[논문 리뷰] Multilevel regression with poststratification for the national level Viber/Street poll on the 2020 presidential election in Belarus

Ales Zahorski|arXiv (Cornell University)|2020. 09. 14.

Electoral Systems and Political Participation참고 문헌 21인용 수 8

한 줄 요약

이 연구는 벨라루스(표본 크기 n≈46,150)의 Viber 및 거리 설문 조사 데이터를 다중수준 회귀 및 후분류(MRP)를 적용하여 2020년 대통령 선거의 지지율과 조기 투표율을 추정한다. 공식 결과에 따르면 루카셴카는 80.11% 지지를 받았지만, 모델은 그의 지지를 13–18%로 추정하며(95% 신뢰구간), 티카노프스카야는 75–80%로 추정하고, 조기 투표율은 9–13%로 추정한다. 이는 공식 수치와 정면으로 배치되며, 99.9% 신뢰구간 외부에 위치한다.

ABSTRACT

Independent sociological polls are forbidden in Belarus. Online polls performed without sound scientific rigour do not yield representative results. Yet, both inside and outside Belarus it is of great importance to obtain precise estimates of the ratings of all candidates. These ratings could function as reliable proxies for the election's outcomes. We conduct an independent poll based on the combination of the data collected via Viber and on the streets of Belarus. The Viber and the street data samples consist of almost 45000 and 1150 unique observations respectively. Bayesian regressions with poststratification were build to estimate ratings of the candidates and rates of early voting turnout for the population as a whole and within various focus subgroups. We show that both the officially announced results of the election and early voting rates are highly improbable. With a probability of at least 95%, Sviatlana Tikhanouskaya's rating lies between 75% and 80%, whereas Aliaksandr Lukashenka's rating lies between 13% and 18% and early voting rate predicted by the method ranges from 9% to 13% of those who took part in the election. These results contradict the officially announced outcomes, which are 10.12%, 80.11%, and 49.54% respectively and lie far outside even the 99.9% credible intervals predicted by our model. The only marginal groups of people where the upper bounds of the 99.9% credible intervals of the rating of Lukashenka are above 50% are people older than 60 and uneducated people. For all other marginal subgroups, including rural residents, even the upper bounds of 99.9% credible intervals for Lukashenka are far below 50%. The same is true for the population as a whole. Thus, with a probability of at least 99.9% Lukashenka could not have had enough electoral support to win the 2020 presidential election in Belarus.

연구 동기 및 목표

• 비표본 추출 방식의 온라인 및 거리 설문 조사 자료를 활용하여 2020년 벨라루스 대선에서의 국가 수준 및 하위 집단 수준의 후보 지지율과 조기 투표율을 추정하는 것.
• 공식 설문 조사가 금지되어 있고 결과가 널리 의심받고 있는 벨라루스에서 독립적이고 과학적으로 엄밀한 설문 조사의 부재를 보완하는 것.
• Viber 및 거리 인터뷰에서 유래한 비확률 표본의 선택 편향을 보정하기 위해 다중수준 회귀 및 후분류(MRP)를 적용하는 것.
• 독립적인 설문 조사가 위험하지만 동시에 필수적인 억압적인 정치적 환경에서 통계적으로 탄탄하고 투명한 여론 추정을 제공하는 것.
• 베이지안 신뢰구간을 활용하여 공식 선거 결과의 통계적 비합리성을 정량화함으로써 공식 결과에 도전하는 것.

제안 방법

• 벨라루스 전역에서 44,990명의 Viber 사용자와 1,150명의 거리 인터뷰를 대상으로 인구통계 및 투표 지지율을 포함한 설문 조사 데이터를 수집한다.
• 다중수준 회귀 및 후분류(MRP)를 적용하여 인구통계 및 지리적 공변량을 기반으로 응답을 모델링함으로써 표본 선택 편향을 보정한다.
• 소규모 하위 집단에서 추정치를 안정화하고 불확실성을 반영하기 위해 약한 정보를 갖는 사전분포를 사용하는 베이지안 계층 모델링을 적용한다.
• 응답 패턴의 공간적 및 지역적 상관관계를 모델링하기 위해 잠재 가우시안 모델과 BYM(이분형 조건부 자기회귀) 사전분포를 사용한다.
• 공식 통계 자료에서 제공하는 인구 기준을 활용하여 후분류를 수행함으로써 설문 응답을 전체 인구 구조로 재배치한다.
• 모든 추정치에 대해 95% 및 99.9% 신뢰구간을 계산하여 공식 결과의 통계적 타당성을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비확률 표본을 기반으로 한 설문 조사 자료를 바탕으로 2020년 벨라루스 대선에서 슈vla틀라나 티카노프스카야와 알렉산더 루카셴카에 대한 공식적인 지지율은 각각 얼마로 추정되는가?
• RQ2 MRP 모델이 추정한 조기 투표율은 공식적으로 보고된 49.54%와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 모델 기반의 신뢰구간을 고려할 때 공식 선거 결과는 어느 정도 통계적으로 비합리적인가?
• RQ4 특히 루카셴카의 지지율이 50%를 초과할 가능성이 있는 인구통계나 지리적 하위 집단은 어디인가?
• RQ5 기존 설문 조사가 금지된 고위험 비민주적 환경에서 MRP는 신뢰할 수 있는 대표성 있는 추정치를 제공할 수 있는가?

주요 결과

• 95%의 확률로 슈vla틀라나 티카노프스카야의 지지율은 75%에서 80% 사이이며, 알렉산더 루카셴카의 지지율은 13–18%로 추정된다.
• 모델은 조기 투표율을 9–13%로 예측하며, 이는 공식적으로 보고된 49.54%보다 훨씬 낮고, 심지어 99.9% 신뢰구간 외부에 위치한다.
• 전체 인구 집단에 대해, 루카셴카의 공식 결과인 80.11%는 통계적으로 비합리적이며, 99.9%의 확률로 그의 지지율이 50% 이하였음을 시사한다.
• 루카셴카의 99.9% 신뢰구간 상한선이 50%를 초과하는 유일한 하위 집단은 60세 이상과 무학력자이지만, 이마저도 중심 추정치는 50% 이하이다.
• 농촌 거주자와 같은 다른 모든 하위 집단은 99.9% 신뢰구간 상한선이 50% 이하로 떨어지며, 이는 공식 결과에 대한 체계적인 왜곡을 시사한다.
• 공식 결과가 모델의 신뢰구간에서 너무나 멀리 떨어져 있어, MRP 프레임워크 하에서 통계적으로 타당한 결과로 간주될 수 없다.