불균등 확률 계통추출에서는 모집단 총합에 대한 Horvitz-Thompson 추정량의 대안적 분산 추정량들을 사용하게 된다. 이와 같은 모총합에 관한 분산 추정량들의 설계와 관련한 일반적인 방법은 균등 확률 계통추출에 대한 분산 추정량들에서 시작하고 비율 $y_i,/P_i$에 의한 추정량의 정의에서 $y_i$를 재배치하게 한다. 비선형 조사 통계학에서 추정량들 중의 하나로 테일러 급수 공식을 적용한다. 불균등 확률 계통추출에서의 분산은 8가지 방법으로 추정이 가능하므로 이를 이용한 분산추정량을 구해보고, 비복원 불균등 확률에서의 jackknife방법을 살펴보고자 한다. 또한 이들 분산추정량들에 대한 비교를 몇 가지 방법을 이용하여 알아보도록 한다.
본 논문에서는 대규모 표본조사에서 많이 나타나는 모집단이 층으로 형성되어 있고, 각 층들이 집락으로 구성되어 있을 때 사용 가능한 층화 집락추출법을 얻고자 하는 정보가 민감할 때 반복계통 무관질문모형에 적용하였다. 먼저 모집단이 집락으로 구성되어 있고, 추출된 집락으로부터 계통표본을 반복적으로 추출하여 민감한 정보를 얻는 데 무관질문모형을 사용한 집락 반복계통 무관질문모형을 제안하였다. 다음으로 제안한 모형을 층화된 모집단에서도 사용할 수 있도록 층화집락 반복계통추출법에 의한 무관질문모형으로 발전시켰으며, 각 층의 집락을 확률비례복원추출 또는 확률비례비복원추출하는 층화 확률비례 반복계통 무관질문모형을 제안하였다. 또한 제안한 층화집락 반복계통 추출법에 의한 무관질문모형에서 각 층의 표본배분하는 문제를 비례배분과 최적배분 측면에서 다루었다. 마지막으로 제안한 층화집락 반복계통추출법에 의한 무관질문모형과 집락 반복계통추출법에 의한 무관질문모형과의 효율성을 비교하였다.
하나의 업종에 대한 경영실태조사에서 모집단을 구성하는 기업체들의 규모가 큰 차이가 없다고 판단되면 계통추출법이나 층화확률추출법을 주로 적용할 수 있으나 일부기업체의 합계가 모총계의 상당히 큰 부분을 차지하는 경우에는 절사계통추출법이 효율적이다. 본고에서는 위 세 가지 추출법에 의한 모총계 추정량과 모총계 추정량의 분산의 추정법을 살펴보고, 세 가지 추출법을 비교하여 절사계통추출법의 효율성을 실제 자료인 벌목업 경영실태 조사자료를 통해서 입증하였다.
출구조사에서 투표소 추출방법은 출구조사의 정확성을 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 대표구 추출법을 대신할 수 있는 정렬계통추출법을 제안하고 그 활용 가능성 및 효율성을 분석한다. 아울러 제시된 정렬계통추출법을 사용하는 경우 추정량의 표본추출오차(sampling error)가 어느 정도 되며, 원하는 목표 오차를 만족하기 위한 표본크기를 결정하는 문제를 고려한다. 2004년 17대 총선 개표자료를 토대로 경험적인 분석을 통해 제시된 정렬계통추출법이 기존의 대표구 추출법에 비해 평균예측오차 관점에서 효율적이라는 사실을 규명하고, 기존의 출구조사에서 표본크기 및 추정오차를 해석하는 과정에서 발생하는 오류를 집락효과를 이용해 설명했다. 아울러 제안한 정렬추출법에서 얻어지는 추정량의 분산을 구하고, 설계효과 개념을 이용해 표본크기 결정문제를 다루었다.
표본설계 단계에서 이용 가능한 보조정보가 있는 경우 효율적인 표본추출방법으로 층화추출법이 흔히 고려된다. 특별히 층화변수로 이용할 수 있는 변수가 많은 경우 전체 층의 숫자가 커지게 되며, 이때 각 층으로부터 한 단위를 추출하는 층 표본크기가 1인 층화추출이 효율적임이 알려져 있다. 그러나 각 층으로부터 하나의 추출단위를 추출하는 층 표본크기가 1인 층화추출의 경우 불편 분산 추정량의 계산이 불가능하다. 불편 분산 추정량의 계산은 층의 수를 줄이고 각 층으로부터 두 개의 표본추출단위를 표집하는 층 표본크기가 2인 층화추출에서 가능하나 중요 층화변수가 누락될 경우 층 표본크기가 1인 층화추출에 비해 그 효율성이 떨어진다. 본 연구에서는 Park & Fuller(2008)에 의해 제시된 층 표본크기가 2인 균형 층화추출과 호르비츠-톰슨 추정량의 불편 분산 추정량을 살펴보고, 모의실험을 통하여 여러 가지 층화추출법과 계통추출법을 비교한다. 또한 제시된 표본추출법을 2006년 청년패널 자료에 적용하여 그 효율성을 평가한다.
본 논문에서는 크기비례 계통추출법에서 적용할 수 있는 다양한 분산추정 방법들을 정리하고 각 분산추정 방법들의 통계적 특성에 대해서 논의하였다. 이론적으로 하나의 계통표본을 가지고 비편향 분산추정량을 구하는 것은 불가능 하지만 실제 표본자료 분석에 있어서 어떤 대안이 있을 수 있는지 살펴보고, 다양한 분산추정 방법들의 성질을 상대편향 및 상대평균제곱오차 관점에서 비교해 보았다. 또한 우리나라 가구나 사업체 표본설계에서 흔히 발생하는 2단 크기비례 계통추출 표본에서 적용 가능한 효과적인 분산추정 방법을 알아보기 위해 2008년 사업체근로실태조사 자료의 근로자 평균임금과 2011년 식품원료소비실태조사 자료의 가구당 연평균 쌀 소비량의 분산 추정 문제를 기초로 모의실험을 수행하였다.
본 연구에서는 선형추세를 갖는 모집단에 대한 효율적인 표본추출방법과 모평균 추정법을 제안하였다. 이 방법은 계통추출을 확장한 중심균형계통추출을 써서 표본을 뽑은 뒤 표본평균보다 수정된 추정량을 써서 모평균을 추정하는 것이다. 수정된 추정량을 정하는 데에 보간법의 개념을 사용하였다. 제안된 추정량과 기존의 방법에 으한 추정량들의 효율을 Cochran(1946)의 무한초모집단모형에 근거를 둔 기대평균제곱오차를 기준으로 하여 비교하였다. 제안된 방법은 표본크기 n($\geq$5)이 홀수이고 추출률의 역수인 $textsc{k}$가 짝수인 경우에 사용하기 위한 것이다. 모의실험을 이용한 예어서도 역시 좋은 결과가 얻어졌다.
제충국 수집 5계통의 특성 및 추출 부위와 방법에 따른 살충효과 검정을 점박이응애, 벼멸구, 목화진딧물에 시험한 결과는 다음과 같다. 제충국 수집계통 중 0706 계통만 소화성의 폼폰 타입이고 나머지는 모두 아네모네 타입이었으며, 4월 하순부터 7월 초순 까지 개화하였으나, 0721은 개화기간이 11월 하순까지 지속되었다. 수집계통에서 0706을 제외한 모든 계통이 국내 겨울철 월동이 가능하였으며, 0718과 0721 계통은 장마철 고온기에 습해 피해가 높았다. 제충국 계통의 꽃을 에탄올로 추출한 0718계통이 점박이응애에 대해 5일째에 63.8%의 높은 살비율을 나타내었다. 에탄올에 유화제를 혼합하면 에탄올 단독으로 살포한 것 보다는 5일째에 살비율이 더 높아져 69.4%의 살비율을 나타내었다. 물로 추출하면 에탄올이나 에탄올+유화제 추출보다 효과가 떨어져 낮은 살비율을 나타내었다. 제충국 잎을 용매별로 추출하였을때 꽃 추출물보다 살비율이 낮았다. 제충국 꽃에 대한 벼멸구의 살충율은 에탄올에 유화제를 첨가하면 5일째에 65.4%의 비교적 높은 살충율을 나타내었다. 제충국 꽃에 대한 목화진딧물의 방제효과는 초기에는 어느 정도 유지되었으나 진딧물의 산자수가 증가하는 특성으로 인해 시간이 경과할수록 살충율은 하락하였다.
본 논문은 계통표집법의 장점 중 거의 주목되지 못하고 있는 한 가지 장점을 다룬다. 특정한 확률표집법에 의해 표본이 추출되었을 때 추출된 표본이 모집단을 잘 반영하고 있는지의 여부는 매우 중요한 문제이다. 따라서 표집법을 평가할 때 모집단을 잘 대표하지 못하는 바람직하지 않은 표본이 추출될 가능성을 살피는 것이 필요하다. 모의실험을 통해 모집단이 순서모집단에 가까울수록 계통표집법은 무작위표집법에 비해 바람직하지 못한 표본을 추출할 확률을 적게 하는 표집법이라는 사실을 보인다.
본 논문은 계통표집법의 장점 중 거의 주목되지 못하고 있는 한 가지 장점을 다룬다. 특정한 확률표집법에 의해 표본이 추출되었을 때 추출된 표본이 모집단을 잘 반영하고 있는지의 여부는 매우 중요한 문제이다. 따라서 표집법을 평가할 때 모집단을 잘 대표하지 못하는 바람직하지 않은 표본이 추출될 가능성을 살피는 것이 필요하다. 모의실험을 통해 모집단이 순서모집단에 가까울수록 계통표집법은 무작위표집법에 비해 바람직하지 못한 표본을 추출할 확률을 적게 하는 표집법이라는 사실을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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