POT超閾值模型和極值理論EVT分析|附代碼數(shù)據(jù)
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最近我們被客戶要求撰寫關(guān)于極值理論的研究報(bào)告,包括一些圖形和統(tǒng)計(jì)輸出。
本文依靠EVT對任何連續(xù)分布的尾部建模。尾部建模,尤其是POT建模,對于許多金融和環(huán)境應(yīng)用至關(guān)重要
POT模型其主要動機(jī)是為高洪水流量的概率模型提供實(shí)用工具。但是,EVT的優(yōu)勢在于結(jié)果不取決于要建模的過程。因此,人們可以使用POT來分析降水,洪水,金融時(shí)間序列,地震等。
特征
POT軟件包可以執(zhí)行單變量和雙變量極值分析;一階馬爾可夫鏈也可以考慮。例如,目前使用18個(gè)?估算器擬合(單變量)GPD ?。這些估算器依靠三種不同的技術(shù):
極大似然:MLE,LME,MPLE
動量法:MOM,PWM,MED
距離最小化:MDPD和MGF估計(jì)器。
與單變量情況相反,沒有用于對超過閾值的雙變量超出進(jìn)行建模的有限參數(shù)化。POT允許對雙變量GPD進(jìn)行6種參數(shù)化:對數(shù)模型,負(fù)對數(shù)模型和混合模型-以及它們各自的不對稱版本。
最后,可以使用二元GPD擬合一階馬爾可夫鏈,以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)連續(xù)觀測值的聯(lián)合分布。
在本節(jié)中,我們明確介紹了軟件包中一些最有用的功能。但是,對于完整的描述,用戶可能希望查看軟件包的小插圖和軟件包的html幫助。
GPD?計(jì)算:模擬來自GPD(0,1,0.2)的樣本:
x?<-?rgpd(100,?0,?1,?0.2)##評估x?=?3時(shí)的密度和不超過的概率:dgpd(3,?0,?1,?0.2);?pgpd(3,?0,?1,?0.2)#計(jì)算非超出概率為0.95的分位數(shù):qgpd(0.95,?0,?1,?0.2)y?<-?rbvgpd(100,?mo##評估不超過(5,14)的可能性pbvgpd(c(3,15),?mode
GPD?擬合##最大似然估計(jì)(閾值=?0):mle?<-?fgpd(x,?0)##最大似然估計(jì)(閾值=?0):pwu?<-?fgpd(x,?0,?"pwmu")##最大擬合優(yōu)度估算器:adr?<-?fgpd(x,?0,?"mgf"##指定已知參數(shù):fgpd(x,?0,?"mple",##指定數(shù)值優(yōu)化的起始值:fgpd(x,?0,?"mdpd",?start?=##擬合具有邏輯依存關(guān)系的雙變量GPD:log?<-?fitbv
繪圖用于單變量和雙變量情況的通用函數(shù):
plot(mle);?plot(log)

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R語言極值推斷:廣義帕累托分布GPD使用極大似然估計(jì)、輪廓似然估計(jì)、Delta法

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返回等級圖:


概率圖和QQ圖
qq(mle)

繪制密度

繪制Pickands的依賴函數(shù):

光譜密度圖:

對數(shù)似然(分位數(shù)):
confint(mle,?prob?=?0.95)

對數(shù)似然(參數(shù)):
confint(mle,?"shape")


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