Multilevel modeling for categorical data with some applications

Multilevel modeling for categorical data with some applications

Author

Al-Balushiyah, Moza Said Najman

Publisher

Sultan Qaboos University

Gregorian

2015

Language

English

Subject

Statistics

English abstract

Most of the health, demographic and social surveys follow a hierarchical structure as the surveys are based on multistage stratified cluster sampling, creating a nested sources of variations in observed variables. Models for binary, ordinal, nominal and count variables are relatively common and well developed in those surveys. The traditional statistical models such as regression techniques are often used to explore factors that are associated with contraceptive use even variance of the residual errors is correlated between individual observations. This thesis attempts to develop and assess the model framework for binary, ordinal, nominal and count response variables under the two nested datasets-- the 2008 Oman National Reproductive Health Survey (ONRHS) data and the Sultan Qaboos University student's grading data. We develop the model frameworks for those response variables in light with the typical generalized linear model techniques. We then used the datasets to explore different determinants associated with the response covariates with the aim of assessing and examining the differences between the standard and the hierarchical models. We quantify how multilevel model results differ from the results of standard model. The empirical analyses clearly reveal that the model results either overestimated or underestimated if extra sources of variability that come from the nested structure data are not considered. We find the multilevel effect considerably changes the standard model results and hence our suggestion is to incorporate the effect into the model to avoid the bias and inefficient estimates if the underlying data is nested, While modeling binary contraceptive data with multilevel effects, we find that age of the women, number of living children and women education including living arrangement are significantly associated with the women contraceptive use in Oman. While modeling unordered multinomial contraceptive data with multilevel effects, we find the uses of modern and traditional methods are significantly associated with women age group, women educational attainment and number of ever born children. While modeling ordinal multinomial student's grading data with multilevel effects, we find student's grading is significantly associated with their region of residence, gender and age. While modeling count demographic data with multilevel effects, we find the number of ever born children is significantly associated with mother's age group, educational attainment and living arrangement.

Member of

Theses and Dissertations

Resource URL

https://hdl.handle.net/20.500.12408/1771

Arabic abstract

معظم المسوحات الصحية والديموغرافية والاجتماعية تتبع بنية هرمية في حين أن المسوحات تستند على العينة الطبقية العنقودية متعددة المراحل تنشا في متغيراتها مصادر متداخلة من الاختلافات . نماذج المتغيرات الثنائية والأسمية والترتيبية والعربية هي الشائعة في الاستخدام في هذه المسوحات.. غالبا ما تستخدم النماذج الإحصائية التقليدية مثل أساليب الانحدار المعرفة العوامل التي لها علاقة باستخدام وسائل منع الحمل ولمعرفة التباين والبواقي بين الأفراد. تهدف هذه الدراسة إلى تطوير و تقييم الإطار في النموذج المتغير التابع من النوع الثنائي والاسمي والترتيبي والعددي باستخدام مجموعتين من البيانات ذات البنية الهرمية وهما بيانات المسح الوطني للصحة الإنجابية عمان ( ONRHS ) لعام 2008 وبيانات درجات الطلاب في جامعة السلطان قابوس . قمنا في هذه الدراسة بتطوير الإطار النموذج المستخدم لهذه المتغيرات التابعة مع تقنيات نموذج الانحدار الخطي العام. ثم استخدمنا مجموعتي البيانات لتحديد العوامل التي تؤثر على المتغيرات التابعة لهذه البيانات بهدف تقييم ودراسة الاختلافات بين النماذج الإحصائية التقليدية و النماذج الهرمية حددنا كيف تختلف نتائج النموذج متعددة المستويات من نتائج النموذج القياسي (النماذج الإحصائية التقليدية). حيث بينت نتائج التحليل بشكل واضح وجود ارتفاع أو انخفاض في القيمة المقدرة للنموذج اذا كان هناك عدم مراعاة للاختلاف الناتج من البنية المتداخلة للبيانات. وجدنا تأثیر متعدد المستويات يغير كثيرا من نتائج النموذج القياسي ، وبالتالي اقتراحنا دمج تأثير التعدد في المستويات في النموذج لتجنب التحيز و عدم كفاءة التقديرات اذا كانت البيانات المستخدمة ذات بنية هرمية.
بتطبيق النموذج متعدد المستويات البيانات ومع وجود تأثير التعدد في المستويات للمتغير التابع الثنائي و( استخدام وسائل منع الحمل استخدام الموانع. عدم استخدام الموانع") ، وجد أن عمر المرأة، وعدد الأطفال الباقيين على قيد الحياة والتحصيل العلمي للنساء ونمط الحياة تؤثر بشكل ملحوظ على النساء اللاتي يستخدمن وسائل منع الحمل في سلطنة عمان. وعند تطبيق النموذج متعدد المستويات للبيانات للمتغير التابع متعدد الحدود الغير المرتب ( استخدام موانع الحمل الحديثة. استخدام الموانع القديمة. عدم استخدام الموانع) مع مراعاة تأثير التعدد في المستويات ، وجدنا ان استخدام النساء الطرق الحديثة والتقليدية لموانع الحمل يرتبط بشكل كبير واهميه احصائية مع عمر النساء، والتحصيل العلمي للنساء و عند الأطفال الباقيين على قيد الحياة. وفي حالة تطبيق النموذج متعدد المستويات للبيانات للمتغير التابع المتعدد الحدود المرتب (درجة الطالب من جامعة السلطان قابوس) ومع مراعاة تأثير التعدد في المستويات، وجدنا أن درجات الطلاب لها تأثير مهم مع منطقة إقامتهم ونوع الجنس و العمر. وعند تطبيق النموذج متعدد المستويات على البيانات الديموغرافية واستخدام المتغير التابع العددي (عدد المواليد) ومراعاة التعدد في المستويات ، وجدنا انه عدد المواليد يرتبط بشكل كبير مع الفئة العمرية الأم ، والتحصيل العلمي للام ونمط الحياة.