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空间统计中Matérn函数的Tucker张量分析。 (英语) Zbl 1420.60084号

摘要:在这项工作中,我们描述了用于处理多元函数和分析大型数据集的高级数值工具。这些工具将大大减少所需的计算时间和存储成本,因此,将允许我们考虑更大的数据集或更精细的网格。协方差矩阵在时空统计任务中至关重要,但计算和存储成本通常很高,尤其是在三维中。因此,我们使用低秩张量格式的廉价代理来近似协方差函数。我们将Tucker和正则张量分解应用于一类参数可变的Matérn和Slater型函数,并用数值方法证明了它们的近似具有指数级的快速收敛性。我们证明了张量秩参数的Tucker逼近和正则逼近的指数收敛性。在这种低秩张量格式中执行了几种统计操作,包括计算条件协方差矩阵、空间平均估计方差、计算二次型、行列式、迹、对数似然、逆以及大型协方差矩阵的Cholesky分解。低秩张量近似从本质上降低了计算和存储成本。例如,存储成本从指数\(\mathcal{O}(n^{d})\)降低到线性缩放\(\mathcal{O}(drn)\),其中\(d)是空间维度,\(n)是一个方向上的网格点数量,\(r)是张量秩。提出的技术适用性的先决条件是假设数据、位置和测量值位于张量(轴平行)网格上,协方差函数取决于距离(x-y)。

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60甲15 随机偏微分方程(随机分析方面)
60华氏35 随机方程的计算方法(随机分析方面)
65N25型 含偏微分方程边值问题特征值问题的数值方法
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