數(shù)據(jù)可視化 第2版 課件 項(xiàng)目七 統(tǒng)計(jì)分析

項(xiàng)目七統(tǒng)計(jì)分析目錄統(tǒng)計(jì)分析任務(wù)一相關(guān)分析應(yīng)用實(shí)例任務(wù)二回歸分析應(yīng)用實(shí)例任務(wù)三時(shí)間序列分析應(yīng)用分析任務(wù)目標(biāo)：利用圖形分析利潤(rùn)與研發(fā)投入、管理費(fèi)用、市場(chǎng)投入之間的關(guān)系。相關(guān)知識(shí)：相關(guān)分析是研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上變量間的相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析方法。例如，商品的價(jià)格和銷量之間；廣告投入與銷量之間的關(guān)系等問題。相關(guān)系數(shù)是描述變量間相關(guān)關(guān)系的指標(biāo)，通常用字母r來表示。r介于-1到1之間。r=1代表變量間完全正相關(guān)，r=-1代表變量間完全負(fù)相關(guān)，r=0則代表變量間無線性相關(guān)關(guān)系。r越接近1則正相關(guān)性越強(qiáng)，r越接近-1則負(fù)相關(guān)性越強(qiáng)。除了直接計(jì)算相關(guān)系數(shù)以外，借由散點(diǎn)圖，我們可以大致看出變量之間的相關(guān)關(guān)系類型和相關(guān)強(qiáng)度，理解變量之間的關(guān)系。任務(wù)分析：制作散點(diǎn)圖顯示利潤(rùn)分別與研發(fā)投入、管理費(fèi)用及市場(chǎng)投入之間的線性相關(guān)關(guān)系。并分地區(qū)分別查看變量間的相關(guān)關(guān)系。任務(wù)數(shù)據(jù)：見《企業(yè)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)》任務(wù)一相關(guān)分析步驟1導(dǎo)入數(shù)據(jù)，如圖7-1：圖7-1任務(wù)一相關(guān)分析步驟2進(jìn)入工作表，如圖7-2：步驟3修改表名為——散點(diǎn)圖，如圖7-3：

圖7-2

圖7-3任務(wù)一相關(guān)分析步驟4分別將[利潤(rùn)]、[研發(fā)投入]、[管理費(fèi)用]、[市場(chǎng)投入]拖到列及行，如圖7-4：圖7-4任務(wù)一相關(guān)分析步驟5解除聚合狀態(tài)，如圖7-5：

圖7-5任務(wù)一相關(guān)分析效果如圖7-6所示，此時(shí)，基于全體數(shù)據(jù)的散點(diǎn)圖已經(jīng)完成，可見共計(jì)有16（4ⅹ4）個(gè)散點(diǎn)圖。形成一個(gè)“矩陣”結(jié)構(gòu)。沿著矩陣對(duì)角線（矩陣左上角到右下角）的4個(gè)散點(diǎn)圖分別為這4個(gè)指標(biāo)“自身與自身”的散點(diǎn)圖，因此呈現(xiàn)出45度直線的形態(tài)。因此，需要重點(diǎn)關(guān)注“對(duì)角線”以外的散點(diǎn)圖。注意到關(guān)于“對(duì)角線”對(duì)稱的兩個(gè)散點(diǎn)圖是完全相同，散點(diǎn)圖矩陣關(guān)于“對(duì)角線”對(duì)稱。

圖7-6任務(wù)一相關(guān)分析為了研究利潤(rùn)與其余三個(gè)指標(biāo)的關(guān)系，觀察第一行除對(duì)角線外的三個(gè)散點(diǎn)圖（由于對(duì)稱性，也可以觀察第一列除對(duì)角線外的三個(gè)散點(diǎn)圖）。可以發(fā)現(xiàn)：利潤(rùn)與市場(chǎng)投入、研發(fā)投入之間存在線性相關(guān)關(guān)系，且為正相關(guān)，即這兩項(xiàng)投入越高，利潤(rùn)越高。但利潤(rùn)與管理費(fèi)用之間則基本不存在線性關(guān)系，也即利潤(rùn)大小與管理費(fèi)用之間線性無關(guān)。步驟6為了觀察不同地區(qū)指標(biāo)之間的關(guān)系，將[地區(qū)]拖到[篩選器]，如圖7-7：

圖7-7任務(wù)一相關(guān)分析步驟7在篩選器中，可分別選擇不同的地區(qū)，觀察不同地區(qū)的散點(diǎn)圖，如圖7-8所示。

圖7-8任務(wù)一相關(guān)分析步驟8在篩選器中，選擇California，將得到下圖7-9：

圖7-9任務(wù)一相關(guān)分析步驟9為了便于使用篩選器，顯示篩選器，如圖7-10：

圖7-10任務(wù)一相關(guān)分析效果如圖7-11，在視圖右上區(qū)域?qū)a(chǎn)生一個(gè)篩選器控件，可通過點(diǎn)擊進(jìn)行選擇或取消選擇。

圖7-11任務(wù)一相關(guān)分析步驟10分別選擇Florida、NewYork，得到圖7-12、7-13：由以上三圖可見，三個(gè)地區(qū)的分布情況基本相同。但在NewYork，利潤(rùn)與管理費(fèi)用之間存在著較弱的正相關(guān)關(guān)系。

圖7-12

圖7-13任務(wù)一相關(guān)分析任務(wù)目標(biāo)：利用回歸分析分析收入與工齡的關(guān)系相關(guān)知識(shí)：回歸分析指的是確定兩種或兩種以上變量間相互依賴的定量關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)分析方法?；貧w分析按照涉及的變量的多少，分為一元回歸和多元回歸分析；按照自變量和因變量之間的關(guān)系類型，可分為線性回歸分析和非線性回歸分析。其中，線性回歸分析是應(yīng)用最為廣泛的回歸分析方法。以一元線性回歸為例，假設(shè)應(yīng)變量y與自變量x之間的關(guān)系可用：y=a*x+b+e表示，其中e為誤差項(xiàng)?；趚與y的值，通過最小二乘法即可計(jì)算出回歸方程的系數(shù)a與b。從而得到回歸方程。任務(wù)分析：制作散點(diǎn)圖顯示變量間的相關(guān)關(guān)系，顯示趨勢(shì)線及描述趨勢(shì)模型（回歸方程）。任務(wù)數(shù)據(jù)：見《收入數(shù)據(jù)》任務(wù)二回歸分析步驟1導(dǎo)入數(shù)據(jù)，如圖7-14：

圖7-14任務(wù)二回歸分析步驟2進(jìn)入工作表，如圖7-15：步驟3修改表名為——回歸分析，如圖7-16：

圖7-15

圖7-16任務(wù)二回歸分析步驟4分別將[工齡]、[收入]拖到列及行，如圖7-17：

圖7-17任務(wù)二回歸分析步驟5解除聚合狀態(tài)，如圖7-18：步驟6在圖中任意位置點(diǎn)擊右鍵—趨勢(shì)線—顯示趨勢(shì)線，將回歸直線顯示出來，如圖7-19：

圖7-18

圖7-19任務(wù)二回歸分析如圖7-20所示。此時(shí)將鼠標(biāo)置于趨勢(shì)線上方，即可顯示回歸直線的方程，R平方值及P值。

圖7-20任務(wù)二回歸分析步驟7右鍵單擊趨勢(shì)線，點(diǎn)擊[描述趨勢(shì)模型]，即可得到回歸方程的具體信息。如圖7-21：

圖7-21任務(wù)二回歸分析效果如圖7-22所示。注：特別關(guān)注R平方值及p值，前者代表該回歸方程所解釋的變量的變化在總體變化中的“比例”，介于0到1之間。R平方值越高則方程的解釋能力越高，兩個(gè)變量的相關(guān)程度越高。后者為回歸方程整體顯著情況的假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果，該值越小，則線性關(guān)系越顯著。一般該值在0.05以下即可認(rèn)定方程整體顯著。

圖7-22任務(wù)二回歸分析任務(wù)目標(biāo)：基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)某國(guó)際電商平臺(tái)未來一段時(shí)間的訂單數(shù)量及銷售額。相關(guān)知識(shí)：時(shí)間序列，也叫時(shí)間數(shù)列或動(dòng)態(tài)數(shù)列。它是將某種統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的數(shù)值，按時(shí)間先后順序排列所形成的數(shù)列。時(shí)間序列預(yù)測(cè)法就是通過編制和分析時(shí)間序列，根據(jù)時(shí)間序列所反映出來的發(fā)展過程、方向和趨勢(shì)，進(jìn)行類推或延伸，借以預(yù)測(cè)下一期間或以后若干期間內(nèi)可能達(dá)到的水平。其內(nèi)容包括：收集與整理某種指標(biāo)的歷史資料；排成數(shù)列；分析時(shí)間數(shù)列，從中尋找其變化規(guī)律，得出一定的模式；以此模式去預(yù)測(cè)該指標(biāo)未來的變化趨勢(shì)。任務(wù)分析：使用時(shí)間序列分析對(duì)某國(guó)際電商平臺(tái)的訂單數(shù)量及銷售額進(jìn)行外推預(yù)測(cè)，外推的期限為4周。任務(wù)數(shù)據(jù)：見《國(guó)際電商數(shù)據(jù)》任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟1導(dǎo)入數(shù)據(jù)，如圖7-23：

圖7-23任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟2進(jìn)入工作表，如圖7-24：步驟3修改表名為——訂單數(shù)量預(yù)測(cè)，如圖7-25：

圖7-24

圖7-25任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟4將[訂單日期]拖到列，如圖7-26：步驟5將日期格式設(shè)置為[周數(shù)]，如圖7-27：

圖7-26

圖7-27任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟7將[訂單號(hào)碼]的度量方式設(shè)置為——計(jì)數(shù)(不同)，如圖7-29：

圖7-29任務(wù)三時(shí)間序列分析注：在原始數(shù)據(jù)中，每一行對(duì)應(yīng)某一訂單下的同種商品，存在多行對(duì)應(yīng)同一訂單號(hào)的情況。在計(jì)算訂單數(shù)量時(shí)需要采用“計(jì)數(shù)(不同)”的方式以確保不重復(fù)計(jì)數(shù)。步驟8順次點(diǎn)選菜單欄分析—預(yù)測(cè)—顯示預(yù)測(cè)，顯示初始的預(yù)測(cè)結(jié)果，如圖7-30：

圖7-30任務(wù)三時(shí)間序列分析效果如圖7-31所示，表現(xiàn)為一條水平的直線（即圖中藍(lán)色粗體線段）。同時(shí)給出預(yù)測(cè)區(qū)間的上限及下限。隨著預(yù)測(cè)期間的推移，區(qū)間上限與下限的距離也會(huì)逐漸增大。預(yù)測(cè)結(jié)果的不確定性也變得更高。

圖7-31任務(wù)三時(shí)間序列分析注：此時(shí)得到的初始預(yù)測(cè)結(jié)果僅僅是預(yù)測(cè)期間前若干期的（指標(biāo)）簡(jiǎn)單平均值，是一個(gè)常值。往往并不符合實(shí)際。為了得到更加可靠的結(jié)果，需要對(duì)預(yù)測(cè)選項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整。步驟9在視圖區(qū)右鍵單擊任意區(qū)域，順次點(diǎn)選預(yù)測(cè)—預(yù)測(cè)選項(xiàng)，如圖7-32：

圖7-32任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟10如圖所示設(shè)置預(yù)測(cè)選項(xiàng)。將[預(yù)測(cè)長(zhǎng)度]設(shè)置為—精確、4周，將[忽略最后]設(shè)置為0，在[預(yù)測(cè)模型]處選擇—自定義，在[趨勢(shì)]處選擇—累加，在[季節(jié)]處選擇—累加，如圖7-33：

圖7-33任務(wù)三時(shí)間序列分析注1：[忽略最后]的選項(xiàng)根據(jù)數(shù)據(jù)的完整程度進(jìn)行設(shè)置，如果最后一期的數(shù)據(jù)不完整，在建立模型時(shí)就應(yīng)當(dāng)“舍棄”最后一期的數(shù)據(jù)，基于之前的數(shù)據(jù)建模。反之則可設(shè)為0。在本例中假設(shè)最后一期的數(shù)據(jù)是完整的。注2：對(duì)預(yù)測(cè)選項(xiàng)的設(shè)置在很大程度上決定了預(yù)測(cè)的精度，在實(shí)務(wù)中可基于歷史數(shù)據(jù)作對(duì)比試驗(yàn)，以此確定最優(yōu)的模型選項(xiàng)。注3：如圖7-34所示，在[預(yù)測(cè)模型]下的下拉框中有：自動(dòng)、自動(dòng)不帶季節(jié)性、自定義三種選項(xiàng)。通常情況下選擇“自定義”，從而根據(jù)需要靈活設(shè)定參數(shù)。

圖7-34任務(wù)三時(shí)間序列分析注4：如圖7-35、7-36所示，在[預(yù)測(cè)模型]選擇了“自定義”后，要求對(duì)“趨勢(shì)”及“季節(jié)”做出選擇。三個(gè)選項(xiàng)的意義如下：選項(xiàng)“無”意為不存在該趨勢(shì)/季節(jié)因素；選項(xiàng)“累加”意為該趨勢(shì)/季節(jié)因素是以累加的方式影響時(shí)間序列；選擇“累乘”意為該趨勢(shì)/季節(jié)因素是以累乘的方式影響時(shí)間序列。具體含義可參考時(shí)間序列分析的相關(guān)資料。

圖7-36

圖7-35任務(wù)三時(shí)間序列分析設(shè)置完成后，得到的預(yù)測(cè)結(jié)果如圖7-37。

圖7-37任務(wù)三時(shí)間序列分析注：接下來對(duì)未來4周的銷售額進(jìn)行預(yù)測(cè)。步驟11新建工作表，并設(shè)置表名為——銷售額預(yù)測(cè)，如圖7-38：步驟12將[訂單日期]拖到列，如圖7-39：

圖7-39

圖7-38任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟13將日期格式設(shè)置為[周數(shù)]，如圖7-40：

圖7-40任務(wù)三時(shí)間序列分析注：原始數(shù)據(jù)未提供“銷售額”字段，需要自行創(chuàng)建。步驟14創(chuàng)建計(jì)算字段——銷售額，公式為：[數(shù)量]*[單價(jià)]，如圖7-41、7-42：

圖7-41

圖7-42任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟15將[銷售額]拖到行，如圖7-43：

圖7-43任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟16順次點(diǎn)選菜單欄分析—預(yù)測(cè)—顯示預(yù)測(cè)，顯示初始的預(yù)測(cè)結(jié)果，如圖7-44：

圖7-44任務(wù)三時(shí)間序列分析步驟17在視圖區(qū)右鍵單擊任意區(qū)域，順次點(diǎn)選預(yù)測(cè)——預(yù)測(cè)選項(xiàng)，如圖7-45：