Statistical and Information Theoretic Approaches to Model Selection and Averaging

In this thesis we consider model selection (MS) and its alternative, model averaging (MA), in seven research articles and in an introductory summary of the articles. The utilization of the minimum description length (MDL) principle is a common theme in five articles. In three articles we approach MA by estimating model weights using MDL and by making use of the idea of shrinkage estimation with special emphasis on the weighted average least squares (WALS) and penalized least squares (PenLS) estimation. We also apply MS and MA techniques to data on hip fracture treatment costs in seven hospital districts in Finland. Implementation of the MDL principle for MS is put into action by using the normalized maximum likelihood (NML). However, the straightforward use of the NML technique in Gaussian linear regression fails because the normalization coeffcient is not finite. Rissanen has proposed an elegant solution to the problem by constraining the data space properly. We demonstrate the effect of data constraints on the MS criterion and present a general convex constraint in data space and disscuss two particular cases: the rhomboidal and ellipsoidal constraints. From these findings we derive four new NML-based criteria. One particular constraint is related to the case when collinearity is present in data. We study WALS estimation which has the potential for a good risk profile. WALS is attractive in regression especially when the number of explanatory variables is large because its computational burden is light. We also apply WALS to estimation and comparison of hip fracture treatment costs between hospital districts in Finland. We present the WALS estimators as a special case of shrinkage estimators and we characterize a class of shrinkage estimators for which we derive the effciency bound. We demonstrate how shrinkage estimators are obtained by using the PenLS technique and we prove suffcient conditions for the PenLS estimator to belong to the class of shrinkage estimators. Through this connection we may derive new MA estimators and effectively utilize certain previously known estimators in MA. We also study the performance of the estimators by using simulation experiments based on hip fracture treatment cost data. We propose an MA estimator with weights selected by the NML criterion. The resulting mixture estimator usually performs better than the corresponding MS estimator. We report on simulation experiments where the performance potential of MDL weight selection is compared with the corresponding potential of the AIC, BIC and Mallow's MA estimators. We also exploit the finding that a smoothing spline estimator may be rewritten as a linear mixed model (LMM). We present the NML criterion for LMM's and propose an automatic data-based smoothing method based on this criterion. The performance of the MDL criterion is compared to AIC, BIC and generalized cross-validation criteria in simulation experiments. Finally we consider the sequential NML (sNML) criterion in logistic regression. We show that while the NML criterion becomes quickly computationally infeasible as the number of covariates and amount of data increases, the sNML criterion can still be exploited in MS. We also develop a risk adjustment model for hip fracture mortality in Finland by choosing comorbidities that have an effect on mortality after hip fracture

Suomen ja EU:n metsien kehitysskenaariot

Suomen metsien tuotteiden ja palveluiden kysyntä on lisääntynyt samalla, kun kansallinen ja kansainvälinen toimintaympäristö on muuttunut. Metsien käyttöön ja käytön hyväksyttävyyteen vaikuttavat merkittävästi kansainväliset sitoumukset, sopimukset ja politiikkatoimet. Niistä tulevat vaatimukset metsien hiilinielujen vahvistamiselle ja lisääntyvälle metsien suojelulle johtavat vaikeaan metsien käytön yhteensovittamisongelmaan erityisesti metsäbiotalouden hyvän suhdanteen vallitessa. Pelkästään EU:n metsiin kohdistuvia politiikkainstrumentteja arvioidaan olevan noin 70. Tämän raportin tavoitteena on kuvata Suomen metsien nykytilaa erityisesti niiden kansainväliseen toimintaympäristöön liittyvillä tunnuksilla (luku 1), esittää näkökulmia ja tutkimustarpeita nykyisten skenaarioiden synteesin perusteella (luku 2) sekä esittää ja vertailla kahden erilaisen metsien kehityssimulaation tuloksia (luku 3). Lukujen 1 ja 2 pohjalta korostuvat erityisesti EU-maiden välisten laskelmien ja raportointien harmonisointiin liittyvät tarpeet ja haasteet. Esimerkiksi mallilaskelmiin perustuvan kasvihuonekaasuinventaarion tietojen muuttuminen yli ajan tarkentaa tietoja, mutta toisaalta ennusteiden vaihtelu yli ajan luo päätöksenteon kannalta vaikeasti ennakoitavan tilanteen, jossa tämänhetkiset parhaat tiedot voivat olennaisesti muuttua vuosien tai vuosikymmenien päästä. Erityyppisten ennustemallien vertailua tarvitaan, mutta vakioiduin oletuksin, ja nämä tarpeet korostuvat erityisesti ylikansallisissa metsien kehityslaskelmissa. Raportissa tuotettiin metsien erittäin pitkän aikavälin kehityksen vertailulaskelma samaan syöttötietoon mutta erilaisiin mallinnusperiaatteisiin perustuen. Laskelmassa verrattiin Luonnonvarakeskuksessa äskettäin kehitettyä ikäluokkasimulaattoria MELA-ohjelmistoon, joka perustuu luonnonprosessien ja vaihtoehtoisten hakkuiden ja metsänhoitotöiden simulointiin ja hakkuuohjelmien optimointiin. Ikäluokkasimuloinnissa puuston kehitystä jäljitellään ikäluokittain. Kun lisäksi oletetaan sääntöpohjainen hakkuuohjelma, maakunta- ja kasvupaikkakohtaiset ikäluokkien keskikasvut ja näiden pysyminen samanlaisina tulevaisuudessa, voidaan puuston kehitystä simuloida hyvin pitkällä aikavälillä. Tällainen simulointi voi auttaa tunnistamaan erityisesti muiden simulointimallien ennusteissa olevia trendejä. Laadittujen skenaarioiden perusteella sekä ikäluokkasimuloinnissa että MELA-laskelmassa rajoittamattomassa puuntuotannossa olevien metsien hakkuupoistuman arvio vuosille 2019–2028 oli 81–83 milj. m3/v ja menetelmät antavat samansuuntaisen kuvan puuntuotannon mahdollisuuksista noin vuoteen 2050 asti. Sitä pitemmälle aikavälille ulottuvat ikäluokkasimuloinnin ja MELA-laskelman arviot poikkeavat toisistaan merkittävästi. Metsien kasvun ja poistuman erotus, joka on avainasemassa metsien hiilinielun laskennassa, on sitä suurempi mitä alhaisempaa hakkuutasoa käytetään. Ikäluokkasimulointi ennakoi hieman nousevaa kasvun tasoa lähivuosille erityisesti silloin, kun hakkuumäärää alennetaan suurimman puuntuotannollisesti kestävän hakkuupoistuman tasosta (tarkasteltu 90 %, 80 % ja 70 % tästä tasosta) ja päätehakkuiden annetaan aluksi kohdistua selvästi puuntuotannon maksimoivan kiertoajan ylittäviin metsiin. Näillä hakkuutasoilla kasvu alkaa kuitenkin laskea 10–20 vuoden kuluttua ja lähestyä hitaasti valittua hakkuutasoa sitä voimakkaammin mitä alhaisempaa hakkuutasoa käytetään. Metsäbiotalouden tiedepaneelin politiikkasuositukset: • EU:n metsävarojen arvioinnin, tulevan kehityksen ja kasvihuonekaasuinventaarioiden laskentaa ja raportointia tulee yhtenäistää, jotta EU:n metsävaroista voidaan muodostaa yhtenäinen kuva. • Laskentamallien tuottamien, etenkin pitkän aikavälin ennusteiden käyttöön päätöksenteossa on syytä suhtautua varauksella. Tarvitaan mallien vertailua tai synteesiä sekä uusia laskentamalleja, jotka huomioivat nykyistä paremmin ilmastonmuutoksen vaikutukset. • Kaikkia metsiin kohdistuvia tavoitteita ei ole mahdollista saavuttaa samanaikaisesti, vaan päätöksentekijät joutuvat tekemään valintoja metsien käyttöä koskien. Selvityksessä esitetyt arviot vahvistavat tietopohjaa metsäresurssimme tulevasta kehityksestä

Climate impacts of peat fuel utilization chains – a critical review of the Finnish and Swedish life cycle assessments

In recent years there has been a lively debate in Finland and Sweden on the climate impact of peat fuel utilization. The aim of this study was to clarify the contradictions between the Finnish and Swedish studies and provide a better basis for energy policy decision-making by summarizing the recent scientific knowledge about the climate impacts of peat fuel utilization chains based on the life cycle assessment (LCA) methodology. A starting point for this study was to carry out a critical review of Finnish and Swedish life cycle studies of the climate impacts of peat fuel utilization chains. The critical review was conducted according to the recommendations of international standards and its aim was to ensure that the methods, data and interpretation of results were carried out in a scientifically and technically valid way. During the review the available data (mostly published) on the greenhouse gas (GHG) balances and the radiative forcing impacts of GHGs were gathered and updated.  The re-calculations showed that the climate impact of "Pristine mire – afforestation" utilization chain is similar to the climate impact of coal utilization, whereas the result of the peat utilization chain "Pristine mire – restoration" is slightly worse than for the coal utilization chain. The results were similar in the reviewed studies. The peat utilization chain "Forestry-drained peatlands – afforestration" causes a slightly higher climate impact on average than the coal utilization chain does. From the viewpoint of peat utilization the result was similar to the result of Finnish study. According to the reviewed studies the use of cultivated peatlands causes the lowest climate impact compared to the climate impacts of the other peatlands. However, cultivated peatlands do not play important role as an extraction area for peat utilization. From the viewpoint of peat utilization the result of cultivated peatland was worse compared to the result produced by the Finnish and Swedish studies. The climate impacts of peat fuel utilization chains are mostly caused by the carbon dioxide released by peat combustion. These emissions are known quite  well. However, the emission assessments of different peat types include large uncertainty before, during and after peat extraction. In spite of that it can be said that land change options related to peat extraction and after-treatments have very limited effects on the climate impacts of peat utilization chain

Energian hinnannousun vaikutus suomalaisiin yrityksiin toimialoittain

Energian hinta on noussut merkittävästi viimeisen vuoden aikana, minkä on uskottu vaikuttavan yritysten toimintaan ja kannattavuuteen. Tässä Datahuoneen raportissa tutkitaan energian hinnannousun vaikutusta suomalaisiin yrityksiin toimialatasolla käyttäen Tilastokeskuksen rekisteriaineistoja ja vapaasti saatavilla olevia yritysaineistoja. Raportin päätulokset voi tiivistää seuraavasti: 1. Usealla toimialalla suorien energiakulujen suhteellinen merkitys liiketoiminnalle on pieni. 2. Energiakulujen merkitys yrityksille vaihtelee paljon toimialojen välillä ja sisällä. Data voi auttaa paikantamaan energiakulujen nousulle herkim-mät toimialat ja yritykset. 3. Yritysten tilanne on pääosin hyvä; liikevaihto ja palkkasumma ovat kasvussa, ja monella toimialalla tuottajahinnat ovat nousseet kompensoiden kustannusten kasvua.Under det senaste året har energipriserna stigit betydligt vilket antagligen har påverkat företagens verksamhet och lönsamhet. Genom att utnyttja Statistikcentralens fritt tillgängliga registermaterial och företagsmaterial undersöks i den här rapporten från Datarummet effekten av de stigande energipriserna på finländska företag på branschnivå. Rapportens huvudsakliga resultat kan sammanfattas enligt följande: 1. Inom många branscher är den relativa betydelsen av direkta energikostnader för affärsverksamheten liten. 2. Betydelsen av energikostnaderna för företagen varierar mycket mellan och inom branscherna. Data kan hjälpa att peka ut de branscher och företag som är känsligast för stigande energikostnader. 3. Läget för företagen är i regel gott: omsättningen och lönesumman håller på att öka, och producentpriserna inom många branscher har ökat vilket kompenserar kostnadsökningen.Energy prices have increased considerably during the past year, which may affect the operations and profitability of the corporate sector. In this report, we use register data and publicly available data provided by the Statistics Finland to study how rising energy costs affect Finnish companies. The main findings of the report can be summarized as follows: 1. In several industries, direct energy costs are of relatively small significance for business activities. 2. The significance of energy costs for companies varies between and within industries. Data can help identify firms and industries that are most exposed to rising energy costs. 3. Companies are generally doing well at the moment, as sales and total salaries are growing across the corporate sector. Producer prices have risen in many industries, which compensates companies for increased energy costs.nonPeerReviewe

PERFECT - Stroke : Hoitoketjujen toimivuus, vaikuttavuus ja kustannukset aivoverenkiertohäiriöpotilailla

Verkkoversion ISBN 978-951-33-2004-1, ISSN 1795-8105PERFECT = Performance, Effectiveness and Cost of Treatment episodes -hank

Sähkön hinnannousun ja sähkötukien arvioidut vaikutukset kotitalouksiin

Sähkön hinnan merkittävä nousu eli niin kutsuttu sähkökriisi vaikuttaa suomalaisiin hyvin eri tavoin. Tässä Datahuoneen raportissa yhdistetään Fingridin Datahubin eli sähkön vähittäismarkkinoiden keskitetyn tiedonvaihtojärjestelmän sähkönkäyttötietoa Tilastokeskuksen mikroaineistoihin ja tutkitaan, miten sähkökriisi vaikuttaa erilaisiin kotitalouksiin. Raportin päätulokset voi tiivistää seuraavasti: 1. Asuntokuntien sähkönkäyttö on voimakkaasti yhteydessä tuloihin. Ylimmän tulokymmenyksen asuntokuntien keskimääräinen sähkönkulutus oli joulukuussa 2022 yli seitsemän kertaa suurempaa kuin alimman tulokymmenyksen asuntokuntien keskimääräinen kulutus. 2. Korkea sähkön hinta vaikuttaa erityisesti pienituloisiin, jotka käyttävät suuremman osan käytettävissä olevista tuloistaan sähkömenoihin, mutta myös joillain suuri- ja keskituloisilla asuntokunnilla sähkökulut suhteessa tuloihin voivat nousta suuriksi. 3. Valtion tukitoimet kohdistuvat hyvä- ja keskituloisille asuntokunnille, joiden euromääräinen sähkölasku on suuri. Ne eivät kohdistu erityisen hyvin pienituloisille asuntokunnille, joiden sähkömenot suhteessa käytettävissä oleviin tuloihin ovat suuret. 4. Energiaköyhyydellä tarkoitetaan kotitalouksien vaikeutta selvitä välttämättömistä energiamenoistaan. Valtion sähkötuet ja yhteiskunnan tukiverkot vähentävät 53 prosentilla niiden henkilöiden lukumäärää, joiden sähkömenot ylittävät kymmenen prosenttia käytettävissä olevista tuloista ja 64 prosentilla niiden henkilöiden määrää, joiden tuloista sähkömenot vievät yli neljänneksen.The significant increase in electricity prices, or the electricity crisis, affects Finnish households in various ways. In this Data Room's report, electricity consumption data from Fingrid's Datahub, a centralized data exchange system for the electricity retail market, is combined with microdata from Statistics Finland. It is examined, how the electricity crisis affects households with different background characteristics. The main findings of the report can be summarized as follows: 1. Electricity consumption is strongly correlated with income. In December 2022, the average electricity consumption of a household-dwelling unit belonging to the highest income decile was more than seven times higher than the average consumption of lowest-income decile households. 2. The high electricity price affects especially low-income household-dwelling units, who spend a larger part of their disposable income on electricity expenses. However, the electricity costs as a share of income can also be high for certain high- and medium-income household-dwelling units. 3. The government's support schemes target the high- and middle-income household-dwelling units that have large electricity bill in euros. They do not particularly target low-income household-dwelling units, whose electricity expenses in relation to disposable income are high. 4. Energy poverty refers to households' difficulty to cope with their necessary energy expenses. The electricity subsidies and other benefits reduce the number of people whose electricity expenses exceed ten percent of their disposable income by 53 percent, and the number of people whose electricity expenses take up more than a quarter of their income by 64 percent.nonPeerReviewe

Short-term effects of the "Together at School" intervention program on children's socio-emotional skills: a cluster randomized controlled trial

When analyzed across all grades no intervention effect was observed in improving children's socio-emotional skills or in reducing their psychological problems at 6-month follow-up. Among third (compared to first) graders the intervention decreased psychological problems. Stratified analyses by gender showed that this effect was significant only among boys and that among them the intervention also improved third graders' cooperation skills. Among girls the intervention effects were not moderated by grade. Implementing the intervention with intended intensity (i.e. a high enough dosage) had a significant positive effect on cooperation skills. When analyzed separately among genders, this effect was significant only in girls. This cluster randomized controlled trial design included 79 Finnish primary schools (40 intervention and 39 control) with 3 704 children. The outcome measures were the Strengths and Difficulties Questionnaire (SDQ) and the Multisource Assessment of Social Competence Scale (MASCS) with teachers as raters. The intervention dosage was indicated by the frequencies six central tools were used by the teachers. The data was collected at baseline and 6 months later. Intervention effects were analyzed using multilevel modeling. ClinicalTrials.gov identifier: NCT02178332 ; Date of registration: 03-April-2014. These first, short-term results of the Together at School intervention program did not show any main effects on children's socio-emotional skills or psychological problems. This lack of effects may be due to the relatively short follow-up period given the universal, whole school-based approach of the program. The results suggest that the grade level where the intervention is started might be a factor in the program's effectiveness. Moreover, the results also suggest that for this type of intervention program to be effective, it needs to be delivered with a high enough dosage. Together at School is a universal intervention program designed to promote socio-emotional skills among primary-school children. It is based on a whole school approach, and implemented in school classes by teachers. The aim of the present study is to examine the short-term effects of the intervention program in improving socio-emotional skills and reducing psychological problems among boys and girls. We also examine whether these effects depend on grade level (Grades 1 to 3) and intervention dosage. RESULTS METHODS TRIAL REGISTRATION CONCLUSIONS BACKGROUN