Spatial interference and spatial confounding are two major issues inhibiting precise causal estimates when dealing with observational spatial data. Moreover, the definition and interpretation of spatial confounding remain arguable in the literature. In this paper, our goal is to provide clarity in a novel way on misconception and issues around spatial confounding from Directed Acyclic Graph (DAG) perspective and to disentangle both direct, indirect spatial confounding and spatial interference based on bias induced on causal estimates. Also, existing analyses of spatial confounding bias typically rely on Normality assumptions for treatments and confounders, assumptions that are often violated in practice. Relaxing these assumptions, we derive analytical expressions for spatial confounding bias under more general distributional settings using Poisson as example . We showed that the choice of spatial weights, the distribution of the treatment, and the magnitude of interference critically determine the extent of bias due to spatial interference. We further demonstrate that direct and indirect spatial confounding can be disentangled, with both the weight matrix and the nature of exposure playing central roles in determining the magnitude of indirect bias. Theoretical results are supported by simulation studies and an application to real-world spatial data. In future, parametric frameworks for concomitantly adjusting for spatial interference, direct and indirect spatial confounding for both direct and mediated effects estimation will be developed.


翻译:在处理观测空间数据时,空间干扰与空间混杂是阻碍精确因果估计的两大主要问题。此外,空间混杂的定义与解释在现有文献中仍存在争议。本文旨在从有向无环图(DAG)的视角出发,以新颖方式澄清关于空间混杂的误解及相关问题,并基于因果估计中引入的偏差,对直接与间接空间混杂以及空间干扰进行解耦。现有对空间混杂偏差的分析通常依赖于处理变量与混杂变量的正态性假设,而这些假设在实践中常被违反。通过放宽这些假设,我们以泊松分布为例,推导了更一般分布设定下空间混杂偏差的解析表达式。研究表明,空间权重矩阵的选择、处理变量的分布以及干扰的强度,共同决定了由空间干扰引起的偏差程度。我们进一步证明,直接与间接空间混杂可以被区分解耦,其中权重矩阵与暴露变量的性质在决定间接偏差大小中起核心作用。理论结果得到了仿真研究及实际空间数据应用的支持。未来,我们将开发参数化框架,以同时调整空间干扰、直接与间接空间混杂,用于直接效应与中介效应的估计。

0
下载
关闭预览

相关内容

基于因果推断的推荐系统去偏研究
专知会员服务
21+阅读 · 2024年11月10日
复杂处理下的因果推断:综述
专知会员服务
34+阅读 · 2024年7月22日
【CMU博士论文】非参数因果推断,241页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2023年6月20日
【AAAI2023】基于序图的因果结构强化学习
专知会员服务
24+阅读 · 2022年11月25日
【苏黎世联邦理工博士论文】因果推断的混杂调整
专知会员服务
43+阅读 · 2022年11月7日
因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
110+阅读 · 2021年8月27日
「因果推理」概述论文,13页pdf
专知
16+阅读 · 2021年3月20日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
论文浅尝 | 时序与因果关系联合推理
开放知识图谱
36+阅读 · 2019年6月23日
相关性≠因果:概率图模型和do-calculus
论智
31+阅读 · 2018年10月29日
【学界】融合对抗学习的因果关系抽取
GAN生成式对抗网络
15+阅读 · 2018年7月14日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 1月15日
VIP会员
相关VIP内容
基于因果推断的推荐系统去偏研究
专知会员服务
21+阅读 · 2024年11月10日
复杂处理下的因果推断:综述
专知会员服务
34+阅读 · 2024年7月22日
【CMU博士论文】非参数因果推断,241页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2023年6月20日
【AAAI2023】基于序图的因果结构强化学习
专知会员服务
24+阅读 · 2022年11月25日
【苏黎世联邦理工博士论文】因果推断的混杂调整
专知会员服务
43+阅读 · 2022年11月7日
因果推断,Causal Inference:The Mixtape
专知会员服务
110+阅读 · 2021年8月27日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
21+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
23+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员