bootstrap方法在渔业捕捞分层抽样调查中的应用分析

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1、第36卷第l期海洋渔业Vo1．36，No．12014焦01,qMarineFisheriesJan．，2014文章编号：1004—2490(2014)01—0057—06Bootstrap方法在渔业捕捞分层抽样调查中的应用分析张寒野，沈振华，杨建忠，曹萍，谢营梁，陈恩友(1．中国水产科学研究院东海水产研究所，农业部东海与远洋渔业资源开发利用重点实验室，上海200090：2．江苏省太湖渔业管理委员会办公室，苏州215168；3．中国水产学会，北京100122)摘要：应用Bootstrap方法，对太湖捕捞渔业抽样调

2、查参数估计进行研究，探讨分层抽样调查在捕捞产量统计中的应用。随机抽样模拟的结果表明，有放回的Bootstrap方法适用于抽样比例较小的分层抽样调查。对于总体分布未知且样本量容量有限的情况下分层抽样调查的方差估计，重权Bootstrap方法相比其它方法具有明显的优势，适合用于渔业抽样调查工作。关键词：Bootstrap；分层抽样；渔业统计中图分类号：S932．4文献标识码：A渔业统计数据是进行有效渔业管理的重要还少有报道。本文应用Bootstrap方法，对太湖捕基础，我国的渔业统计主要采用全面调查、逐级捞渔业抽样

3、调查参数估计进行研究，以探讨分层上报的方式，存在着诸多弊端。而抽样调查可以抽样调查在捕捞产量统计中的应用，为建立科学从较少的样本推断研究总体特征，具有省时省的渔业统计体系提供理论基础。力、实施灵活的优点J，已在各行业得到广泛应1材料与方法用。近年来，我国也已开展了以抽样为基础的渔业调查工作，以减少人为因素干扰，降低统计1．1数据来源成本。取自太湖捕捞渔业调查资料，2009年通过入捕捞渔业的特点是不同作业类型、作业区户访问获得每条船当年的总产量，为全面调查数域、作业对象之间渔获差异较大，因此往往采用据。分层抽样的

4、方式统计捕捞产量，使样本在总体中1．2抽样设计分布更加均匀，具有更好的代表性，提高估计精分别以作业方式、作业方式与作业区域的组度。但是经过分层后，层内的抽样样本数量可能合2种方式作为分层标志将渔船分层。太湖捕不足，难以确定样本的分布特征，不适合用常规捞生产渔船有9种作业方式，其中抄网、大钩、小的方法进行评估。钓和小兜网的船数较少，可进行合并，因此按作Bootstrap方法是由EFRONl3最先提出的一业方式可分为6层。根据生产渔船地理分布，可种非参数统计方法，其基本思想是在原始样本中划分为4个渔区，作业方式和作

5、业区域的组合可采用有回放重新取样，以克服有限样本统计推断将渔船分为20层。各层的渔船比例见表1。问题。目前Bootstrap方法在渔业统计中的应用收稿日期：2013—09—30基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金资助项目(2009T01)；农业部专项作者简介：张寒野(1974一)，男，副研究员，硕士，从事海洋渔业资源研究。E—mail：hy@eastfishery．ae．on通讯作者：陈恩友．E—mail：chenenyou@hotmail．com58海洋渔业2014年设总体为Ⅳ，可划分为日层，

6、每个层包含的Bootstrap估计量l，。方差估计量计算方法同式船数为Ⅳ(h=1，2，⋯)。对每个层做简单随(2)。机抽样，假设从第h层个总体中抽取了n个1．4估计量的质量评价样本，则总产量的无偏估计量yL为：以2009年太湖捕捞渔业全面调查资料为数H^据源，按1．3步骤分别对朴素Bootstrap和重权Y=∑Y(1)，Bootstrap进行R：5000次重复模拟抽取，得到式(1)中，W为第h层内第i个样本船的权重，YBootstrap估计量和方差估计量的经验分布。为了为第h层内第i个样本船的产量，其值为人样概

7、衡量估计量的优劣，采用以下两个统计量对结果^，，率的倒数，即：=。进行评估。h用相对偏倚(RB)评估估计量的精度：1．3Bootstrap方差估计1．3．1朴素Bootstrap(NaiveBootstrap)RB[O]亩(o)／o(4)(i)在每个层内，以有放回随机抽样方式从用相对均方根误差(RRMSE)评估估计量的n个样本中抽取n个样本，按式(1)计算y。(ii)重复步骤(i)B次，得到个Bootstrap估稳定性：RRMSE[bJ-√去圭()一0)2／0(5)计量y。B是一个足够大的数，比如取10001．

8、5设计效率次。Bootstrap方差估计量为：采用设计效率(D评价不同抽样设计的效1B_‰(I，)(，，)(2)果，其计算公式为：。eff=(6)式(2)中，为第b次Bootstrap估计量，Y=BXYb*式(6)，V(0)中为所考虑的抽样设计估计量的方：。差，'／s(0)为相同样本量下简单随机抽样估计量但是朴素Bootstrap法所得结果不是一致估的方差。计量⋯，为此RAO等又提出一