㈠ 常用的主流数据统计分析方法:2.判别分析
a. 目的 :识别一个个体所属类别
b. 适用 :被解释对象是非度量变量(nonmetric),解释变量是度量变量;分组类型2组以上,每组样品>1。
c. 应用 :归类、预测
d. 判别分析与聚类分析 :
i. 聚类分析前,我们并不知道应该分几类,分类工作;
ii. 判别分析时,样品的分类已事先确定,需要利用训练样 本建立判别准则,对新样品所属类别进行判定,归类工作。
a. 假设1:每一个判别变量(解释变量)不能是其他判别变量的线性组合。避免多重共线性问题。
b. 假设2:如果采用线性判别函数,还要求各组变量协方差矩阵相等----线性判别函数使用起来最方便、在实际 中使用最广。
c. 假设3:各判别变量遵从多元正态分布,可精确的计算 显着性检验值和归属概率,不然计算概率不准。
协方差相等/协方差不等
协方差相等/协方差不等
优点 :
i. 距离判别只要求知道总体的特征量(即参数)---均值和协差阵,不涉及总体的分布类型.
ii. 当参数未知时,就用样本均值和 样本协差阵来估计.
iii. 距离判别方法简单,结论明确,是很实用的方法.
ii. 缺点
i. 该判别法与各总体出现的机会大小(先验概率)完全无关
ii. 判别方法没有考虑错判造成的损失,这是不合理的.
v. 贝叶斯判别 的基本思想
i. 假定对研究对象已经有了一定的认识,这种认识可以用 先验概率 来描述,当取得样本后,就可以利用 样本来修正 已有的 先验概率分布,得到 后验概率 分布,再通过后验概率分布进 行各种统计推断。
ii. 贝叶斯判别属于 概率判别法。
iii. 判别准则:
i. 个体归属某类的概率(后验概率)最大
ii. 错判总平均损失最小为标准。
vi. 贝叶斯判别的后验概率最大
i. 贝叶斯(Bayes)判别要变量服从 正态分布 类型。
ii. 、贝叶斯(Bayes)判别的判别准则是以个体归属某类的概率最大或 错判总平均损失 最小为标准。弥补了 距离判别和费歇(Fisher)判别的缺点。
5.1费歇(Fisher)判别核心思想 :
i. 通过多维数据投影到一维度直线上,将k组m维数据投影到 某一个方向,使得投影后组与组之间尽可能地分开。而衡量组 与组之间是否分开的方法借助于一元方差分析的思想
ii. 费歇(Fisher)判别是一种确定性判别。
5.2费歇(Fisher)判别小结 :
i. 费歇(Fisher)判别对判别变量的分布类型并无要求, 而贝叶斯(Bayes)判别要变量服从正态分布类型。因此, Fisher类判别较Bayes类判别简单一些。
ii. 当两个总体时,若它们的协方差矩阵相同,则距离判 别和Fisher判别等价。 当变量服从正态分布时,它们还 和Bayes判别等价。
iii. 与距离判别一样,费歇判别与各总体出现的机会大小 (先验概率)完全无关;也没有考虑错判造成的损失。
如何从m个变量中挑选出对区分k个总体有显 着判别能力的变量,来建立判别函数,用以判别归类。
1.忽略主要的指标;
凡是具有筛选变量能力的判别方法统称为逐步判别法。
i. 保留判别能力显着的变量
ii. 剔除判别能力不显着的变量
i. 逐步筛选变量
i. 根据各变量对区分k个总体的判别能力的大小,利用向 前选入、向后剔除或逐步筛选的方法来选择区分k个总体的 最佳变量子集。
ii. 判别归类
i. 对已选出变量子集,使用三大判别方法(距离判别、 Bayes判别、Fisher判别)对样品进行判别归类。
㈡ spss分析方法-判别分析(转载)
判别分析是在分组已知的情况下,根据已经确定分类的对象的某些观测指标和所属类别来判断未知对象所属类别的一种统计学方法。 下面我们主要从下面四个方面来解说:
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实际应用
理论思想
建立模型
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分析结果
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一、实际应用
判别分析最初应用于考古学, 例如要根据挖掘出来的人头盖骨的各种指标来判别其性别年龄等.。慢慢的成为一种常用的分类分析方法,其通过已知的分类情况,根据数据的特征对其他研究对象进行预测归类。
在实际生活中,判别分析也被广泛用于预测事物的类别归属。
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企业营销中,营销人员可通过已有的客户特征数据(如消费金额、消费频次、购物时长、购买产品种类等),预测当前的消费者属于哪种类型的顾客(款式偏好型、偏重质量型、价格敏感型...),并根据其特点有针对性的采取有效的营销手段。或是根据各成分含量指标,判断白酒的品牌或水果的产地等。
除此以外,判别分析还可与聚类分析结合使用。比如,银行的贷款部门想要在发放贷款之前,可通过此方法判断申请人是否具有良好的信用风险。
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二、理论思想
判别分析首先需要对研究的对象进行分类,然后选择若干对观测对象能够较全面描述的变量,接着按照一定的判别标准建立一个或多个判别函数,使用研究对象的大量资料确定判别函数中的待定系数来计算判别指标。对一个未确定类别的个案只要将其代入判别函数就可以判断它属于哪一类总体。
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常用的判别分析方法有距离判别法、费舍尔判别法和贝叶斯判别法。
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费舍尔判别法:
费舍尔判别法利用投影的方法使多维问题简化为一维问题来处理。其通过建立线性判别函数计算出各个观测量在各典型变量维度上的坐标并得出样本距离各个类中心的距离,以此作为分类依据。
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贝叶斯判别法:
贝叶斯判别法通过计算待判定样品属于每个总体的条件概率并将样本归为条件概率最大的组。其主要思想如下:首先利用样本所属分类的先验概率通过贝叶斯法则求出样本所属分类后验概率,并依据该后验概率分布作出统计推断。
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距离判别法:
距离判别思想是根据各样品与各母体之间的距离远近作出判别的。其通过建立关于各母体的距离判别函数式,得出各样品与各母体之间的距离值,判别样品属于距离值最小的那个母体。
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三、建立模型
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一般判别分析法的思路:
首先建立判别函数;
然后通过已知所属分类的观测量确定判别函数中的待定系数;
最后通过该判别函数对未知分类的观测量进行归类。
逐步判别分析法的思路: 逐步判别分析分为两步
首先根据自变量和因变量的相关性对自变量进行筛选,
然后使用选定的变量进行判别分析。
逐步判别分析是在判别分析的基础上采用有进有出的办法,把判别能力强的变量引入判别式的同时,将判别能力最差的变量别除。最终在判别式中只保留数量不多而判别能力强的变量。
数据条件:
[if !supportLists]§ [endif]用户使用的分组变量必须含有有限数目的不同类别,且编码为整数。名义自变量必须被重新编码为哑元变量或对比变量。
[if !supportLists]§ [endif]个案独立的
[if !supportLists]§ [endif]预测变量应有多变量正态分布,组内方差-协方差矩阵在组中应等同。
[if !supportLists]§ [endif]组成员身份假设为互斥的(不存在属于多个组的个案),且全体为穷举的(所有个案均是组成员)。如果组成员身份为真正的分类变量时,则此过程最有效;如果组成员身份基于连续变量的值(如高智商与低智商),则用户需要考虑使用线性回归以利用由连续变量本身提供的更为丰富的信息。
一般判别分析案例:
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[endif]
题目:以下3种不同种类豇豆豆荚的质量、宽度和长度的统计表,每种类型都为20个样本,共60个样本。根据不同种类豇豆豆荚的特征,建立鉴别不同种类豇豆的判别方程。
一、数据输入
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[endif]
二、操作步骤 1、进入SPSS,打开相关数据文件,选择“分析”|“分类 ”|“判别式”命令2、选择进行判别分析的变量。在“判别分析”对话框的左侧列表框中,选择“类型”进入“分组变量”列表框。单击“定义范围”按钮,在“最小值”和“最大值”中分别输入1和3,单击“继续”按钮返回“判别分析”对话框。分别选择“质量”“宽度”“长度”3个变量进入“自变量”列表框,选中“使用步进法”单选按钮。
[if !vml]
[endif]
3、设置判别分析的统计输出结果。
单击“判别分析”对话框中的“统计”按钮。在“函数系数”选项组中,选中“费希尔”和“未标准化”复选框;在“矩阵”选项组中,选中“组内协方差”复选框。设置完毕后,单击“继续”按钮返回“判别分析”对话框。
[if !vml]
[endif]
4、设置输出到数据编辑窗口的结果。单击“保存”按钮,选中“预测组成员”复选框。
[if !vml]
[endif]
5、其余设置采用系统默认值即可。单击“确定”按钮,等待输出结果。
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[endif]
四、结果分析
1、组统计量表可以看出,每一种豇豆豆荚的质量、宽度和长度的均值和标准差,也可以知道总样本的均值和标准差。
[if !vml]
[endif]2、汇聚的组内矩阵表可以知道,各因素之间的协方差和相关系数。可以发现,各因素之间的相关性都较小,因此在判别方程中不需要剔除变量。
[if !vml]
[endif]
3
、输入和删除变量情况统计表可以知道,第一步纳入的变量是质量,到第三步所有变量全部纳入,且从显着性值均为0可以看出,逐步判别没有剔除变量。
[if !vml]
[endif]
4、典型判别方程的特征值可以知道,特征根数为2,其中第一个特征根为77.318,能够解释所有变异的89.4%。
[if !vml]
[endif]
5、判别方程的有效性检验可以看出,显着性均为0,因此两个典型方程的判别能力都是显着的。
[if !vml]
[endif]
6、标准化的典型判别方程可以知道,本例中的两个标准化的典型判别方程表达式分别为:Y1=0.681*质量-0.674*宽度+0.612*长度Y2=0.363*质量+0.777*宽度+0.302*长度
[if !vml]
[endif]
7、未标准化的典型判别方程可以知道,本例中的两个未标准化的典型判别方程表达式为:Y1=-11.528+0.210*质量-1.950*宽度+0.186*长度Y2=-15.935+0.112*质量+2.246*宽度+0.092*长度
[if !vml]
[endif]
8、贝叶斯的费希尔线性判别方程可以得到3个分类方程。在这里我们只写出第一个分类方程。Y1=-90.708+2.557*质量+18.166*宽度+1.922*长度[if !vml]
[endif]9、判别分析在数据编辑窗口的输出结果新产生的变量记录是每一样品的判别分类结果,可以看出,样品判别分类结果与实际类别是一致的。
[if !vml]
[endif]
分析结论:
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[endif]
通过判别分析可以知道,在本案例中,3种豇豆豆荚的样品判别分类结果与实际类别是一致的。另外,我们可以得到不同的判别方程,分别包括标准化的典型判别方程、未标准化的典型判别方程和贝叶斯的费希尔线性判别方程,方程的表达式见上面的结果分析。
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[endif]
参考案例数据:
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[endif]
【1】spss统计分析与行业应用案例详解(第四版) 杨维忠,张甜,王国平 清华大学出版社
(获取更多知识,前往gz号程式解说)
原文来自https://mp.weixin.qq.com/s/Yapg-5jwMK6cITG_FZsfVA
㈢ 论文数据分析方法有哪些
论文数据方法有多选题研究、聚类分析和权重研究三种。
1、多选题研究:多选题分析可分为四种类型包括:多选题、单选-多选、多选-单选、多选-多选。
拓展资料:
一、回归分析
在实际问题中,经常会遇到需要同时考虑几个变量的情况,比如人的身高与体重,血压与年龄的关系,他们之间的关系错综复杂无法精确研究,以致于他们的关系无法用函数形式表达出来。为研究这类变量的关系,就需要通过大量实验观测获得数据,用统计方法去寻找他们之间的关系,这种关系反映了变量间的统计规律。而统计方法之一就是回归分析。
最简单的就是一元线性回归,只考虑一个因变量y和一个自变量x之间的关系。例如,我们想研究人的身高与体重的关系,需要搜集大量不同人的身高和体重数据,然后建立一个一元线性模型。接下来,需要对未知的参数进行估计,这里可以采用最小二乘法。最后,要对回归方程进行显着性检验,来验证y是否随着x线性变化。这里,我们通常采用t检验。
二、方差分析
在实际工作中,影响一件事的因素有很多,人们希望通过实验来观察各种因素对实验结果的影响。方差分析是研究一种或多种因素的变化对实验结果的观测值是否有显着影响,从而找出较优的实验条件或生产条件的一种数理统计方法。
人们在实验中所观察到的数量指标称为观测值,影响观测值的条件称为因素,因素的不同状态称为水平,一个因素可能有多种水平。
在一项实验中,可以得到一系列不同的观测值,有的是处理方式不同或条件不同引起的,称为因素效应。有的是误差引起的,称做实验误差。方差分析的主要工作是将测量数据的总变异按照变异原因的不同分解为因素效应和试验误差,并对其作出数量分析,比较各种原因在总变异中所占的重要程度,作为统计推断的依据。
例如,我们有四种不同配方下生产的元件,想判断他们的使用寿命有无显着差异。在这里,配方是影响元件使用寿命的因素,四种不同的配方成为四种水平。可以利用方差分析来判断。
三、判别分析
判别分析是用来进行分类的统计方法。我来举一个判别分析的例子,想要对一个人是否有心脏病进行判断,可以取一批没有心脏病的病人,测其一些指标的数据,然后再取一批有心脏病的病人,测量其同样指标的数据,利用这些数据建立一个判别函数,并求出相应的临界值。
这时候,对于需要判别的病人,还是测量相同指标的数据,将其带入判别函数,求得判别得分和临界值,即可判别此人是否属于有心脏病的群体。
四、聚类分析
聚类分析同样是用于分类的统计方法,它可以用来对样品进行分类,也可以用来对变量进行分类。我们常用的是系统聚类法。首先,将n个样品看成n类,然后将距离最近的两类合并成一个新类,我们得到n-1类,再找出最接近的两类加以合并变成n-2类,如此下去,最后所有的样品均在一类,将上述过程画成一张图。在图中可以看出分成几类时候每类各有什么样品。
比如,对中国31个省份的经济发展情况进行分类,可以通过收集各地区的经济指标,例如GDP,人均收入,物价水平等等,并进行聚类分析,就能够得到不同类别数量下是如何分类的。
五、主成分分析
主成分分析是对数据做降维处理的统计分析方法,它能够从数据中提取某些公共部分,然后对这些公共部分进行分析和处理。
在用统计分析方法研究多变量的课题时,变量个数太多就会增加课题的复杂性。人们自然希望变量个数较少而得到的信息较多。在很多情形,变量之间是有一定的相关关系的,当两个变量之间有一定相关关系时,可以解释为这两个变量反映此课题的信息有一定的重叠。
主成分分析是对于原先提出的所有变量,将重复的变量(关系紧密的变量)删去多余,建立尽可能少的新变量,使得这些新变量是两两不相关的,而且这些新变量在反映课题的信息方面尽可能保持原有的信息。
最经典的做法就是用F1(选取的第一个线性组合,即第一个综合指标)的方差来表达,即Var(F1)越大,表示F1包含的信息越多。因此在所有的线性组合中选取的F1应该是方差最大的,故称F1为第一主成分。
如果第一主成分不足以代表原来P个指标的信息,再考虑选取F2即选第二个线性组合,为了有效地反映原来信息,F1已有的信息就不需要再出现在F2中,用数学语言表达就是要求Cov(F1, F2)=0,则称F2为第二主成分,依此类推可以构造出第三、第四,……,第P个主成分。
六、因子分析
因子分析是主成分分析的推广和发展,它也是多元统计分析中降维的一种方法。因子分析将多个变量综合为少数几个因子,以再现原始变量与因子之间的相关关系。
在主成分分析中,每个原始变量在主成分中都占有一定的分量,这些分量(载荷)之间的大小分布没有清晰的分界线,这就造成无法明确表述哪个主成分代表哪些原始变量,也就是说提取出来的主成分无法清晰的解释其代表的含义。
因子分析解决主成分分析解释障碍的方法是通过因子轴旋转。因子轴旋转可以使原始变量在公因子(主成分)上的载荷重新分布,从而使原始变量在公因子上的载荷两级分化,这样公因子(主成分)就能够用哪些载荷大的原始变量来解释。以上过程就解决了主成分分析的现实含义解释障碍。
例如,为了了解学生的学习能力,观测了许多学生数学,语文,英语,物理,化学,生物,政治,历史,地理九个科目的成绩。为了解决这个问题,可以建立一个因子模型,用几个互不相关的公共因子来代表原始变量。我们还可以根据公共因子在原始变量上的载荷,给公共因子命名。
例如,一个公共因子在英语,政治,历史变量上的载荷较大,由于这些课程需要记忆的内容很多,我们可以将它命名为记忆因子。以此类推,我们可以得到几个能评价学生学习能力的因子,假设有记忆因子,数学推导因子,计算能力因子等。
接下来,可以计算每个学生的各个公共因子得分,并且根据每个公共因子的方差贡献率,计算出因子总得分。通过因子分析,能够对学生各方面的学习能力有一个直观的认识。
七、典型相关分析
典型相关分析同样是用于数据降维处理,它用来研究两组变量之间的关系。它分别对两组变量提取主成分。从同一组内部提取的主成分之间互不相关。用从两组之间分别提取的主成分的相关性来描述两组变量整体的线性相关关系。
㈣ 多元统计分析法主要包括
多元统计分析方法主要包括线性回归分析方法、判别分析方法、聚类分析方法、主成份分析方法、因子分析方法、对应分析方法、典型相关分析方法以及片最小二乘回归分析方法等。
《多元统计分析方法》是2009年上海格致出版社出版的图书,作者是(德)巴克豪斯。本书主要讲解了多元统计分析中最常见的九种方法。
简介
多元统计分析是从经典统计学中发展起来的一个分支,是一种综合分析方法,它能够在多个对象和多个指标互相关联的情况下分析它们的统计规律,很适合农业科学研究的特点。主要内容包括多元正态分布及其抽样分布、多元正态总体的均值向量和协方差阵的假设检验。
多元方差分析、直线回归与相关、多元线性回归与相关(Ⅰ)和(Ⅱ)、主成分分析与因子分析、判别分析与聚类分析、Shannon信息量及其应用。简称多元分析。当总体的分布是多维(多元)概率分布时,处理该总体的数理统计理论和方法。数理统计学中的一个重要的分支学科。
㈤ 判别分析方法
判别分析又称“分辨法”,是在分类确定的条件下,根据某一研究对象的各种特征值判别其类型归属问题的一种多变量统计分析方法。其基本原理是按照一定的判别准则,建立一个或多个判别函数,用研究对象的大量资料确定判别函数中的待定系数,并计算判别指标。据此即可确定某一样本属于何类。当得到一个新的样品数据,要确定该样品属于已知类型中哪一类,这类问题属于判别分析问题。
㈥ 线性判别分析是一种什么方法
线性判别分析是对费舍尔的线性鉴别方法的归纳,这种方法使用统计学,模式识别和机器学习方法,试图找到两类物体或事件的特征的一个线性组合,以能够特征化或区分它们。
线性判别的思想非常朴素,给定训练样例集,设法将样例投影到一条直线上,使得同类样例的投影点尽可能接近,异样样例的投影点尽可能远离;在对新样本进行分类时,将其投影到同样的直线上,再根据投影点的位置来确定新样本的类别。
线性判别与方差分析和回归分析紧密相关,这两种分析方法也试图通过一些特征或测量值的线性组合来表示一个因变量。然而,方差分析使用类别自变量和连续数因变量,而判别分析连续自变量和类别因变量(即类标签)。逻辑回归和概率回归比方差分析更类似于LDA,因为他们也是用连续自变量来解释类别因变量的。
㈦ 判别分析的判别方法
判别方法是确定待判样品归属于哪一组的方法,可分为参数法和非参数法,也可以根据资料的性质分为定性资料的判别分析和定量资料的判别分析。此处给出的分类主要是根据采用的判别准则分出几种常用方法。除最大似然法外,其余几种均适用于连续性资料。
1)最大似然法:用于自变量均为分类变量的情况,该方法建立在独立事件概率乘法定理的基础上,根据训练样品信息求得自变量各种组合情况下样品被封为任何一类的概率。当新样品进入是,则计算它被分到每一类中去的条件概率(似然值),概率最大的那一类就是最终评定的归类。
2)距离判别:其基本思想是有训练样品得出每个分类的重心坐标,然后对新样品求出它们离各个类别重心的距离远近,从而归入离得最近的类。也就是根据个案离母体远近进行判别。最常用的距离是马氏距离,偶尔也采用欧式距离。距离判别的特点是直观、简单,适合于对自变量均为连续变量的情况下进行分类,且它对变量的分布类型无严格要求,特别是并不严格要求总体协方差阵相等。
3)Fisher判别:亦称典则判别,是根据线性Fisher函数值进行判别,通常用于梁祝判别问题,使用此准则要求各组变量的均值有显着性差异。该方法的基本思想是投影,即将原来在R维空间的自变量组合投影到维度较低的D维空间去,然后在D维空间中再进行分类。投影的原则是使得每一类的差异尽可能小,而不同类间投影的离差尽可能大。Fisher判别的优势在于对分布、方差等都没有任何限制,应用范围比较广。另外,用该判别方法建立的判别方差可以直接用手工计算的方法进行新样品的判别,这在许多时候是非常方便的。
4)Bayes判别:许多时候用户对各类别的比例分布情况有一定的先验信息,也就是用样本所属分类的先验概率进行分析。比如客户对投递广告的反应绝大多数都是无回音,如果进行判别,自然也应当是无回音的居多。此时,Bayes判别恰好适用。Bayes判别就是根据总体的先验概率,使误判的平均损失达到最小而进行的判别。其最大优势是可以用于多组判别问题。但是适用此方法必须满足三个假设条件,即各种变量必须服从多元正态分布、各组协方差矩阵必须相等、各组变量均值均有显着性差异。
㈧ 判别分析(Fisher判别方法)
20210308 未完更新中
为了克服“维数灾难”,人们将高维数据投影到低维空间上来,并保持必要的特征,这样,一方面数据点变得比较密集一些,另一方面,可以在低维空间上进行研究。
Fisher判别分析的基本思想 :选取适当的投影方向,将样本数据进行投影,使得投影后各样本点尽可能分离开来,即:使得投影后各样本 类内 离差平方和尽可能小,而使各样本 类间 的离差平方和尽可能大。
①设已知有两个类 和 ,在已知的数据中, 类有 个个体, 类有 个个体,即:
注意:个体 为列向量,列向量的元素为不同特征的具体数值。如,小明身高180,体重70,可以设小明这个个体为
②计算两个类的 均值 :
③计算两个类的 类内离差平方和 矩阵:
总的离差阵为
类间离差阵为
④设需要找的投影向量为 ,将所有的个体 投影到 方向上,则可以得到投影后的结果为 ,即:
第一类个体在 方向上的投影结果为: ;
第二类个体在 方向上的投影结果为: ;
⑤计算投影后两类的均值与类内离差平方和矩阵
总离差:
类间方差:
⑥要使得在新的(投影后)数据空间中,数据的分离性能最好,即要使得两个类的类内距离最小,类间距离最大,建立目标函数 ,希望找到合适的投影向量 ,使得目标函数 达到最大。
采用Lagrange乘数法求解。令分母等于非零常数,即:
定义lagrange函数为
对 求偏导得
又矩阵 与 是对称矩阵,因此,上式可化简为
令 ,有
记上式得解为 ,则
继续化简有:
两边同时左乘 得:
因此, 即为矩阵 的最大特征值对应的特征向量
又
故
又 为一标量,因此
记
则
而标量 并不会影响 的投影方向。
综上所述, 的解为
㈨ 判别分析的基本原理
是用于判别样品所属类型的一种统计分析方法,是根据表明事物特点的变量值和他们所属的类,求出判别函数,根据判别函数对未知所属类别的食物进行分类的一种分析方法。