ポアソン過程について

  • 無限長の時間軸を用意
  • サンプルサイズ n の点を時間軸上にランダム配置
  • 時間軸を有限の長さの区間に分割し、ある区間について考える
  • ある区間内に各点が含まれる確率を p とする
  • 区間内の点の個数が k のとき、 k ~ Bionomial(N, p) となるので、 P(N = k) は以下のように書ける。
  • P(N = k) = nCk * p^k * (1-p)^(n-k)

  • 区間内の個数kの期待値は np であり、これを np := λ とする

  • n→∞p→0 の極限をとってポアソンの極限定理を用いると、 k ~ Poisson(λ) となる
  • このとき P(N = k) は以下のように書けなおせる。
  • P(N = k) = exp(-λ) * λ^k / k!

  • maxentは生物の発見データがポアソン過程で生成されたときの個体数に関するモデル

  • 時間軸を平面空間に拡張している
  • n→∞p→0 の極限は、対象生物の個体数が十分大きく、平面上の区間は十分小さいことに対応
  • となると、区間内の発見個体数はせいぜい0か1となるため、発見個体数はベルヌーイ試行だといえる
  • となると、区間内の個体数の期待値は p になる(ベルヌーイ分布)
  • と同時に、区間内の個体数の期待値は λ でもある(ポアソン分布)
  • よって、在データのみから λ を推定して、これを生物の生息確率とみなしてよい
  • ただし、各発見点はポアソン過程から生成されると仮定できれば、の話。