1. 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
2. 统计分析论文
统计分析是运用统计 方法 与分析对象有关的知识,从定量与定性的结合上进行的研究活动。下文是我为大家整理的关于统计分析论文的 范文 ,欢迎大家阅读参考!
统计分析论文篇1浅谈统计分析与决策
[摘要] 统计分析与决策二者有联系又有区别。统计要参与决策,必须搞好统计分析。搞好统计分析,需要解决选题、分析、撰写 报告 三个问题。
[关键词] 统计分析 分析方法 决策
统计工作的全过程分为四个阶段,即统计设计,统计调查,统计整理,统计分析。其中,统计分析是统计工作的最后一个阶段,是出统计成果的阶段。现在倡导统计要参与决策,这是不是说统计工作还要增加一个决策阶段呢?如果不是,那么,统计分析与决策是什么关系呢?
狭义的说,统计分析与决策是有区别的。统计分析是以统计数字为基础,以统计方法为手段,对社会经济情况进行科学的分析和综合研究,以认识其本质和规律的过程。而决策则是为了达到某一预定目标,运用逻辑方法和统计方法,对两种或两种以上可能采取的方案进行比较、分析、研究,以做出合理的、科学的抉择的行为过程。假若把统计分析与决策比作医生看病,统计分析就是对病情的诊断,决策就是开处方,“诊断”和“处方”是有区别的。
广义的讲,统计分析与决策是密不可分的。一方面,统计分析贯穿于决策过程之中。一个决策过程大体上可分为下列三个大步骤:第一,诊断问题所在,确定决策目标;第二,探索和拟定各种可能的备选方案;第三,从各种备选方案中选出最合适的方案。从这三大步骤看,尽管要用到多种方法和手段,但哪一步也离不开统计分析,第一步就是通过统计分析,诊断问题所在,并在分析的基础上确定决策目标;第二步拟定备选方案,要经过“轮廊设想”和“细部设计”这个阶段对轮廊设想的方案要做初步筛选,对每一方案要充实具体内容,“筛选”和“充实”都要经过统计分析;第三步选择最佳方案,首先要对各个备选方案进行评价、论证,这又需要统计分析。因此可以说,没有统计分析,也就没有科学决策。另一方面,从某种意义上讲,决策是统计分析的结果。一般来说,统计分析报告是提出问题、分析问题、指出解决问题的办法,其实,决策方案也就是解决问题实现决策目标的办法,只不过比“今后意见”“几条 措施 ”之类的办法更全面、更详细、更科学罢了。医生诊断是为了正确处方,治病救人,不能只诊断不处方。统计分析是为了发现问题,解决问题,推动社会经济的顺利发展;也不能只提出问题,而不寻找解决问题的办法。从这个意义上讲,统计分析也就包括预测和决策。我们不能为统计而统计,也不能为分析而分析。统计应该参与决策,为了决策科学化,必须搞好统计分析。
搞好统计分析,需要解决选题、分析、撰写报告三个问题。
一、统计分析选题
所谓选题,就是在复杂的社会经济现象中,确定统计分析的内容和范围。进行统计分析,选题很重要。成功的选题是成功的分析的前提。
怎样选好题呢?选好题标准有两条:―是分析对象有意义,二是适合决策层和群众需要。关键是抓住党和国家的方针政策和企业的经济效益。
统计分析课题是很广泛的。工业统计分析课题如:计划执行情况分析、工业净产值统计分析、工业产品销售统计分析、工业原材料供应和消耗统计分析、工业能源消耗统计分析、工业生产设备统计分析、工业劳动与工资统计分析、成本利润统计分析、综合经济效益统计分析等。商品流通企业统计分析课题如:市场供求状况分析、市场占有率分析、主要商品经济寿命周期分析、市场商品价格分析、计划执行情况分析、购销合同执行情况分析、商品购进质量分析、商品销售动态分析、商品销售构成分析、商品库存分析、企业经济效益分析等。对于以上内容,可根据不同的时间、地点、条件,按两条选题标准适当选择。
统计分析有专题分析与综合分析之分。在一定的总体范围内,研究总体的各个方面及其相互关系,或研究总体的主要方面的统计分析,属于综合分析;只研究其中某一方面,或某一部分的统计分析,属于专题分析。两者各有不同的特点,都是必要的,但专题分析宜多,综合分析宜少。
二、统计分析方法
统计分析的关键是分析,怎样进行统计分析呢?统计分析有两个特点:一是以统计数字为基础,二是以统计方法为手段。因此,统计分析在选题之后,就要根据分析的需要,搜集整理有关数字资料及具体情况,在充分占有材料的基础上,灵活运用统计方法进行分析。
统计分析方法很多。统计学原理中除了有关统计调查、统计整理的内容外,综合指标、统计指数、时间数列、抽样推断等内容全部是统计分析方法。从方法角度上讲,统计分析就是统计学原理的运用。
统计方法与人们的认识过程是相适应的。人们的认识分感性认识和理性认识两个阶段。感性认识阶段所认识的是事物的现象,可采用统计调查和统计整理。理性认识阶段所认识的是事物的本质和规律,这个阶段要经过形成概念、进行判断和推理等思维活动。与此相适应,要分别采用不同的统计分析方法。
形成概念一般用描述性的综合指标法,即总量指标、相对指标和平均指标,以说明现象的规模大小、水平高低、速度快慢、内部结构以及比例关系等。判断推理就是要判断事物的性质,分析事物变化的原因,找出事物发展的规律。这一般要用分组分析法、动态分析法、因素分析法、相关回归分析法、平衡分析法等。
对统计学原理中的各种统计分析方法要熟练地掌握,灵活地运用。怎样灵活运用呢?这里有个技巧问题。技巧就是定性分析与定量分析巧妙结合。
所谓定性分析是指对事物的性质和影响事物发展变化的因素进行分析。定量分析就是分析事物的规模、水平、速度、结构、比例,以及各个因素对事物总体变化的影响方向和影响程度。定性分析与定量分析巧妙结合有两层含义,一是二者不可偏废,二是二者密不可分,
没有定性分析,定量分析就没有方向。没有定量分析,定性分析就不准确。结合的目的是在质与量的辩证统一中探寻事物的内在联系。
从根本上讲,统计分析就是完成从感性认识到理性认识,从现象到本质的飞跃。完成了这―飞跃,才是高质量的统计分析。有些统计分析质量不高,往往就是没有完成这一飞跃,仍然停留在表面现象上。
三、统计分析报告的撰写
统计分析报告是统计的最终产品。如果说统计数字的准确性是统计的生命,那么,统计分析报告的质量则关系到统计作用的发挥。对高质量的统计分析报告的要求,可以概括为五个字,就是“准、快、新、深、活”。
准:就是实事求是地反映客观实际。做到数字准确,情况准确,论点准确。
快:就是在决策层决策之前,不失时机地及时提供分析报告。
新:就是不断创新。要求不断开拓新领域,钻研新课题,反映新情况和新问题。
深:就是要在充分占有材料的基础上,提高分析的深度,使认识不只停留在反映现象上,而要揭示事物的本质和规律,并且用观点统帅材料,用材料说明观点,做到材料和观点的统一。
活:就是文字生动活泼,形式灵活多样。资料要多样化和生动具体,要有群众语言,要通俗易懂,文字要精精炼。
统计分析报告是在统计分析的基础上撰写出来的。没有好的分析,不可能写出好的报告。经过分析阶段,弄清了事实,判明了性质,探索出规律,得出了结论,在此基础上就可以撰写统计分析报告。但分析得好,并不等于报告写得好,这里还有个撰写的技巧问题,那就是准确地表述事实,透彻地阐明本质,深刻地揭示规律,恰当地提出建议。
1.准确地表述事实
每一篇统计分析报告,都需要表述所分析的现象,即说明“是什么”。准确地表述事实,才能给读者一个明确的概念。为此,须注意如下几点:(1)数字要真实;(2)运用数字要适当,不要堆砌数字,搞数字文字化;(3)语言要素准确。
2.透彻地阐明本质
现象只说明事物的各个片面,本质才说明事物的整体。撰写统计分析报告,必须深刻地揭示事物的本质,它是统计认识事物的正确程度和深度的反映。如果不能深刻地阐明事物的本质,那只能是现象罗列,没有多大价值。
阐明事物的本质,也就是阐明事物的基本性质。事物的性质是由事物内部矛盾的主要方面决定的。例如,某企业利润增加,是靠涨价,还是靠降低成本?经过分析,认识到利润增加主要是靠降低成本,这是矛盾的主要方面,这就反映出事物的性质。因此,在报告中就应阐明降低成本在提高经济效益中的重要作用。再如某企业,本质问题是钢材浪费严重,在报告中就应揭示浪费的若干方面和严重程度。
3.深刻地揭示规律
规律是事物内部固有的、本质的、必然联系。成本高低与产量多少有联系,经过推理,这种联系是事物内部固有的、本质的必然联系,反映了事物发展变化的规律性,而且存在一定的回归关系。而回归方程反映这种关系,所以在统计分析报告中,要利用回归方程揭示这种必然联系及其回归关系。
4.恰当地提出建议
认识世界的目的是为了改造世界。经过统计分析,透过现象认识到事物的本质和规律,还必须提出解决问题的建议,如“今后意见”、“几点建议”、“决策方案”等等。怎样才算恰当地建议呢?恰当的建议要符合三个条件:(1)符合分析目的;(2)合乎客观规律;(3)切实可行。
以上四点,一般可以作为分析报告的结构和顺序,但不能千篇一律。
统计分析报告是统计分析结果的反映。既要注意提高写作水平,更要努力锻炼分析问题和解决问题的能力。
统计分析论文篇2试谈统计分析方法应用
【摘要】统计分析方法应用于各个领域,解决了很多工业、农业、经济、医学等领域的实际问题,本文分析多元统计分析方法的主要应用和构建多元统计方法检验体系的必要性,针对性的提出了需要引起注意的共性问题,具有很强的现实意义。
【关键词】统计分析方法;应用;检验体系;共性问题;现实意义前言
随着信息技术的普及和广泛应用,它推动了社会、经济和科学技术的发展,多元统计分析方法的难题得到了攻破,各个领域广泛采用,推动了各行各业经济的快速发展。
二、多元统计分析方法的主要应用
统计方法是科学研究的一种重要工具,其应用颇为广泛。在工业,农业,经济,生物和医学等领域的实际问题中,常常需要处理多个变量的观测数据,因此对多个变量进行综合处理的多元统计分析方法显得尤为重要。随着电子计算机技术的普及,以及社会,经济和科学技术的发展,过去被认为具有数学难度的多元统计分析方法,已越来越广泛地应用于实际。
聚类分析
它是研究分类问题的一种多元统计方法,聚类分析的基本思想是首先将每个样本当作一类,然后根据样本之间的相似程度并类计算新类与 其它 类之间距离,再选择近似者并类每合并一次减少一类,继续这一过程直到所有样本都合并成为一类为止。所以聚类分析依赖于对观测间的接近程度或相似程度的理解,定义不同的距离量度和相似性量度就可以产生不同的聚类结果。企业制定 市场营销 战略时要弄清在同一市场中哪些企业是直接竞争者,哪些是间接竞争者是非常关键的一个环节。要解决这个问题,企业首先可以通过 市场调查 ,获取自己和所有主要竟争者,从而寻找企业在市场中的机会。
判别分析
判别分析是已知研究对象分成若干类型,并取得各种类型的一批已知样品的观测数据、在此基础上根据某些准则建立判别式,然后对未知类型的样品进行判别分析,企业在市场预测中往往根据以往所调查的种种指标,用判别分析方法判断下季度产品是畅销平销或滞销。一般情况下判别分析经常与聚类分析联合起来使用。
主成分分析
主成分分析就是设法将原来指标重新组合成一组新的互相无关的几个综合指标,来代替原来指标,同时根据实际需要从中可取几个较少的综台指标,尽可能多反映原来指标的信息,在市场研究中常常利用主成分析方法分析顾客的偏好和当前市场的产品与顾客之间的差别,从而提供给生产企业新产品开发方向的信息。
因子分析
因子分析是主成分分析的推广和应用。它是将错综复杂的随机变量综合为数量较少的随机变量去描述,多个变量之间的相关关系以再现原始指标与因子之间的相互关系。也可以认为因子分析是将指标按原始数据的内在结构分类。例如:对Y个调查区的商业网点数、人口数、金融机构服务数、收入情况等N个指标进行因子分析,如果按照一般的分析方法,我们就需要处理N个指标,并给它们以不同的权重。这样不仅工作量变大而且由干指标之间存在比较高的相关性,会给分析结果带来偏差另外给具有较高相关性的众多指标,从而计算出各个调查区平均综合实力得分以便决定在某个调查区拟建何种类型的销售点。
三、构建多元统计分析方法检验体系的必要性
(一)构建多元统计分析方法检验体系,提高多元统计分析应用质量
多元统计分析方法已经越来越为人们广泛应用,但应用中盲目套用分析方法的情况很多,只关心模型方法的应用。许多教科书也只侧重介绍多元统计分析方法的思想、原理和分析步骤,对多元统计分析方法应用结果的统计检验叙述不多。这就直接影响了多元统计分析方法的应用效果和可信性。因此,本文拟对多元统计分析方法的统计检验问题进行探讨。构建多元统计分析方法检验体系的目的在于进一步丰富和完善多元统计分析方法的内容体系;实践上,使多元统计分析方法的应用更加合理、规范。推动多元统计分析方法应用质量的提高,推动多元统计分析方法获得更广泛的应用。
(二)多元统计分析统计检验体系的基础理论
多元正态分布总体的样本分布,即维希特分布,霍特林分布,威尔克斯分布,多元正态总体均值向量假设检验,包括一个正态总体均值向量假设检验,两个正态总体均值向量假设检验,多个正态总体均值向量假设检验;多元正态总体协方差阵假设检验,包括一个正态总体协方差阵假设检验,多个协差阵相等假设检验。
(三)关于统计检验体系
将上述统计检验体系有机结合在一起,就构成了多元统计分析方法检验体系的基本框架。多元统计分析方法检验体系的构建,用多元统计分析方法,充分发挥多元统计分析方法的应用价值,提高应用质量,我们建议,在应用时,应该按照上述框架进行相应的统计检验。当然。上述统计检验体系还是一个初步的框架,随着多元统计分析方法理论的逐步完善,上述检验体系也需要不断完善,也需要更多的同行关注此类问题并不断加以研究。另一方面,在实际应用中,即便是某种方法根据上述内容都进行了统计检验,由于各种方法自身存在的缺陷或局限性,也还会存在许多应用中考虑不周之处。应该引起注意。但是,因子分析结果还是具有较大主观性。特别是对公共主因子在专业方面实际意义的解释上,仍然保留着一种艺术气息,并没有统一做法,因此很多情况下也是不能令人满意的。总之,我们在应用时,对因子分析的适用性、公因子的估计方法、公因子选取的数目。公因子的实际意义的解释等一系列问题都要引起足够注意。检验体系有如下几个分类:
a.主成分分析统计检验体系
b.因子分析统计检验体裂引
c.系统聚类分析统计检验体系
d.判别分析统计检验体裂
e.对应分析统计检验体系
f.典型相关分析统计检验体系
四、多元统计分析方法应用中需要注意的几个共性问题
1.关于原始数据变量的总体分布问题。
对原始变量的总体分布各种方法各有不同的要求。有的方法对原始数据变量总体分布没有特殊的要求,如主成分分析、聚类分析、对应分析。有的方法在不同情况下,对原始变量分布有不同的要求,如因子分析中,公共因子的估计方法不同,对原始变量分布要求不同,采用极大似然估计方法估计主因子时,是假定原始变量是服从多元正态分布的,因此,应用时要引起重视,如典型相关分析要求原始变量服从正态分布,但在严格意义上,如果变量的分布形式比如高度偏态不会降低其他变量的相关关系,典型相关分析是可以包含这种非正态变量的。
样本容量问题。
进行多元统计分析时,样本容量n达到多少为宜,目前尚没有统一的结论。有的认为样本容量应是变量个数的10~20倍,有的认为样本容量要在100以上比较合适,有的认为进行巴特莱特检验时的样本容量应该大于150方可,也有的认为不必苛求太多的样本容量,如在进行主成分分析和因子分析时当原始变量之间的相关性很小时,即使再扩大样本容量,也难以得到满意效果。
原始变量之间的相关性以及非线性关系问题。
多元统计分析方法中,有的是的要求原始变量中要具有相关性。有的则不要求原始变量具有相关性。如聚类分析中,进行Q型系统聚类分析时对原始数据变量之间的相关性也是有要求的,如选择欧式距离、明氏距离、兰氏距离时,则要求原始变量之间是不相关的。只有对原始数据的相关性进行了处理后,才可以选择使用上述距离。若原始变量存在相关性,则选择马氏距离比较合适。另外原始变量之间的非线性关系也是需要注意的问题。如主成分分析、因子分析以及典型相关分析当基于相关矩阵来进行计算时,这里的相关矩阵实际上是Pearson的积差相关。但是,如果变量之间的关系不是线性的,而是非性相关关系,于是,所进行的分析以及结论也就失去应有的意义了。
数据处理问题。
多元统计分析中涉及多个变量,不同变量往往具有不同的量纲及不同的数量级别。在分析时,具有不同量纲的变量进行线性组合是没有意义的,不同的数量级别的变量之间进行分析时。会导致“以大吃小”,即数量级的变量的影响会被忽略,从而影响了分析结果的合理性。因此。为了消除量纲和数量级别的影响,进行多元统计分析时,必须对原始数据进行处里,最常用的是先作标准化变换处理,然后再作相应的分析。
五、结束语
在统计分析方法的应用中,会涉及到多个变量,因此,必须根据原来有的数量进行处理,然后才能得出相应的分析结论。本文结合多元统计分析方法的理论基础,对相关检验体系和分析体系进行了分析,具有现实的理论指导意义。
【参考文献】
[1]于秀林.多元统计分析[M].北京,中国统计出版社,1999:223—224.
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[4]傅德印.主成分分析中的统计检验问题 [J].统计 教育 ,2007(9):4—7.
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3. 判别分析的应用
在气候分类、农业区划、土地类型划分中有着广泛的应用。
在市场调研中,一般根据事先确定的因变量(例如产品的主要用户、普通用户和非用户、自有房屋或租赁、电视观众和非电视观众)找出相应处理的区别特性。在判别分析中,因变量为类别数据,有多少类别就有多少类别处理组;自变量通常为可度量数据。通过判别分析,可以建立能够最大限度的区分因变量类别的函数,考查自变量的组间差异是否显着,判断那些自变量对组间差异贡献最大,评估分类的程度,根据自变量的值将样本归类。
应用范围
1)信息丢失
2)直接的信息得不到
3)预报
4)破坏性实验
假设条件
1)分组类型在两种以上,且组间样本在判别值上差别明显。
2)组内样本数不得少于两个,并且样本数量比变量起码多两个。
3)所确定的判别变量不能是其他判别变量的线性组合。
4)各组样本的协方差矩阵相等。
5)各判别变量之间具有多元正态分布。
6)样品量应在所使用的自变量个数的10~20倍以上时,建立的判别函数才比较稳定;而自变量个数在8~10之间时,函数的判别效果才能比较理想。当然,在实际工作中判别函数的自变量个数往往会超过10个,但应该注意的是,自变量的个数多并不代表效果好
spss操作:“分析”~“分类”~“判别”~进入判别分析主对话框。
这里有容易引起歧义的二个变量,最上面的为分组变量。对分组变量的了解需要联系判别分析的原理以及适用范围。因为判别分析是已知分类数目的情况下,进行分析,这个已知的分类数目就是这个分组变量。其实,一般分析步骤中,都是先进行聚类分析,聚类之后得到的分类结果就是这个分组变量,然后再选择这个分组变量,进行分析。也就是,聚类分析是母亲,母亲的孩子就是判别分析。得到的判别函数就是预测想要知道的个案究竟属于哪一类。另一个变量就是选择变量,它位于主对话框的最下面。这个选择变量在回归分析相应的对话框中也有,意思就是选择你需要的变量,这个变量可以为数据窗口的一个整个变量,也可以利用子设置“值”进行选择,所以,它的名字叫做选择变量。
“统计量”子对话框:“描述性”栏,包括“均值”“单变量ANOVA”“BoxsM”
需要特别说明,以后只要见到ANOVA这个单词,它的意思就是方差分析,也就是进一步输出方差分析表,其中最重要的就是P值也就是Sig值。
BoxsM复选框:指的是输出对组协方差矩阵的等同性检验的检验结果。也就是对各类协方差矩阵相等的假设进行检验。
“函数系数”栏:其实就是将判别函数系数进行设置。包括“费雪”和“未标准化”。费雪指的是对每一类给出一组系数,并且给出该组中判别分数最大的观测量。
“矩阵”栏:都是复选框,对应相应的矩阵也就是在结果表中的四种数阵。“组内相关”“组内协方差”“分组协方差”“总体协方差”这个都是计算机自动计算,人工计算是不可能完成的任务。
“分类”子对话框:本文也提到过先验概率,先验概率就是已知一部分信息,来了解未知信息也就是后验概率。
“所有组相等”也就是如果分为几类,这所有的类中的先验概率都相等。
“根据组大小计算”各类先验概率按照和各类样本量呈正比。
“使用协方差矩阵”栏:是二个单选框。“在组内”指使用合并组内协方差矩阵进行分析
“分组”指使用各组协方差矩阵进行分析。
“输出”栏~“个案结果”:对每一个观测量输出判别分数,也就是选定变量的个案的分进哪个组的资格得分。实际类,预测类,也就是根据判别得分计算的古今对比。实际类就是目前实际上分为几类,预测类就是过去对未来预测,它们一对比,就可以知道过去和现在差别在哪里。附属选项“将个案限制在”在后面的小矩形框中输入观测量数,含义为仅输出设置的观测量结果,当个案也就是观测量太多,可以用此法。
“摘要表”输出分类小结,给出正确和错分的观测量数,和错判率。
“不考虑该个案时的分类”这个根据字面就可以理解,不赘述。
“图”栏:“合并组”生成一张包括各类的散点图,该散点图根据前两个判别函数得到,如果只有一个判别函数,则生成直方图。
“分组”复选框:有几类就有几张散点图,和上面一样,如果只有一个判别函数,就生成直方图。
“区域图”复选框:将观测量分到各组中去的区域图。此图将一张图的平面划分出类数,相同的区域,每一类占据一个区,各类的均值在各区中用星号标出,如果仅有一个判别函数,即没有此图。
“保存”子对话框:这个设置是非常重要的,并且特别直观,只要选择,就可以在数据窗口生成相应的新变量。这个新变量分别是:“预测组成员”这个预测组成员是根据判别分数,以及后验概率最大的预测分类。也就是,每个个案的预测分类。
“判别得分”这个根据名字就可以理解。该分数=没有标准化的判别系数×自变量的值+一个常数。每次运行判别过程都给出一组表明判别分数的新变量。有几个判别函数就建立几个判别函数减1的新变量。新变量名称词头为dis-。
举例:1 医学实践中根据各种化验结果,疾病症状等判断病人患有什么疾病。
2 体育人才选拔根据运动员的体形,运动成绩,生理指标,心理素质指标判断是否继续培养。
3 动植物分类
判别分析最主要的分析目的:得到判别函数,对未知个案进行预测分类。
“组成员概率”表示观测量属于哪一类的概率,有几类,就给出几类概率值,新变量默认名为dis预测分类数-判别概率,例如有三类,二个判别函数,则新变量名称可以为dis1-1,dis2-1,dis3-1,dis3-2以此类推。
逐步判别分析:只要在主对话框中选择“使用步进式方法”,就可以筛选变量,同时,方法对话框将激活。
“方法”对话框中“标准”栏的设置和线性回归的一样,不赘述。
“方法”栏:原则就是,负面指标越小越好,正面指标越大越好。负面指标是wilks lambda和未解释方差,正面指标是马氏距离,最小F值,Raos V。马氏距离在回归中越大代表这个个案为影响点可能越大,也就是,只有这个个案为影响点,它越重要,越对判别函数影响越大,把它挑出来,也就是马氏距离最大。
结果:1 sig值小于0.05,说明可以继续分析,函数具有判别作用,也就是有统计学意义。
2 数据窗口对话框,将在“保存”子对话框设置的新变量和在主对话框的分组变量进行对比,每个个案被分到哪类,以及判别得分,都一目了然。
3 根据输出表中的系数,可以写出判别函数,进行以后的预测。
4. SPSS判别分析
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。
y=a1x1+a2x2+……+anxn(a1为系数,Xn为变量)。事先非常明确共有几个类别,目的是从已知样本中训练出判别函数
1.各自变量为连续性或有序分类变量
2.自变量和因变量符合线性假设
3.各组的协方差矩阵相等,类似与方差分析中的方差齐
4.变量间独立,无共线性
注:违反条件影响也不大,主要看预测准不准,准的话违反也无所谓
1.对客户进行信用预测;2.寻找潜在客户等
1.最大似然法
适用于 自变量均为分类变量 的情况,算出这些情况的概率组合,基于这些组合大小进行判别
2.距离判别
对新样品求出他们离各个类别重心的距离远近,适用于 自变量均为连续变量 的情况, 对变量分布类型无严格要求
3.Fisher判别法
与主成份分析有关,对分布、方差等都没有什么限制,按照类别与类别差异最大原则提取公因子然后使用公因子判别
4.Bayes判别
强项是进行多类判别,要求总体呈多元正态分布 。利用贝叶斯公式,概率分布逻辑衍生出来一个判别方法,计算这个样本落入这个类别的概率,概率最大就被归为一类
在spss中一般用Fisher判别即可,要考虑概率及误判损失最小的用Bayes判别,但变量较多时,一般先进行逐步判别筛选出有统计意义的变量,但通常在判别分析前我们已经做了相关的预分析,所以不推荐使用逐步判别分析(采用步进法让自变量逐个尝试进入函数式,如果进入到函数式中的自变量符合条件,则保留在函数式中,否则,将从函数式中剔除)。
都是研究分类的。聚类分析,对总体到底有几种类型不知道(研究分几类较为合适需从计算中加以调整)。判别分析则是在总体类型划分已知,对当前新样本判断它们属于哪个总体。如我们对研究的多元数据的特征不熟悉,当然要进行聚类分析,才能考虑判别分析问题。
1.自身验证(拿训练数据直接预测验证,但是对预测样本预测好不代表对新样本预测好)
2.外部数据验证(收集新的数据来验证,这是最客观最有效的,但是麻烦而且两次收集的数据不一定是同质的)
3.样本二分法(一般划分2/3为训练集,1/3为验证集,但是浪费了1/3的样本)
4.交互验证(Cross-Validation)----刀切法(10分法,数据划分为10个集合,每次挑选一个出来做验证集,其余9个做训练集,可以做10次,因为验证集可换10种可能)
在spss软件中通过尺罩【分析】—【留一分类】获得此项结论。
下面采用实例来说明。
如下图-1数据集包含了刚毛、变色、弗吉尼亚这三种鸢尾花的花萼长、宽和花瓣长、宽,分析目的是希望能够使用这4个变量来对花的种类进行区分。spno为事先的分组,度量标准设为【名义】。
主要是对假设条件的检验,在spss中 【分析】—【描述统计】—【描述】 ,如图-2
如图-3可以看到数据的分布没有特别的离异点,也没有缺失值和不合理的分布,从而可以用该数据做接下来的判别分析。
1)选择分类变量及其范围:如图-4所示
【分组变量】矩形框中选择表明已知的观测量所属类别的变量(一定是离散变量),在定义范围框最小值中输入该分类变量的最小值,最大框中输入陵橘闹该分类变量的最大值。
2) 指定判别分析的自变量
3) 选择观测量
如果希望使用一部分观测量进行判别函数的推导而且有一个变量的某个值可以作为这些观测量的标识,则用Select 功能进行选择,键入标识参与分析的观测量所具有的该变量值, 一般均伍升使用数据文件中的所有合法观测量此步骤可以省略。
4) 选择分析方法:如图-5所示
【一起输入自变量】 选项,当认为所有自变量都能对观测量特性提供丰富的信息时,使用该选择项。选择该项将不加选择地使用所有自变量进行判别分析,建立全模型,不需要进一步进行选择。
【使用步进式方法】 选项,当不认为所有自变量都能对观测量特性提供丰富的信息时,使用该选择项。因此需要判别贡献的大小,再进行选择当鼠标单击该项时【方法】按钮加亮,可以进一步选择判别分析方法。一般我们做判别分析前已经做了相关的预分析(不推荐)。
如图-6所示【方法】选项:步进法让自变量逐个尝试进入函数式,如果进入到函数式中的自变量符合条件,则保留在函数式中,否则,将从函数式中剔除。可供选择的判别分析方法有:
1.Wilks'lambda 选项,它是组内平方和与总平方和之比,用于描述各组的均值是否存在显着差别,当所有观测组的均值都相等时,Wilks’lambda值为1;当组内变异与总变异相比很小时,表示组件变异较大,表示组间变异较大,系数接近于0。系统默认选项。
2.未解释方差。 它指把计算残余最小的自变量优先纳入到判别函数式中。
3.Mahalanobis’距离 。它把每步都使靠得最近的两类间的马氏距离最大的变量进入判别函数
4.最小 F值。它把方差差异最大的自变量优先纳入到判别函数中。
5.Rao’s V 。劳氏增值法:它把劳氏统计量V产生最大增值的自变量优先纳入到判别函数中。可以对一个要加入到模型中的变量的V 值指定一个最小增量。选择此种方法后,应该在该项下面的V-to-enter 后的矩形框中输入这个增量的指定值。当某变量导致的V值增量大于指定值的变量后进入判别函数。
【标准】:选择逐步判别停止的判据
1.使用F值。系统默认的判据。当加人一个变量(或剔除一个变量)后,对在判别函数中的变量进行方差分析。当计算的F值大于指定的进入值时,该变量保留在函数中。默认值是3.84:当该变量使计算的F值小于指定的删除值时,该变量从函数中剔除。默认值为2.71。即当被加入的变量F 值为3.84 时才把该变量加入到模型中,否则变量不能进入模型;或者,当要从模型中移出的变量F值<2.71时,该变量才被移出模型,否则模型中的变量不会被移出.设置这两个值时应该注意进入值>删除值。
2.使用F检的概率。决定变量是否加入函数或被剔除的概率而不是用F值。加入变量的F值概率的默认值是0.05(5%),移出变量的F值概率是0.10(10%)。删除值(移出变量的F值概率) >进入值(加入变量的F值概率)。
【输出】:对于逐步选择变量的过程和最后结果的显示可以通过输出栏中的两项进行选择:
1.步进摘要。要求在逐步选择变量过程中的每一步之后显示每个变量的统计量。
2.两两组间距离的F值。要求显示两两类之间的两两F值矩阵。
这里我们选择建立全模型,所以不用对方法进行设置。
如图-7所示【statistics】选项:可以选择的输出统计量分为以下3 类:
(1) 描述性
1.平均值。可以输出各类中各自变量的均值、标准差和各自变量总样本的均值和标准差。
2.单变量ANOVA复选项。对各类中同一自变量均值都相等的假设进行检验,输出单变量的方差分析结果。
3.Box’s M 复选项。对各组的协方差矩阵相等的假设进行检验。如果样本足够大,差异不显着的p值表明矩阵差异不明显。
(2)函数系数栏:选择判别函数系数的输出形式
1.Fisherh’s。给出Bayes判别函数的系数。对每一类给出一组系数,并给出该组中判别分数最大的观测量。(注意:这个选项不是要给出Fisher判别函数的系数。这个复选框的名字之所以为Fisher’s,是因为按判别函数值最大的一组进行归类这种思想是由Fisher提出来的。这里极易混淆,请注意辨别。)
2.未标准化。给出未标准化的判别函数(即典型判别函数)的系数(SPSS默认给出标准化的判别函数信息)。
(3)矩阵
1.组内相关。即类内相关矩阵,它是根据在计算相关矩阵之前将各组(类)协方差矩阵平均后计算类内相关矩阵。
2.组内协方差。即计算并显示合并类内协方差矩阵,是将各组(类)协方差矩阵平均后计算的。区别于总协方差阵。
3.分组协方差。对每类输出显示一个协方差矩阵。
4.总体协方差。计算并显示总样本的协方差矩阵。
如图-8所示【分类】选项:
(1) 先验概率:两者选其一
1.所有组相等。各类先验概率相等。若分为m类,则各类先验概率均为1/m。系统默认
2.根据组大小计算。由各类的样本量计算决定,即各类的先验概率与其样本量成正比。
(2) 使用协方差矩阵 :选择分类使用的协方差矩阵
1.在组内。指定使用合并组内协方差矩阵进行分类。系统默认
2.分组。指定使用各组协方差矩阵进行分类。
由于分类是根据判别函数,而不是根据原始变量,因此该选择项不是总等价于二次判别。
(3) 图:选择要求输出的统计图
1.合并组。生成一张包括各类的散点图。该散点图是根据前两个判别函数值作的散点图。如果只有一个判别函数就输出直方图。
2.分组。根据前两个判别函数值对每一类生成一张激点图,共分为几类就生成几张散点图。如果只有一个判别函数就输出直方图。
3.区域图。生成用于根据函数值把观测量分到各组中去的边界图。此种统计图把一张图的平面划分出与类数相同的区域。每一类占据一个区各类的均值在各区中用*号标出。如果仅有一个判别函数,则不作此图。
(4) 输出栏:选择生成到输出窗中的分类结果
1.个案摘要。要求输出每个观测量包括判别分数、实际类、预测类(根据判别函数求得的分类结果)和后验概率等。选择此项还可以选择其附属选择项:将个案限制在前,并在后面的小矩形框中输入观测量数n选择。此项则仅对前n个观测量输出分类结果。观测数量大时可以选择此项。
2.摘要表。要求输出分类的小结,给出正确分类观测量数(原始类和根据判别函数计算的预测类相同)和错分观测量数和错分率。
3.不考虑该个案时的分类(留一分类)。输出对每个观测量进行分类的结果,所依据的判别是由除该观测量以外的其他观测量导出的,也称为交互校验结果。建议勾选
(5)使用均值替换缺失值:即用该类变量的均值代替缺失值。缺失值缺失大于10%,不介意勾选
本例中如图-8中勾选。
如图-9所示【保存】选项:指定生成并保存在数据文件中的新变量
1.预测组成员。要求建立一个新变量,预测观测量的分类。是根据判别分数把观测量按后验概率最大指派所属的类。每运行一次Discriminant过程,就建立一个表明使用判别函数预测各观测量属于哪一类的新变量。第1 次运行建立新变量的变量名为dis_l,如果在工作数据文件中不把前一次建立的新变量删除,第n次运行Descriminant 过程建立的新变量默认的变量名为dis_n。
2.判别分数。要求建立fisher判别分数的新变量。该分数是由未标准化的判别系数乘自变量的值,将这些乘积求和后加上常数得来。每次运行Discriminant过程都给出一组表明判别分数的新变量,建立几个判别函数就有几个判别分数变量。
3. 组成员概率。Bayes后验概率值。有m类,对一个观测量就会给出m个概率值,因此建立m个新变量。
本例不勾选。
下面为最重要的结果,可在撰写结论使用。