A comparison of hierarchical models for relative catch efficiency based on paired-gear data for US Northwest Atlantic fish stocks

Selectivity and catch comparison studies are important for surveys that use two or more gears to collect relative abundance information. Prevailing model-based analytical methods for studies using a paired-gear design assume a binomial model for the data from each pair of gear sets. Important generalizations include nonparametric smooth size effects and normal random pair and size effects, but current methods for fitting models that account for random smooth size effects are restrictive, and observations within pairs may exhibit extra-binomial variation. I propose a hierarchical model that accounts for random smooth size effects among pairs and extra-binomial variation within pairs with a conditional beta-binomial distribution. I compared relative performance of models with different conditional distribution and random effects assumptions fit to data on 16 species from an experiment carried out in the US Northwest Atlantic Ocean comparing a new and a retiring vessel. For more than half of the species, conditional beta- binomial models performed better than binomial models, and accounting for random variation among pairs in the relative efficiency was important for all species. Les etudes sur la selectivity et la comparaison des prises sont importantes pour les evaluations faisant appel a au moins deux types d'engins pour la collecte d'information sur l'abondance relative. Les methodes d'analyse basees sur la modelisation les plus repandues pour les etudes par paire d'engins reposent sur l'hypothese d'un modele binomial pour les donnees issues de chaque paire d'engins. Parmi les generalisations importantes figurent les effets de taille lissee non parametriques et les effets de paire et de taille aleatoires normaux, mais les methodes actuelles d'ajustement de modeles qui tiennent compte des effets de taille lissee aleatoires sont restrictives, et les observations pour une meme paire peuvent presenter des variations extrabinomiales. Je propose un modele hierarchique qui tient compte des effets de taille lissee aleatoires entre paires et des variations extrabinomiales au sein de paires avec une distribution beta-binomiale conditionnelle. J'ai compare la performance relative de modeles reposant sur differentes hypotheses de distribution conditionnelle et d'effets aleatoires ajustes a des donnees sur 16 especes tirees d'une experience menee dans le nord-ouest de l'ocean Atlantique au large des Etats-Unis et visant a comparer un vaisseau neuf et un vaisseau mis a la retraite. Pour plus de la moitie des especes, les modeles beta-binomiaux conditionnels etaient plus performants que les modeles binomiaux, et la prise en consideration des variations aleatoires entre paires pour ce qui est de l'efficacite relative etait importante pour toutes les especes. [Traduit par la Redaction]
Introduction Paired-gear studies provide a means to infer the ratio of catch rates, or relative catch efficiency, of two gears, which is important for surveys providing time series of relative [...]