가 질병이면서 다른 질병의 위험인자로 사회경제학적 요인과 관련성이 높다. 급증한 국내 비만인구에 대한 사회적 차원에서의 예방을 위하여 비만과 연관성이 있는 사회경제적 요인을 파악하는 것이 중요하다. 특히, 비만과 사회경제학적 요인간의 연관성은 성별에 따라 상이할 수 있으며 지역적 변동성 역시 존재한다. 본 논문에서는 공간적 상관성을 고려하여 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인의 효과를 성별에 따라 추정하고자 한다. 공간적 상관성을 설명하기 위하여 베이지안 접근법을 기반으로 한 조건부 자기회귀모형을 고려하였다. 실증예제로 2010년 서울시 25개 자치구별 비만율 자료에 대하여 제안한 공간 모형과 공간적 상관성을 고려하지 않은 모형을 적합시켜본 결과, 공간적 상관성을 고려한 모형이 모형의 적합도와 예측력 측면에서 더 우수함을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Obesity is a risk factor for various diseases as well as itself a disease and associated with socioeconomic factors. The obesity proportion has been increasing in Korea over about 15 years so that investigation of the socioeconomic factors related with obesity is important in terms of preventation o...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  •  향후, 비만율에 대한 시공간 자료를 이용하여 시간과 공간 상관성을 동시에 고려한 모형을 적합하고자 한다. 더불어 비만율과 사회경제적 요인간의 연관성에 해당하는 회귀계수에 시간과 공간 상관성을 고려한 모형을 개발하고자 한다. 이를 통해 비만에 대한 사회경제적 요인의 효과를 시간과 공간적 측면에서 심도있게 연구하고자 한다.
  • 따라서, 본 연구에서 이런 공간적 상관성을 고려한 베이지안 계층적 모형 (Bayesian hierarchical model)을 이용하여 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인을 추정하고자 한다. 더불어, 성별에 따라 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인을 비교하고자 한다. 마지막으로, 고려한 자료를 이용하여 공간 상관성을 고려하지 않은 모형과 고려한 모형을 모형의 적합도의 예측력 측면에서 비교 분석함으로써 공간 모형의 중요성을 나타내고자 한다.
  • 따라서, 국내자료를 기반으로 성별에 따른 비만과 사회경제적 요인간의 관련성에 관한 연구를 진행하고자 한다.
  • 즉, 행정자치구 자료는 공간 자료 중에서도 격자자료 (lattice data)로 지역 간의 공간 상관성이 존재할 수 있다 (An 등, 2015; Lee와 Park, 2015). 따라서, 본 연구에서 이런 공간적 상관성을 고려한 베이지안 계층적 모형 (Bayesian hierarchical model)을 이용하여 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인을 추정하고자 한다. 더불어, 성별에 따라 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인을 비교하고자 한다.
  • 195로 성별에 대한 양의 선형 상관관계가 존재하지만 상관성이 높다고는 말할 수 없다. 따라서, 본 연구에서는 성별을 동시에 고려한 이변량 분석이 아닌 성별에 따른 각각의 단변량 분석을 진행하여 비교하고자 한다.
  • 본 연구에서는 2010년도 서울시 각 행정자치구별 비만율과 사회경제적 요인들 간의 연관성을 성별에 따라 비교하고자 한다. 2010년 서울시는 25개 자치구로 이루어졌으며, 모든 자료는 서울통계 사이트에서 취합하였다 (http://stat.
  • 본 연구에서는 비만과 관련하여 개인자료가 아닌 서울시 행정자치구 별 비만율 자료와 사회경제적 요인을 이용하여 분석을 진행하고자 한다. 즉, 행정자치구 자료는 공간 자료 중에서도 격자자료 (lattice data)로 지역 간의 공간 상관성이 존재할 수 있다 (An 등, 2015; Lee와 Park, 2015).
  • 본 절에서는 3.1절에서 소개한 조건부 자기회귀 모형 중에서 ICAR 모형을 고려한 경우, 베이지안 추정법을 사용하여 모형에서 고려한 모수들을 추정하는 과정을 기술하고자 한다. 성별그룹 k(=1, 2)에 대한 모형에서 고려한 모든 모수들을 θk = (#)T으로 정의하고, 자료 Ok =(Ok1, · · · , OkN )T의 우도함수는 다음과 같이 표현이 된다.
  • 2절에서는 본 논문에서 사용할 비만율과 사회경제적 요인에 해당하는 자료를 소개하고, 3절에서는 베이지안 공간 모형을 제시하였다. 여기서, 공간적 상관성을 나타내는 모형에 대해서도 소개하였다. 4절에서는 3절에서 소개한 모형을 자료에 적합한 후 결과를 제시하였으며, 마지막으로 5절에서는 결론을 제시하였다.
  • 이 논문에서는 회귀계수에 대한 사전분포로 분산이 큰 무정보적 사전분포를 다음과 같이 고려하였다.
  • 더불어 비만율과 사회경제적 요인간의 연관성에 해당하는 회귀계수에 시간과 공간 상관성을 고려한 모형을 개발하고자 한다. 이를 통해 비만에 대한 사회경제적 요인의 효과를 시간과 공간적 측면에서 심도있게 연구하고자 한다.

가설 설정

  • 본 연구에서는 두 지역의 경계선이 공유하는 경우를 인접하다라고 정의하고, wij를 지역 i와 지역 j가 서로 인접하면 1의 값을 가지고, 그렇지 않으면 wij = 0의 값을 갖는다고 가정하다. 그렇다면 wi+는 i지역에 인접한 지역의 총 개수로 정의된다.
  • , N)번째 자치구의 남성의 비만율을 O1i이라고 하고, 여성의 비만율을 O2i라고 하자. 비만율은 연속형 자료로 다음 모형을 가정한다
  • 는 공간 임의성분 (random component)으로 공간적 상관 구조 (spatially correlated structure)를 가지며 더불어 남성과 여성의 비만율의 상관성까지 고려할 수 있다. 일반적으로 두 자료의 상관 성이 높다면 공간적 상관성과 자료의 상관성까지 고려한 이변량 조건부 자기회귀 모형 (bivariate conditionally autoregressive model; bivariate CAR model)이 적합하지만, 본 연구에서 고려하는 2010년 서울시 자치구별 비만율 자료는 성별에 따라 약한 양의 상관성이 존재하기 때문에, 성별에 따라 독립적인 공간 상관성을 고려하는 단변량 조건부 자기회귀 모형을 가정한다. 3.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비만은 WHO에의하면 어떤질병이라 알려져 있는가? 비만은 그 자체가 질병임과 동시에 당뇨병, 심혈관 질환, 그리고 암을 포함한 다양한 질병의 위험인자로 알려져 있다 (WHO, 2000). 보건복지부 조사에 따르면 1998년 체질량 지수에 의한 성인 남성의 비만율은 25.
공간적 상관성을 설명하기 위하여 베이지안 접근법을 기반으로한 어떤 모형을 고려하였는가? 본 논문에서는 공간적 상관성을 고려하여 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인의 효과를 성별에 따라 추정하고자 한다. 공간적 상관성을 설명하기 위하여 베이지안 접근법을 기반으로 한 조건부 자기회귀모형을 고려하였다. 실증예제로 2010년 서울시 25개 자치구별 비만율 자료에 대하여 제안한 공간 모형과 공간적 상관성을 고려하지 않은 모형을 적합시켜본 결과, 공간적 상관성을 고려한 모형이 모형의 적합도와 예측력 측면에서 더 우수함을 알 수 있었다.
공간적 상관성을 고려한 베이지안 계층적 모형을 이용하여 이용하여 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인을 추정하고자 하는 이유는? 본 연구에서는 비만과 관련하여 개인자료가 아닌 서울시 행정자치구 별 비만율 자료와 사회경제적 요인을 이용하여 분석을 진행하고자 한다. 즉, 행정자치구 자료는 공간 자료 중에서도 격자자료 (lattice data)로 지역 간의 공간 상관성이 존재할 수 있다 (An 등, 2015; Lee와 Park, 2015). 따라서, 본 연구에서 이런 공간적 상관성을 고려한 베이지안 계층적 모형 (Bayesian hierarchical model)을 이용하여 비만율에 영향을 미치는 사회경제적 요인을 추정하고자 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. An, D., Han, J., Yoon, T., Kim, C. and Noh, M. (2015). Small area estimations for disease mapping by using spatial model. Journal of the Korean Data & Information Science Society, 26, 101-109. 

  2. Banerjee, S., Carlin, B. P. and Gelfand, A. E. (2004). Hierarchical modeling and analysis for spatial data, Chapman & Hall, New York. 

  3. Besag, J. (1974). Spatial interaction and the statistical analysis of lattice systems (with discussion). Journal of the Royal Statistical Society B, 36, 192-236. 

  4. Brook, D. (1964). On the distinction between the conditional probability and the joint probability approaches in the specification of nearest-neighbour systems. Biometrika, 51, 481-483. 

  5. Clifford, P. (1990). Markov random fields in statistics. In Disorder in Physical Systems. Oxford University Press, Oxford, 20-32. 

  6. Cressie, N. (1993). Statistics for spatial data, John Wiley & Sons, New York. 

  7. Gelman, A. (2006). Prior distributions for variance parameters in hierarchical models. Bayesian Analysis, 1, 515-533. 

  8. Gelman, A. and Rubin, D. B. (1992). Inference from iterative simulation using multiple sequences. Statistical Science, 7, 457-472. 

  9. Kang, H. T., Lee, H. R., Lee, Y. J., Linton, J. A. and Shim, J. Y. (2013). Relationship between employment status and obesity in a Korean elderly population, based on the 2007-2009 Korean National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES). Archives of gerontology and geriatrics, 57, 54-59. 

  10. Kang, J. H, Jeong, B. G., Cho, Y. G., Song, H. R. and Kim, K. A. (2011). Socioeconomic costs of overweight and obesity in Korean adults. Journal of Korean Medical Science, 26, 1533-1540. 

  11. Lee, W. J. and Park, C. (2015). Prediction of apartment prices per unit in Daegu-Gyeongbuk areas by spatial regression models. Journal of the Korean Data & Information Science Society, 26, 561-568. 

  12. McLaren, L. (2007). Socioeconomic status and obesity. Epidemiologic reviews, 29, 29-48. 

  13. Ogden, C. L., Lamb, M. M., Carroll, M. D. and Flegal, K. M. (2010). Obesity and socioeconomic status in adults: United states, 2005-2008. NCHS data brief, 50, 1-8. 

  14. Plummer, M., Best, N. G., Cowles, K. and Vines, K. (2006). coda: Convergence Diagnosis and Output Analysis for MCMC. R News, 6, 7-11. 

  15. Sobal, J. and Stunkard, A. J. (1989). Socioeconomic status and obesity: A review of the literature. Psychological bulletin, 105, 260-275. 

  16. Spiegelhalter, D. J., Best, N., Carlin, B. P. and van der Linde, A. (2002). Bayesian measures of model complexity and fit (with discussion). Journal of the Royal Statistical Society B, 64, 583-639. 

  17. Stern, H. S. and Cressie, N. (1999). Inference for extremes in disease mapping. In Disease Mapping and Risk Assessment for Public Health, edited by A. B. Lawson, A. Biggeri, D. Boehning, E. Lesaffre, J. F. Viel, and R. Bertolline, 63-84, Wiley, New York. 

  18. World Health Organization. (2000). Obesity: Preventing and managing the global epidemic (No. 894), World Health Organization, Geneva. 

  19. Yoo, S., Cho, H. J. and Khang, Y. H. (2010). General and abdominal obesity in South Korea, 1998-2007: Gender and socioeconomic differences. Preventive medicine, 51, 460-465. 

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