Structural and practical parameter non-identifiability issues are common when mathematical models are used to interpret data. Such issues motivate model reparameterisation and reduction methods. Here, we consider Invariant Image Reparameterisation (IIR), which asks when symbolic reparameterisation conditions can be replaced by numerical derivative calculations at a single reference point. The central object is the invariant image: a reduced, basis-independent representation of the parameter combinations controlling observable model behaviour. We show that when a one-to-one componentwise transformation makes observable behaviour depend only on fixed linear combinations of the transformed parameters, a single numerical Jacobian determines the associated lower-dimensional reparameterisation space. This includes models depending on monomial combinations of the original parameters. We also give a first-order invariance condition that can rule out a minimal reduction of this form and extracts candidate invariant null directions for an exact non-minimal reduction. In structurally identifiable but practically weakly informed settings, the same calculations separate strongly and weakly informed parameter combinations. The invariant image admits multiple coordinate representations: the SVD gives a default orthonormal basis ordered by local identifiability, while sparse monomial bases are often more interpretable. Treating these coordinates as interest parameters in Profile-Wise Analysis gives likelihood-based uncertainty quantification and prediction. We demonstrate the method on parameterised normal models with Poisson-limit, extended Poisson-limit, and non-limit cases, and on the repressilator, a nonlinear differential equation model of gene regulation. A Julia implementation of IIR, with these and further examples, is available at https://github.com/omaclaren/reparam.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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