方差分析--SPSS應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)實習三 方差分析 （analysis of variance- ANOVA ） 一、目的要求1、掌握方差分析的應(yīng)用條件2、掌握方差分析的基本思想3、掌握方差分析的用途4、掌握常用方差分析的方法（完全隨機設(shè)計、隨機區(qū)組設(shè)計方差分析）5、掌握多個樣本均數(shù)間的兩兩比較方法(a. 兩兩比較：SNK法（q檢驗）；b.對照組與各處理組比較：LSD法)。二、完全隨機設(shè)計的方差分析（One-Way ANOVA）One-Way ANOVA過程用于進行兩組及多組樣本均數(shù)的比較，即完全隨機設(shè)

2、計（成組設(shè)計）的方差分析，如果做了相應(yīng)選擇，還可進行隨后的兩兩比較。 P432第8題：某職業(yè)病防治院對某石棉肺患者、可疑患者及非患者進行了用力肺活量（L）測定，結(jié)果如下表所示。問三組石棉礦工的用力肺活量有無差別?三組石棉礦工的用力肺活量(L)石棉肺患者可疑患者非患者1.82.32.91.42.13.21.52.12.72.12.12.81.92.62.71.72.531.82.33.41.92.431.82.43.41.83.32.0 3.5建庫：1、點擊Variable View: 定義分類變量（組別）和應(yīng)變量（用力肺活量）NameTypeValues組別Numeric1=石棉肺患者, 2=

3、可疑患者，3=非患者用力肺活量Numeric2、點擊Data View,輸入數(shù)據(jù):3、分析過程analyze=Compare Means=One-Way ANOVADependent List框:選入 用力肺活量Factor 框:選入 組別 單擊Option 框: 選入 Descriptive 和 Homogeneity-of-variance 單擊Continue 單擊 Post Hoc框:選入S-N-K 和 Games-Howell單擊ok鈕界面說明：【Dependent List框】（選入應(yīng)變量）選入需要分析的變量，可選入多個結(jié)果變量（應(yīng)變量）?！綟actor框】（因素，即選入一個分類變

4、量）選入需要比較的分組因素，只能選入一個?！綜ontrasts鈕】(線性組合比較，如檢驗均數(shù)之間差異大小的關(guān)系，均數(shù)間的線性趨勢等)【Post Hoc鈕】(各組均數(shù)的多重比較)彈出Post Hoc Multiple Comparisons（多重比較）對話框，用于選擇進行各組間兩兩比較的方法，有：Equal Variances Assumed復選框組 一組當各組方差齊時可用的兩兩比較方法，共有14中種這里不一一列出了，其中最常用的為LSD和S-N-K法。 Equal Variances Not Assumed復選框組 一組當各組方差不齊時可用的兩兩比較方法，共有4種，其中以Games-Howel

5、l法較好。 Significance Level框 定義兩兩比較時的顯著性水平，默認為0.05?！綩ptions鈕】彈出Options對話框，用于定義相關(guān)的選項，有：Statistics復選框組 選擇一些附加的統(tǒng)計分析項目，有統(tǒng)計描述（Descriptive）和方差齊性檢驗（Homogeneity-of-variance）。 Means plot復選框 用各組均數(shù)做圖，以直觀的了解它們的差異。 Missing Values單選框組 定義分析中對缺失值的處理方法，可以是具體分析用到的變量有缺失值才去除該記錄（Excludes cases analysis by analysis），或只要相關(guān)變量

6、有缺失值，則在所有分析中均將該記錄去除(Excludes cases listwise)。默認為前者，以充分利用數(shù)據(jù)。結(jié)果解釋：1、描述統(tǒng)計量用力肺活量 Descriptives NMeanStd. DeviationStd. Error95% Confidence Interval for MeanMinimumMaximum Lower BoundUpper Bound 1111.791.2023.06101.6551.9271.42.1292.311.1833.06112.1702.4522.12.63113.082.2926.08822.8853.2782.73.5Total312.4

7、00.6000.10782.1802.6201.43.52.方差齊性檢驗結(jié)果：F=2.852 , P=0.075。P0.05,說明方差齊。Test of Homogeneity of Variances用力肺活量Levene Statisticdf1df2Sig.2.852228.0753、完全隨機設(shè)計的方差分析結(jié)果ANOVA用力肺活量 Sum of SquaresdfMean SquareFSig.Between Groups9.26624.63384.544.000Within Groups1.53428.055 Total10.80030 上表的標題內(nèi)容翻譯如下：離均差平方和SS自由度均

8、方MSF值P值組間變異9.26624.63384.544.000組內(nèi)變異1.53428.055總變異10.80030上面實際上是一個典型的方差分析表。給出了單因素方差分析的結(jié)果，可見F=84.544，P=0.000。因此可認為三組石棉礦工的用力肺活量不全相同。故需做兩兩比較。4.兩兩比較的結(jié)果：（方差齊時用） 用力肺活量 組別NSubset for alpha =0 .05123Student-Newman-Keuls(a,b)1111.791292.3113113.082Sig.1.0001.0001.000Means for groups in homogeneous subsets ar

9、e displayed.aUses Harmonic Mean Sample Size = 10.241.bThe group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.上表是用S-N-K法進行兩兩比較的結(jié)果，簡單的說，在表格的縱向上各組均數(shù)按大小排序，然后在表格的橫向上被分成了若干個亞組，不同亞組間的P值小于0.05，而同一亞組內(nèi)的各組均數(shù)比較的P值則大于0.05。從上表可見，可認為三組石棉礦工的用力肺活量均不相同(PCompa

10、re Means=One-Way ANOVADependent List框:選入 多巴基斯胺含量Factor 框:選入 組別 單擊Option 框: 選入 Descriptive 和 Homogeneity-of-variance 單擊Continue 單擊 Post Hoc框:選入S-N-K 和 Games-Howell單擊ok鈕結(jié)果解釋：1、描述統(tǒng)計量多巴基斯胺含量 Descriptives NMeanStd. DeviationStd. Error95% Confidence Interval for MeanMinimumMaximum Lower BoundUpper Bound 1

11、895.57389.501653.3593487.6302103.517385.28110.062846.80886.997362.4739440.958852.658736.3854.943841.02135.573551.9705536.361645.680933.949.31Total2461.134626.009045.3090750.151972.117233.9110.062.方差齊性檢驗結(jié)果：F=2.36 , P=0.119。P0.05,說明方差齊。Test of Homogeneity of Variances多巴基斯胺含量Levene Statisticdf1df2Sig.2

12、.362210.1193、完全隨機設(shè)計的方差分析結(jié)果ANOVA多巴基斯胺含量 Sum of SquaresdfMean SquareFSig.Between Groups14366.65527183.328126.5350.000 Within Groups1192.1622156.77Total15558.81723上表的標題內(nèi)容翻譯如下：離均差平方和SS自由度均方MSF值P值組間變異14366.65527183.328126.5350.000 組內(nèi)變異1192.1622156.77總變異15558.81723上面實際上是一個典型的方差分析表。給出了單因素方差分析的結(jié)果，可見F=126.53

13、5，P=0.000。因此可認為三組血清中多巴基斯胺含量的測定結(jié)果不全相同。故需做兩兩比較。4.兩兩比較的結(jié)果：（方差齊時用） 多巴基斯胺含量 組別NSubset for alpha = .0512Student-Newman-Keuls(a)3(C)841.02132(B)846.80881(A)895.5738Sig.0.1391.000Means for groups in homogeneous subsets are displayed.aUses Harmonic Mean Sample Size = 8.000.上表是用S-N-K法進行兩兩比較的結(jié)果，簡單的說，在表格的縱向上各組均

14、數(shù)按大小排序，然后在表格的橫向上被分成了若干個亞組，不同亞組間的P值小于0.05，而同一亞組內(nèi)的各組均數(shù)比較的P值則大于0.05。從上表可見，可認為A組與B組、A組與C組血清中多巴基斯胺含量的測定結(jié)果不相同(P0.05，說明方差齊。經(jīng)SPSS計算得，完全隨機設(shè)計的方差分析統(tǒng)計量F=126.535，P=0.000。（4）確定P值，作統(tǒng)計推斷因P=0.0000.05，按a=0.05檢驗水準，拒絕H0，接受H1，差別有統(tǒng)計學意義，尚可認為三組血清中多巴基斯胺含量的測定結(jié)果不全相同。 （5）多樣本均數(shù)的兩兩比較（S-N-K法）：經(jīng)S-N-K法進行兩兩比較，結(jié)果為：可認為A組與B組、A組與C組血清中多巴

15、基斯胺含量的測定結(jié)果不相同(PGeneral linear Model =Univariate (單變量分析)Dependent Variable框:選入 子宮重量Fixed Factor(s)框:選入 組別 和 大白鼠種系 單擊Model 框: 單擊 Build Term 選入 main effects單擊Custom 選入 Descriptive 和 大白鼠種系 單擊Continue 單擊 Post Hoc框:選入 “組別” 選中“S-N-K 和 Games-Howell”單擊Continue單擊 Options框:選入 Descriptive Statistics單擊ok鈕界面說明：【D

16、ependent Variable框】 選入需要分析的變量（應(yīng)變量），只能選入一個，而且只能為定量變量。這里我們的應(yīng)變量為 子宮重量，將他選入即可?！綟ixed Factor(s)框】 固定因素，說的通俗一些，就是絕大多數(shù)要分析的因素都應(yīng)該往里面選。這里我們要分析的是“大白鼠種系”和“組別”兩個變量，把他們選入Fixed Factors框。即選入一個或多個分類（組）變量。固定因素指的是在樣本中它所有可能的取值都出現(xiàn)了，比如“組別”，只可能有1、2、3這三個值，并且都出現(xiàn)了，就被稱作固定效應(yīng)；而相對應(yīng)的隨機效應(yīng)的因素指的是所有可能的取值在樣本中沒有都出現(xiàn)，或不可能都出現(xiàn)，如本例中的“大白鼠種系”

17、，實際上總體中當然不可能只有這4個種系，因此要用樣本中“大白鼠種系”的情況來推論總體中“大白鼠種系”未出現(xiàn)的那些取值的情況時就會存在誤差，因此被稱為隨機因素。我這里讓“大白鼠種系”也選入固定框是基于下面的事實：這樣做統(tǒng)計分析的結(jié)論是完全相同的。【Random Factors框】即隨機因素，用于選入隨機因素。只有在應(yīng)用隨機效應(yīng)模型或混合效應(yīng)模型時才用到。【Covariate框】用于選入?yún)f(xié)方差分析時的協(xié)變量（與應(yīng)變量有關(guān)的定量變量）。協(xié)方差分析時才用?！網(wǎng)LS Weight框】即用于選入最小二乘法權(quán)重系數(shù)。僅用于加權(quán)最小二乘分析。【Model鈕】 單擊后出現(xiàn)一個對話框，用于設(shè)置在模型中包含哪些主效

18、應(yīng)和交互因子，默認情況為Full factorial，即分析所有的主效應(yīng)和交互作用。我們這里沒有交互作用可分析，所以要改一下，否則將做不出結(jié)果來。選擇右側(cè)的custom單選項，這時中部的Build Term下拉列表框就變黑可用，該框用于選擇進入模型的因素交互作用級別，即是分析主效應(yīng)、兩階交互、三階交互、還是全部分析。這里我們只能分析主效應(yīng)：選擇main，再用黑色箭頭將“組別”和“大白鼠種系”選入右側(cè)的model框中。該對話框中還有兩個元素：左下方的Sum of squares框用于選擇方差分析模型類別，有1型到4型四種，如果你搞不清他們之間的區(qū)別，使用默認的3型即可；中下部有個Include

19、intercept in model復選框，用于選擇是否在模型中包括截距，不用改動，默認即可。【Contrast鈕】：用于因素內(nèi)水平間差值比較。彈出Contrast對話框，用于對精細趨勢檢驗和精確兩兩比較的選項進行定義，在這里，該對話框比單因素方差分析的時候還要專業(yè)，使用頻率也更少。【Plots鈕】選擇交互效應(yīng)輪廓分布圖形。用于指定用模型的某些參數(shù)作圖，制作均值輪廓圖（Profile Plot）。輪廓圖是線圖，用于比較邊際均值，表明因變量在因素變量每個水平上的邊際均值的估計值，如果指定了協(xié)變量，則該均值是經(jīng)過協(xié)變量調(diào)整的均值。因變量做縱軸，因素變量做橫軸。 做單因素分析時，輪廓圖表明該因素各水

20、平的因變量的均值；做雙因素分析時，指定一個因素做橫軸變量，另一個因素變量的每個水平產(chǎn)生不同的線。雙因素或多因素輪廓圖中，相互平行的線表明在該因素間無交互效應(yīng)；不平行的線表明因素間存在交互效應(yīng)；Factors框中為主對話框中所選因素變量名；Horizontal Axis橫坐標框：指定橫坐標變量；若看該變量各個水平的因變量均值分布，單擊Add,將該因素選入Plots框中。Separate Lines分線框：如果想看兩個因素變量組合的各個單元格中因變量均值分布，或想看兩個因變量間是否存在交互效應(yīng)，在Separate Lines框中放入一個因素變量，按Add按鈕，將自動生成的圖形表達式送入Plot框中

21、，分線框中的變量的每個水平將在圖中是一條線。Separate Plot分圖框：如果在Factor框中還有因素變量，按照上述方法，將其送入Separate Plot框中，按Add，將自動生成的圖形表達式送入Plot框中。分圖變量的每個水平生成一張線圖?！綪ost Hoc鈕】該按鈕彈出的兩兩比較對話框和單因素方差分析中的一模一樣，不再重復。本題對“組別”作兩兩比較，方法為S-N-K法。【Save鈕】將模型擬合時產(chǎn)生的中間結(jié)果或參數(shù)保存為新變量供繼續(xù)分析時用，可保存的指標有預測值（Predicted Values）、殘差(Residual)、診斷用指標(Diagnostics)等?！綩ptions鈕

22、】(完全隨機設(shè)計方差分析用)定義選項,可以定義輸出指標的估計邊際均數(shù)、并做所選擇的兩兩比較，還有其他一些輸出，如常用描述指標、方差齊性檢驗(完全隨機設(shè)計方差分析用)等。注： 以上操作過程中，未選擇方差齊性檢驗，因為在Univariate過程中，模型中只要有2個以上因素，就不會給出方差齊性檢驗的結(jié)果。所以，如果需要對處理組及配伍組做方差齊性檢驗，可以先在One-Way-ANOVA過程分別嘗試。本例：A、B、C三組子宮重量方差齊性檢驗結(jié)果子宮重量 Test of Homogeneity of VariancesLevene Statisticdf1df2Sig.40029.6824個種系子宮重量方

23、差齊性檢驗結(jié)果子宮重量 Test of Homogeneity of Variances Levene Statisticdf1df2Sig.49038.699本例結(jié)果解釋：1、描述統(tǒng)計量Descriptive StatisticsDependent Variable: 子宮重量分組大白鼠種系MeanStd. DeviationN0.25A108.00.1 B46.00.1 C70.00.1 D43.00.1 Total66.7530.03740.5A112.00.1 B64.00.1 C96.00.1 D65.00.1 Total84.2523.72640.75A142.00.1 B116.

24、00.1 C134.00.1 D98.00.1 Total122.5019.6214TotalA120.6718.5833 B75.3336.3503 C100.0032.1873 D68.6727.6833 Total91.1733.103122、方差分析結(jié)果Tests of Between-Subjects EffectsDependent Variable: 子宮重量 SourceType III Sum of SquaresdfMean SquareFSig.Corrected Model11618.833(a)52323.76732.0640.000Intercept99736.33199736.331376.2010.000group6503.16723251.58344.8670.000種系5115.66731705.22223.5290.001Error434.833672.472Total12Corrected Total12053.6711aR Squared = .964 (Adjusted R Squared = .934)上表的標題內(nèi)容翻譯如下：變異來源III型方差SS自由度