Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > stat > arXiv:2507.12251

帮助 | 高级搜索

统计学 > 计算

arXiv:2507.12251 (stat)
[提交于 2025年7月16日 ]

标题: 快速变分贝叶斯方法用于大规模空间数据

标题: Fast Variational Bayes for Large Spatial Data

Authors:Jiafang Song, Abhirup Datta
摘要: 最近的变分贝叶斯方法用于地理空间回归,作为计算成本高昂的马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)采样的替代方法,已经利用最近邻高斯过程(NNGP)来实现可扩展性。 然而,这些变分方法在准确性和速度方面仍不如基于MCMC的spNNGP,后者是NNGP的最先进软件。 我们引入了spVarBayes,这是一个使用NNGP进行大规模地理空间数据分析的快速变分贝叶斯方法套件。 我们的贡献主要是计算方面的。 我们用变分法、闭式梯度更新和线性响应校正的组合代替自动微分,以提高方差估计。 我们还在模型中容纳协变量(固定效应),并提供对方差参数的推断。 模拟实验表明,我们实现了与spNNGP相当的准确性,但计算成本降低了,并且在准确性和速度方面显著优于现有的变分推断方法。 对一个大型森林冠层高度数据集的分析展示了所提出方法的实际应用,并表明推断结果与从MCMC方法获得的结果一致。 所提出的方法已实现在公开可用的Github R包spVarBayes中。
摘要: Recent variational Bayes methods for geospatial regression, proposed as an alternative to computationally expensive Markov chain Monte Carlo (MCMC) sampling, have leveraged Nearest Neighbor Gaussian processes (NNGP) to achieve scalability. Yet, these variational methods remain inferior in accuracy and speed compared to spNNGP, the state-of-the-art MCMC-based software for NNGP. We introduce spVarBayes, a suite of fast variational Bayesian approaches for large-scale geospatial data analysis using NNGP. Our contributions are primarily computational. We replace auto-differentiation with a combination of calculus of variations, closed-form gradient updates, and linear response corrections for improved variance estimation. We also accommodate covariates (fixed effects) in the model and offer inference on the variance parameters. Simulation experiments demonstrate that we achieve comparable accuracy to spNNGP but with reduced computational costs, and considerably outperform existing variational inference methods in terms of both accuracy and speed. Analysis of a large forest canopy height dataset illustrates the practical implementation of proposed methods and shows that the inference results are consistent with those obtained from the MCMC approach. The proposed methods are implemented in publicly available Github R-package spVarBayes.
主题: 计算 (stat.CO) ; 方法论 (stat.ME); 机器学习 (stat.ML)
引用方式: arXiv:2507.12251 [stat.CO]
  (或者 arXiv:2507.12251v1 [stat.CO] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.12251
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

提交历史

来自: Abhirup Datta [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 7 月 16 日 13:59:27 UTC (4,804 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
stat.CO
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
stat
stat.ME
stat.ML

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号