亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

How to quantify interaction strengths? A critical rethinking of the interaction Jacobian and evaluation methods for non-parametric inference in time series analysis

系列(地层学) 雅可比矩阵与行列式 推论 参数统计 时间序列 计量经济学 参数化模型 计算机科学 数学 应用数学 人工智能 统计 机器学习 地质学 古生物学
作者
Takeshi Miki,Chun‐Wei Chang,Po‐Ju Ke,Arndt Telschow,Cheng‐Han Tsai,Masayuki Ushio,Chih‐hao Hsieh
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2411.09030
摘要

Quantifying interaction strengths between state variables in dynamical systems is essential for understanding ecological networks. Within the empirical dynamic modeling approach, multivariate S-map infers the interaction Jacobian from time series data without assuming specific dynamical models. This approach enables the non-parametric statistical inference of interspecific interactions through state space reconstruction. However, deviations in the biological interpretation and numerical implementation of the interaction Jacobian from its mathematical definition pose challenges. We mathematically reintroduce the interaction Jacobian using differential quotients, uncovering two problems: (1) the mismatch between the interaction Jacobian and its biological meaning complicates comparisons between interspecific and intraspecific interactions; (2) the interaction Jacobian is not fully implemented in the parametric Jacobian numerically derived from given parametric models, especially using ordinary differential equations. As a result, model-based evaluations of S-map methods become inappropriate. To address these problems, (1) we propose adjusting the diagonal elements of the interaction Jacobian by subtracting 1 to resolve the comparability problem between inter- and intraspecific interaction strengths. Simulations of population dynamics showed that this adjustment prevents overestimation of intraspecific interaction strengths. (2) We introduce an alternative parametric Jacobian and then cumulative interaction strength (CIS), providing a more rigorous benchmark for evaluating S-map methods. Furthermore, we demonstrated that the numerical gap between CIS and the existing parametric Jacobian is substantial in realistic scenarios, suggesting CIS as preferred benchmark. These solutions offer a clearer framework for developing non-parametric approaches in ecological time series analysis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wjy完成签到 ,获得积分10
1秒前
简单的元珊完成签到 ,获得积分10
4秒前
Moonpie应助sealking采纳,获得10
13秒前
wcwpl发布了新的文献求助10
14秒前
26秒前
28秒前
AllRightReserved应助1234采纳,获得10
29秒前
30秒前
愤怒的小鸽子完成签到,获得积分10
33秒前
jordan发布了新的文献求助10
34秒前
大气凝云发布了新的文献求助10
38秒前
Guozixin完成签到 ,获得积分10
41秒前
11发布了新的文献求助10
41秒前
EBsisyphs应助晴子采纳,获得10
47秒前
科研通AI6.2应助大气凝云采纳,获得10
49秒前
闲鱼电脑完成签到,获得积分10
49秒前
52秒前
58秒前
米饭儿发布了新的文献求助10
59秒前
loii应助科研通管家采纳,获得20
1分钟前
11完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wcwpl发布了新的文献求助10
1分钟前
晴子发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
涛1完成签到 ,获得积分10
1分钟前
卡拉肖克攀完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xzh发布了新的文献求助10
1分钟前
il发布了新的文献求助10
1分钟前
姜鹏完成签到,获得积分20
1分钟前
1分钟前
彭于晏应助曾经的音响采纳,获得10
1分钟前
欢喜的花卷完成签到,获得积分10
1分钟前
激动的海豚完成签到 ,获得积分10
1分钟前
狡猾的夫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Brenna完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI6.2应助xiuwenli采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
wcwpl完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 998
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Testimonial Injustice and Trust 510
Fundamentals of Body MRI 3rd Edition 400
The Wiley Blackwell Companion to Diachronic and Historical Linguistics 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6632685
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8392715
关于积分的说明 17951198
捐赠科研通 5813988
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2965314
邀请新用户注册赠送积分活动 1940475
关于科研通互助平台的介绍 1852187