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标题: 相关分析实战 [打印本页]

作者: 168主编    时间: 2019-4-1 18:13
标题: 相关分析实战
SPSS相关分析实战

在SPSS中,已经实现了三种类型的相关系数计算(请参考相关分析界面中的相关系数选项)。其中,考虑到通用性,SPSS 只实现了



图2‑11相关分析(SPSS)

从相关系数矩阵中,可以得到相关分析的显著性检验(图中Sig对应的P值),以及各种相关系数值,在此不再赘述。



Excel相关分析实战


Excel进行Pearson相关分析

尽管,Excel也实现了相关分析,但由于本质上Excel是一个统计工具,而不是一个分析工具,所以Excel的分析功能比较弱,功能有限。


绘制散点图


在Excel中,如果要画一个美观规范的散点图,具体操作步骤如下:


1)  选中腰围和体重两列,插入散点图。


2)  修改横坐标,设置边界值为30-46,单位间隔:主要为2。


3)  修改纵坐标,设置边界值为140-260,单位间隔:主要为20。


4)  添加横坐标标题(设计à添加图表元素à轴标题à主要横坐标), 标题名为腰围。


5)  添加纵坐标标题(设计à添加图表元素à轴标题à主要纵坐标), 标题名为体重。


6)  修改图表标题为“腰围与体重的关系”。


图2‑12绘制散点图(Excel)



计算相关系数


在Excel中,计算相关系数的基本操作步骤如下:


1)  打开数据分析工具库,选择相关系数,确定后将进入相关系数计算界面。


2)  在输入区域中,选择三个变量所在区域$A$1C$21;


3)  因为原始数据表中的变量是按列存放的,所以分组方式默认为逐列;勾选“标志位于第一行”,表示输入区域的第一行是变量名称而不是数值。


4)  在输出选项,选择输出区域,将输出放在空白的区域即可。


5)  确定,Excel工具将输出一个相关系数矩阵。

图2‑13计算相关系数(Excel)


得到相关系数矩阵如下:


图2‑14腰围、体重相关系数矩阵

显然,腰围和体重的存在强相关;脂肪比重和体重存在中度相关。



显著性检验


在Excel数据分析工具中,没有实现显著性检验,所以需要手工进行。不过,好在Excel提供了很多的分布查询函数,计算起来也是相对方便的。


如下所示,如果要对腰围和体重的相关分析进行显著性检验,则计算过程如下:


1)  n=20,表示样本的总个数。


2)  r=0.85280369,即相关系数矩阵中计算的腰围与体重的相关系数。


3)  计算t统计量,在L10单元格中,输入公式“=L10*SQRT(L9-2)/SQRT(1-L10^2)”。


4)  查询T分布对应的概率P值,在L12单元格中,输入公式“=T.DIST.2T(L11,L9-2)”。

图2‑15相关分析显著性检验(Excel)

由于得到的概率P=1.78294E-06,显然P<0.05,即根据显著性检验,也可知腰围和体重存在显著相关性。


类似地,可实现脂肪比重与体重的显著性检验结果。



Excel进行Spearman相关分析

为便于理解,下面用少量数据来演示如何进行Spearman相关系数的计算和分析:


1)  将原始数据的秩计算出来,计算腰围变量的秩,在单元格C2中输入公式(形如“=RANK.AVG(A2,A$2:A$6,1) ”),类似可计算体重秩。

3)  计算Spearman相关系数r,在D10单元格输入公式“=1-6*E7/(D9*(D9^2-1))”。


4)  计算Z统计量,在D11单元格中,输入公式“=D10*SQRT(D9)”。


5)  查询概率P值,在D12单元格中,输入公式“=NORM.S.DIST(D11,FALSE)”。

由于得到的概率P<0.05,即根据显著性检验,也可知腰围和体重存在显著相关性。


Excel进行Kendall 相关分析

本小节只作简单示例,所以只介绍如何进行Kendall 相关系数的计算和分析(即秩中没有重复值)。其它复杂的相关系数(如,),建议使用SPSS工具,避免太多的人工计算量。


操作步骤如下:


1)  将原始数据的秩计算出来(操作同Spearman相关系数第一步)。


2)  将X变量(腰围)按秩升序排列,此时腰围秩肯定也是升序排列的。


3)  分别计算每一行的同序对数目,在E2单元格输入公式“=COUNTIF(D2$6,">"&D2)”,类似在F2单元格输入公式“=COUNTIF(D2$6,"<"&D2)”,公式向下填充。


4)  计算同序对数目U,在E8单元格输入公式“=SUM(E2:E6)”。


5)  计算异序对数目V,在E8单元格输入公式“=SUM(F2:F6)”。


6)  由于示例中没有秩重复,使用公式,在单元格E11中输入公式“=2*(E8-F8)/(E10*(E10-1))”。


7)  计算Z统计量,在E12单元格中,输入公式“=E11*SQRT(9*E10*(E10-1)/(4*E10+10))”。


8)  查询概率P值,在D12单元格中,输入公式“=NORM.S.DIST(E12,FALSE)”。

图2‑16 Kendallτ相关系数计算

如图所示,虽然=0.8表示存在强相关,但是,显著性检验P=0.058488>0.05,表示腰围与体重没有显著地线性相关,两个结果是互相矛盾的,其原因在于本例子的样本量太少所导致的。

注:相关分析与相关性分析是不同的。相关性分析指的是一类分析方法(包括相关分析、方差分析等等),而相关分析只是其中的一种方法。


相关分析是一系列有逻辑性的文章,建议你把《相关关系与因果关系》《相关关系类别与描述》《相关分析》《简单相关分析的五步骤》《你知道的相关系数有几种》都读完。

来源:大数据专家傅一航







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