（服装设计与工程专业论文）天津1317岁少女体型特征及服装纸样规律的研究.pdf

a b s t r a c t t h eg i r l sf r o m13t o17y e a r so l da r ei np u b e r t yw i t ht h eh u g ec h a n g e so ft h e p h y s i c a l a n dm e n t a ld e v e l o p m e n t a st h em i s s i n gs i z e s d a t aa n di n d e c i s i v e s o m a t o t y p eo fc h i n a sj u v e n i l eb o d y , r i os t a n d a r d sa b o u ta p p a r e ls i z e sa n ds t y l e sa n d p r o t o t y p ep a r e r na r er e a l l ys u i t a b l ef o rg i r l sb o d y ，t h eg a r m e n te n t e r p r i s e sa r eo f t e n b a s e do nt h e i re x p e r i e n c ef o r t h ep r o d u c t i o no fc l o t h i n g r e s e a r c h0 1 1 “b o d ym e a s u r e m e n tp r o j e c to fc h i n a sm i n o r s c o n n e c t e dw i t ht h e s u b p r o j e c to f “e r g o n o m i c sn a t i o nb a s i cd a t aa n da p p a r e ls i z e sa n ds t y l e ss t a n d a r d r e s e a r c h ”，t h ec o n t e n t sh a v es o m er e l a t i o n s h i pw i t ht h ee r g o n o m i c sa n da p p a r e ls t r u c t u r e ， t h eg r o u p so fg i r l sb o d yp r o t o t y p ep a t t e r n sw e r ed r a w na c c o r d i n gt oa n a l y z ea n d c o n c l u d et h ep h y s i c a lf e a t u r e sa g a i n s t310g i r l sa g e d13 17 f i r s t l y , t h eb a s i cd a t ao ft h ep h y s i c a ls i z eh a db e e nd r a w nb y t h es u r v e yo fb o d y m e a s u r e r n e r ro fb i d sa g e d13 17w h i c hh a db e e nm a d ew i t hl e c t r a ss c a n w o r x i n t e r a c t i v em e a s u r e m e n ts y s t e mi nt h i ss t u d y t h eb a s i cd e s c r i p t i v e s t a t i s t i c a l a n a l y s i so f b a s i cb o d y sp a r tw a sa c h i e v e da f t e rd i s p o s i n gt h ea n t h r o p o m e t r i cd a t ab y a p p l y i n gt h es t a t i s t i cs o f t w a r es p s s11 5 s e c o n d l y , a f t e rt h e1 i n e a rc o r r e l a t i v ea n a l y s i sh a db e e nm a d eb e t w e e nt h eg i r l s a g ea n df a c t o r sc o n c e r n i n gb e d yh e i g h ta n dc i r c u m f e r e n c e ，w eh a dc o n c l u d e dt h e g r o w t hl a wo ft h eb o d y ；a l lp a r t s c h a r a c t e r i s t i c so f t h eg i r l s b o d yh a db e e ne x p r e s s e d w i t ha c c u r a t ed a t ai nt h el o c a ld i g i t a lw a y f i n a l l y , t h ea n t h r o p o m e t r i cd a t a h a db e e nc l a s s i f i e da c c o r d i n gt ot h er a p i d c l u s t e r i n ga n a l y s i so f t h eh e i g h t ，w h i c ht h ed i f f e r e n td a t as e t sw e r ec o r r e s p o n d i n gt o t h ed i f f e r e n tb o d yt y p e s ，a n dt h e nt ot a k eb o d yh e i g h ta n db u s tg i r t ha si n d e p e n d e n t v a r i a b l e s ，as e r i e so f l i n e a rr e g r e s s i o ne q u a t i o n sw e r eo b t a i n e di ne a c hb o d ys o r t ；t h e g r o u po ft h eg i r l sb o d yp r o t o t y p ep a t t e r n sh a db e e nd r a w nb ya n a l y z i n gt h e s t r u c t u r e o fp r o t o t y p ep a t t e r n k e yw o r d s ：g i r l s c l o t h i n g ；b o d ym e a s u r e m e n t ；p h y s i c a lf e a t u r e s ；p r o t o t y p ep a t t e r n s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞洼至些太堂或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：刁永坪签字日j 朝：刁年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解云洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权云洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 弛勰习喈 翩虢、飒膳 签字日期：刀厣月日签字日期：九矽年 月箩日 学位论文的主要创新点 一、按照国家科技基础条件平台工作重点项目人类工效学国家 基础数据及服装号型标准研究子项目“中国未成年人人体尺寸测量 分组、抽样的要求，对1 3 1 7 岁少女组3 1 0 个样本进行了测量。在此 基础上通过对测得数据的归类、整理，建立了1 3 - 1 7 岁少女组体形发 育规律特征数字化模型。 二、运用身高的快速聚类数学分析方法深入探讨了该年龄段各主 要控制部位尺寸间的相互关系，并对该年龄段少女体型进行了分类。 结合原型服装纸样结构原理，初步创立了1 3 - 1 7 岁少女组体型的原型 纸样制作方法。 第一章绪论 第一章绪论弟一早三百y 匕 1 1 我国少年服装市场状况 少年是一个特殊的社会群体，包括了从1 3 1 7 岁这个年龄段的少男、少女， 它在我国总人口中占有相当大的比重。这个年龄段的少年，随着生理与心理的发 展变化，已经从儿蕈那个群体中跨越出来，而处在向青年过渡的阶段。从着装的 角度来看，这个阶段的少男少女，其着装需求，既不同于儿章，也不同于成人， 他们所需求的是一种符合他们的生理、心理特点，符合他们独立的审美标准的特 殊的服装品类。他们的这种生活需求和文化需求，是理应受到尊重，得到满足的。 然而，由于历史与经济条件等因素的影响，少年装至今依然处在一个待开发的阶 段。不仅市场上很难买到少年们所希望的服装，而且连少年装这个概念，至今也 没有得到社会各方面的广泛认同【l 】。另一方面，少年的生长发育状况与以前有了 很大变化，实施多年的男章、女童服装号型的控制部位数据已无法反映目前的实 际体型，以体型数据为基础的号型尺寸常与着装者实际尺寸脱节的现象同渐突 出。 同时，在国外一些服装业发达的国家，每年都有测量机构采取先进、科学 的测试方法和手段修订其规格，但国内这一方面是滞后的【2 1 。其结果就是造成我 国少年服装经常出现不合体的问题，这不仅会危及少年的正常生长发育，而且还 可能给少年的心理与文化素质带来不利的影响，这应该引起我们极大的关注。 1 2 国内外研究现状 服装工业发达的国家和地区在服装号型标准的制订上起步较早。如日本、英 国、美国、德国等国的服装号型标准都比较完备。虽然各国的标准不同，但是它 们都是针对本国的国民体型而制订的。日本、欧美等国家的体型分类较细，服装 规格中制订的尺码较多，因此服装的合体性较好【3 】。日本以女性三围变化规律来 进行分类处理，选用胸、腰、臀三个部位的围度作为女子体型分类的参数【4 1 。法 国的成衣标准中与日本成年女性的体型分类方法相同，在同一身高和胸围中以臀 腰差把成年女子的体型分为m ( 细身型) 、n ( 普通型) 、f ( 肥满型) 三种类型。近年 来，美国、荷兰和意大利进行了一项叫做c a e s a r ( 美国本土和欧洲人体测量) 的 联合调查；法国纺织品与服装研究所花费1 0 0 万欧元，对上万名不同年龄段的法 大津i ：业人。z 硕f ：! 学位论文 国人进行调查研究，重新划定国人的服装规格；伦敦调查了1 0 0 0 0 名英国的男人 女人和孩子发展尺码数据库f 5 1 。其目的一方面是为了获得最新的人体数据，建立 本国国民人体体型数据库；另一方面也可以通过测量活动来获得相关人体数据并 以此为依据来合理修订相关标准，从而解决本国服装号型标准陈旧滞后、不能适 应人体体型变化以及人们对服装的更多需求等问题。 近年来一些科研院校的学者对中国的人体体型进行了研究，分别探讨了人体 体型的变化。东华大学与r 本华歌尔、中国恒源祥合作，开展中国人体体型研究， 针对我国东、华北东北、西南三地区2 0 - 5 5 岁成年男子，利用美国t c 2 三维人 体测量系统采集了大量的人体体型数据，将服装型号从原先的4 种增加到7 种【6 】， 为建立中国地域性的号型标准奠定基础。北京服装学院1 9 9 9 年与爱慕内衣公司 合作成立了中国第一个专业的人体工学研究机构北服爱慕人体工学研究 所，专门设计符合中国女性体型结构的系列塑身产品，针对不同体型测量结果。 会给顾客提供有针对性的产品选择建议，使得人体工学研究的测量和评价结果有 了有效的实施办法 7 1 。目前天津工业大学作为参与中国标准化研究院的“人类工 效学国家基础数据及服装号型标准研究”的子项目“中国未成年人人体尺寸测量” 项目的单位，负责天津地区的未成年人的人体测量工作。 1 3 本课题研究的主要内容和意义 天津工业大学作为参与中国标准化研究院的“人类工效学国家基础数据及服 装号型标准研究 的子项目“中国未成年人人体尺寸测量 项目的单位，负责天 津地区的未成年人的人体测量工作。本课题结合该测量工作，针对1 3 1 7 岁的 少女，研究他们在生长发育高峰期中身体特征发生的变化。通过分析此次的测量 结果，总结变化规律。在此基础上，借鉴服装工业发达国家的服装尺寸标准和纸 样制作方法，并结合我国服装生产工业的特点，对少女的纸样原型进行深入的研 究。 研究和掌握最新的少女体型特征的变化规律，试探性地提出该特定群体对象 的纸样设计方法，便于提高服装合体度和舒适性，并减少服装市场上因尺寸不合 适而造成的大量库存积压，从而提高服装业的整体经济效益。 第一二章人体测世数据的采集 第二章人体测量数据的采集 人体测量是服装设计和生产中最关键的环节之一，人体测量的准确度与测量 效率直接关系和影响着服装设计的合体性和最终产品的品质。同时也是服装加工 制作水平的标志，是体型分析和研究的基础。本章主要介绍为体型研究做准备的 青少年体型数据采集工作，包括人体测量手段以及尺寸抽样测量方案。 2 1 三维数字化人体测量技术 三维数字化人体测量作为现代图像测量技术的一个分支，它是以现代光学为 基础，融光电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的 测量技术。它在测量被测对象时把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利 用，其目的是从图像中提取有用的信息【8 】。与传统的测量方法相比较，三维数字 化人体测量方法主要特点是快速、准确、效率高。三维数字化人体测量技术分为 接触式和非接触式：接触式三维数字化扫描仪用探针感觉被测者表面并记录接触 点的位置；非接触式三维数字化扫描仪用各种光学技术检测被测者表面点的位 置，获取三维信息，并配备完善的图形处理软件。非接触式三维数字化人体测量 不会给被测者造成任何不舒适感，并极大程度地避免了手工测量中人为因素可能 产生的误差。 一 非接触式三维数字化人体测量按工作原理不同主要分为以下几类： ( 1 ) 立体摄影测量法 立体摄影测量方法运用计算机视觉中的双目成像原理，利用c c d 摄像机获取 一个三维人体的二维图像( 实际空间坐标和摄像机像平面坐标系之间的二维图 像) ，提取出能完整表述人体的特征参数，综合出人体特征线等服装用线的三维 坐标。英国l o u r h b o r o u h g 大学于1 9 8 9 年研制的l o u r h b o r o u h g 人体阴影扫描装 置就相当于立体摄影测量法。把投影在站立不动的人身上的光线用电视摄影机录 下来，身体由一系列横切面表达，并以平面方式各用1 6 点位曲线表示。此程序 重复3 2 片平面，每一片与有关骨骼标记相关联，重建三维身体的表面模型9 】。 ( 2 ) 莫尔条纹测量法 m e a d o w s 等人在1 9 7 5 年提出了莫尔轮廓法，后来又在此基础上相继提出了 影像莫尔法、投影莫尔法、扫描莫尔法以及它们的改进方法【莫尔条纹测量法 即投影莫尔法。是人体三维轮廓测量的一种方法，通过一块基准光栅来检测轮廓 大津i ：业人学硕十学位论文 面的影栅或像栅，并根据莫尔图案分布规律推算出轮廓形状，应用光栅阴影和光 栅形成的莫尔条纹等高线得出体表的凹凸、断面形状、体形展丌图等体型信息因 计算机自动处理时难以自动确定条纹峰值、条纹级数和人体表面的凹凸性，故此 方法虽适用于人体曲面测量，但测量精度不够高，而近期学者提出的投影光栅相 位测量技术改进了上述不足。 ( 3 ) 激光测量法 激光测量法是一种扫描线法，由多个激光测距仪在不同方位接收激光在人体 表面的反射光，根据受光位置、时间间隔、光轴角度计算出人体同高度若干的 坐标值，从而得到人体表面的全部数据j 。该方法利用的激光的扫描系统在2 0 世纪7 0 年代末和8 0 年代初研制出来的。1 9 7 7 年c l e r g e t 等人用一束扫描激光 照亮物体；1 9 8 5 年l i m e y 等使用两束垂直激光束随同一台电视摄像机一起测量 用于畸齿矫正等；1 9 8 5 年a d d l e m a n 研制出今日作为英国c y b e r w a r e 公司上市的 扫描激光束系统，此系统就是应用激光扫描三维测量技术获取三维影像的，尽管 它能获取除被姿势隐藏的部位以外的人体各处的三维数据以及人体模型，但系统 所获取的数据远远超出了服装行业的要求，另外还要从扫描的人体数据中提取服 装设计所需要的特征尺寸同，增加了数据利用的成本。 ( 4 ) 投影条纹相位测量法 此方法是基于光学干涉的相位测量技术，根据光的振动形式可把相位法测量 法分为横波相位法和纵波相位法。横波相位法是每个偏移光栅预设距离相变方向 上的传感器都获得4 幅图像，每个传感器都投射同等数量位移的j 下弦模式光，通 过使用捕获的4 幅图像，可决定每个像素点的相位，然后用相位计算三维数据点， 从而得到全部数据。纵波相位法是基于干涉原理的相位测量技术，先把光栅投影 到人体表面，摄取人体前后投影光栅的相位变化，最终取得人体三维信息【l 2 1 。 近年来，由总后军需装备研究所和北京服装学院共同研制的“人体尺寸测量系 统就是应用“双视点投影光栅三维测量 原理，通过普通白色光源摄取人体前 后投影光栅的相位变化来取得人体三维信息的。通过数据处理，可以获取服装设 计所需要的尺寸，并可根据需要获取人体图像上任一点的三维坐标。 ( 5 ) t c 2 分层轮廓测量法 t c 2 分层轮廓测量法是t c 2 美国纺织及服装技术中心用白光投射正弦曲线 在物体上，在不规则的物体表面形成密栅影子变形，此时产生的图样可表述体表 轮廓。用6 部摄影机从不同的角度进行检测，将影像合并成为完整的图像，从而 完成检测工作【1 3 】。其代表产品是陀2 公司的p m p 系统，通过对人体4 5 万数据点 的扫描，能迅速获取人体数据，精确全面的反映人体体形情况同c y b e r w a r e 系 统一样，该测量技术也是测量数据过多，并且需要提取服装设计所需的特征尺寸。 第一章人体洲谴数据的采韭 22 力克非接触式激光三维人体扫描仪 木次测量聚用了非接触式三维人体扫描仪法国力克非接触式三维人体 扫描仪( 图2 1 ) 。法国力克公司牛产的非接触式i 维人体扫描仪是现代化人体测 量技术的革新，无须接触便町捕捉到大型物体的表面和颜色信息，所需的时间很 短，在较短的扫描时间内还可完成人体的三维扫描。 力克三维人体扫描仪进行扫描的客户只需步入人体扫描仪中，脱去除内 在外的有衣服，扫描过程中能从不同侧面自动收集到的1 0 0 个以上的人体 尺寸，它利用护眼激光叮以在不到2 0 秒的时白j 内获取客户的人体数据，且依据 所得到的高分辨率扫描图象可以在电脑中创造出一模一样的数码影象。依据所得 出的数据进行数据提取和分析，适用于我们对人体各部分进行深入分析。 22 1 三维人体扫描仪硬件系统( 见图2 1 ) v i t u s s m a r t 三维激光人体扫描硬件系统包括四个柱子，每个柱子包括两个 电荷耦合c c d 摄像仪和一个激光器。被测者由激光扫描，8 个垂直运动的c c d 摄 像仪接受激光光束射向人体表面的反射光随扫描头垂直移动的c c d 摄像仪从4 个角度采集与人体相关的数掘点，系统计算被测目标与c c d 摄像仪之日的距离 经组合后得到完整的三维扫描图像。 幽2 - 1 二维人体扫描仪硬件系统 天津1 ：业_ 大学硕十学忙论文 222 力克三维人体扫描仪软件系统( 见图2 - 2 ) s c a n w o r x 是t e e m a t h 公司开发的专用于人体扫描的自动测量软件，已用于 分析德国人体体型及服装号型标准的研究。该软件以v i t u s s m a r t 二维人体扫描 硬件系统获取的人体三维图像为基础将扫描数据和数字化量身定制流程连接起 柬。图2 - 2 是s c a n w o r x 软件系统的一个自动测量界面。 幽22 二维人体扫描仪软件系统 223 力克三维人体扫描仪 力克三维人体扫描仪扫描数据可直接接驳力克其他应用软件，如量身定制， 三维服装设计软件等：采用最安全的激光束( 欧盟i 级) 保证对人体无害，特 别是儿童；数据处理软件，可自动生成1 1 0 个人体测量数据：测量过程中，不需 要完全黑暗的环境，由于采用激光切片扫描方式不要求被扫描人完全静止。激 光束正在扫描的部位保持不动就可以，没有正在扫描的部位的移动对扫描结果和 精确度没有影响。此功能对扫插儿童尤其重要；目前国家标准局初步确认采用力 克三维人体扫描仪，进行全国人体普查，并以此数据结果作为国家标准，力克与 中国标准化研究院( c n i s ) 就“全国人体尺寸测量项日”签订合作意向书。该项 目第一阶段任务旨在测量全国范围内4 至1 7 岁人口的人体数据。作为国家级测 量项目，该项目旨在建立迄今为止最完整的中国人体尺寸数据资料库，并依此制 定一系列的国家标准：此外全国已有多家院校引进力克三维人体扫描仪，如西北 纺院，郑州中原工学院，广州大学，深圳服装研究中心，上海工程科技大学等， 用于人体调查科研项目：极大的避免了手工测量所带来的误差和不便，更快捷更 精准，无须接触，手工测量精确性2 - l o c m ，而三维扫描精确性0 22 c m ；三维人 体扫描仪可用于频繁使用。 第二章人体测龄数据的采集 2 3 人体测量实施方案 2 3 1 测辆实验样本的抽取 表2 - 1 样本数 年龄层年龄纽参考年级女 1 3初中1 年级6 5 初中( 1 3 1 5 岁) 1 4 初中2 年级 6 5 1 5 初中3 年级 6 5 1 6高中1 年级6 0 高中( 1 6 1 7 岁) 1 7 高中2 3 年级 5 5 合计 3 l o 2 3 2 抽样准则和说明 表2 - 2 抽样说明 , l q ，1，i：j i用，l“j -j i t ，j 八， j l j ， j ，- ，j 一j i lo o o ( 8 61 6 22 4 73 2 941噜4965 8 i6 6 67 4 88 3 39 1 5 20 0 30 8 81 6 ，量2 4 93 3 24 1 64 9 96 8 46 6 87 5 i8 3 69 1 8 3 0 0 50 t 9 0j 6 7252 3 ：i ，4 1j 9 5 0 l5 8 66 7 1 17 5 38 3 89 2 i 40 0 831 7 02 5 53 3 74 2 25 0 45 8 96 7 4了5 68 4 i9 2 3 50 1 10 9 61 7 32 5 83 哇o1 2 576 9 26 7 77 5 98 ，1 49 2 6 60 1 40 9 91 7 1 52 6 03 4 24 2 75 1 05 9 58 7 97 6 28 4 79 2 9 70 1 6l o i1 7 82 6 33 4 54305 1 25 9 76 8 27 6 48 4 99 3 2 80 1 9l 卅1 8 l2 秘3 侣j | 3 35 1 56 6 8 57 6 78 5 29 3 4 90 2 21 0 71 8 42 6 83 5 14 3 65 1 836 8 87 7 08 5 69 3 7 l o 0 2 51 1 0t 8 62 7 i 3 5 34 3 85 2 i 6 0 5 6 9 07 7 38 5 89 4 0 - l0 2 7l 】2l h 92 7 43 5 64 4 l5 2 36 0 b6 9 ：i7 7 58 砷9 哇2 1 20 3 01 1 61 9 22 7 73 5 94445 2 66 i l6 9 67 7 88 8 39 4 5 1 30 3 31 1 81 9 52 7 93 6 24 75 2 96146 9 97 日l8 6 69 4 8 j 0 3 61 2 i1 9 - 2 8 23 6 4 帕5 3 z6 1 67 0 l7 8 48 6 89 5 l t 50 3 81 2 32 0 02 8 53 6 7 1 5 26 3 46 1 97 0 47 8 68 7 l9 5 3 1 60 4 l1 2 62 0 32 8 83 7 04 i 5 ；：1 76 2 27 0 77 8 98 7 49 5 t 70 4 41 2 92 0 5 2 9 0 3 7 34 6 86 4 06 2 67 l o7 9 28 7 79 5 9 l b0 4 71 3 22 0 8 2 9 3 3 7 54 6 05 - t 1 2e 2 77 1 27 9 58 7 99 t 2 1 90 4 91 3 42 l l2 9 63 7 84 6 3 5 5 6 3 07 1 57 9 78 i 主2 口6 4 2 00 6 21 3 72 1 4 2 9 9 3 b i4 6 66 4 8 6 3 37 1 88 0 08 8 69 6 7 2 l0 5 61 4 0 2 1 6 3 0 i3 8 4d 6 日 s 5 l6 3 672-e038 鹪9 7 0 2 20 5 8l 哇2 2 1 9 3 0 4 13 8 6 4 7 1 15 5 36 3 87 2 3e 0 68 9 09 7 3 2 3 0 6 0 l 1 1 5 2 2 23 0 7 3 8 9 4 7 i6 6 66 4 l 1 2 68 0 8b 9 3口7 6 2 0 6 1 3l , t 1 82 2 53 1 03 9 24 7 7 6 5 96 4 4 17 2 9 8 l1 18 9 69 7 8 2 5 0 ( 5 t 5 i t 5 l 2 2 7 3 1 2 ：3 9 57 95 6 2 6 4 77 3 l 8 1 48 9 8 i 2 0 0 6 81 5 32 3 03 1 6 嬲 74 8 26 6 4 6 4 97 3 4 8 1 6l 9 8 4 2 7 0 7 11 5 62 3 33 1 84 0 01 8 56 6 7 6 5 27 3 7 8 1 99 0 49 髓 ：糟 0 7 41 5 9z 3 632l031 b 抖5 7 08 5 57 4 08 2 2 加79 岫 2 90 7 71 5 92 ：1 83 2 34 0 54 9 05 7 36 5 8 7 4 2 8 2 5l o9 i 2 3 00 7 9 2 4 l3 2 64 0 84 9 35 7 56 6 0 7 4 5b 2 7 9 1 29 9 5 3 t 0 6 2 2 4 4一ii i s 7 86 6 3 8 3 ， 一l 埘7 天津i ：业人学硕十学何论文 示例：可在第1 0 3 0 第1 4 行找到1 0 月1 4 日对应的数字：7 8 4 。因此测量同期 2 0 0 7 1 0 1 4 可记为2 0 0 7 7 8 4 ，出生同期1 9 9 2 0 6 1 7 可记为1 9 9 2 4 5 8 。如此测量时 的十进制年龄为2 0 0 7 7 8 4 - 1 9 9 2 4 5 8 = 1 5 3 3 ( 小数点后保留两位) 。 2 3 3 遵循整群抽样的原则 整群抽样又称聚类抽样。是将总体中各单位归并成若干个互不交叉、互不重 复的集合，称之为群；然后以群为抽样单位抽取样本的一种抽样方式1 4 】。本抽 样方案以班级作为实际抽样的群。除极少数因生病、外出等特殊原因不能参加测 量外，应尽可能对所抽中的每个适龄学生进行测体。( 注：不得特意剔除某些体型 较胖的样本。出生地为测量省的样本比例应大于等于8 5 。) 第三章人体洲锚：数据统计分析 第三章人体测量数据统计分析 准确、可靠、真实的人体测量数据是进行人体数据分析的基础，也是服装结 构设计和制作的前提和依据。由于测量存在偶然误差和系统误差，所以要对数据 进行预处理，剔除偏差较大数量较少的异常数据。从数理统计和系统分析的意义 上对大量人体测量数据进行均值、方差等处理和分析，探究目标群体的体型特征。 3 1 人体尺寸异常数据的预处理 为保证数据的完整和真实性，数据分析前应该对数据进行初步的考察核实， 检查和处理异常数据。探索分析e x p l o r e 统计过程直观地将奇异值、非正常值、 丢失的数据及数据本身的特点呈现出来，帮助确定奇异值，进行假设检验，为选 择分析方法提供依据【l 引。 ( 1 ) 检查数据是否有错误 通常情况下，过大或过小的数据可能是奇异值或是错误数据。对这样的数据 第一是要找出，第二要分析原因，第三要决定是否从分析中剔除。因为奇异值和 错误数据往往对分析结果影响较大，导致不能真实掌握数据的总体特征。奇异值 的查找采用g r u b b 7 sr u l l 法。假设样本某一指标的观测值为五，i = 1 n ，将 x i 由小到大重新排列为x i x 2 工 入( q ，n ) ，( q 为置信度，一般取5 ) 则或k 是奇异值。 ( 2 ) 考察样本分布特征 样本分布特征对统计分析很重要，许多分析方法对数据的分布都有一定要 求，例如相关分析中要求样本来自正态分布总体。实际测量的数据是否符合正态 分布，决定了是否可以选用对正态分布数据的分析方法。根据数理统计的理论， 当抽样是简单随机抽样，样本量较大时随机变量近似遵从正态分布。对于不是遵 从正态分布的随机变量，如果n 相当大，随机变量就和标准正态分布随机变量差 异很小。一般认为n 不应小于5 0 。本研究样本量完全满足要求，认为所有测量 指标均满足正态分布。 附录为参与分析的主要测量指标的探索分析结果。图3 - 1 和表3 - 1 是天津 1 3 - 1 7 岁少女身高指标的探索分析。 天津i ：业人学硕+ 学位论文 图3 1 是根据身高测量值所作的q q f 念概率图。f 念概率图越接近于直线， 则数值分布就越接近于正态。图中散点图的绝大多数点在直线上，可以认为 1 3 - 1 7 岁少女的身高指标服从j 下态分布。 n o r m a lq - qp l o to f 身高 图3 - 10 - 0 正态概率图 表3 1 给出了少女身高指标的极端值分布，分别给出了数据中的5 个最大值 和5 个最小值，以及相应的观测序号。 表3 1 身高指标的极端值分布情况 c a s e n u m b e r v a l u e 身而h i g h e s t 1 2 9 11 8 1 1 0 22 9 21 7 3 9 0 3 1 6 91 7 2 1 0 4 2 8 41 7 1 4 0 5 1 8 31 7 1 3 0 a l o w e s t1 1 2 5 1 4 2 5 0 2 3 11 4 3 6 0 3 1 0 81 4 4 3 0 4 2 71 4 5 0 0 5 1 6 11 4 5 7 0 b 奇异值的出现可能是被测总体固有随机变异性的极端表现，如被测对象为特 殊体型，它属于总体的一部分；也可能是由于实验条件和实验方法的偏离所产生 的果，如设备工作原理造成的人头顶扫描缺陷问题。采集人体数据时，未采集到 的值认为是奇异值或影响点，而删除的值都是缺失值。缺失值的存在可能会对以 后某些分析带来不便，例如在做聚类分析时，系统会自动忽略含有缺失值的个体， 不将其参加聚类。为了不对以后的分析造成不利影响，建议在样本量很大而缺失 值相对很少的情况下，直接删除该个体；但若情况刚好相反或因为各种原因不能 删除时，要进行缺失值的替代处理。在本次测试结果的分析过程中，对无论那种 m niieejoz口卫u山 第二章人体测嚣数据统计分析 原因造成的奇异值均做删除处理。通过对所有测量指标的探索分析，删除无法解 释和不合理的奇异值，数据的总有效率为9 6 4 5 ；所有测量指标均以服从正念分 布对待。 3 2 描述统计分析 描述统计分析过程通过平均值、算术和、标准差、最大值、最小值、方差、 极差和平均数标准误等统计量变量进行描述。平均值可以反映所有被测者某个项 目测得的平均水平，但不能全面反映被测者该项测量结果的状况。标准差反映测 量数据偏离样本均值的程度，标准差大，说明测量数据比较分散，彼此之间差异 较大：标准差小，说明测量数据比较集中，彼此之间差异较小。 表3 2 为人体测量数据的描述统计量，显示各测量项目的最大值、平均值和 标准差。其中胸围的标准差最大为7 9 0 4 4 3 厘米。其次是腰围、臀围、身高、颈 椎高、腰高标准差比较大。因此人体体型变化较大的部位是胸围腰围、臀围、身 高、颈椎高、腰高。 表3 2 描述统计量 nm i n i m u mh a x i m u mm e a ns t d d e v i a t i o n 身高2 9 91 4 2 5 01 7 3 9 01 5 8 0 1 0 05 8 4 0 2 3 颈椎高 2 9 91 1 9 1 01 4 7 9 01 3 3 3 8 1 65 4 6 3 2 0 胸高西1 99 7 9 01 2 5 5 01 1 2 4 6 3 s4 9 7 6 4 6 腰高2 9 98 8 4 01 1 1 5 09 9 4 3 5 54 2 9 0 5 6 臀高2 9 96 7 6 08 9 0 07 8 6 5 2 84 1 5 6 8 8 背长 2 9 92 7 5 04 1 0 03 5 0 4 2 52 1 9 0 3 2 臂长2 9 94 8 1 06 3 3 0 5 5 4 8 5 62 9 4 8 3 0 肘长2 9 92 3 4 03 7 3 03 0 2 5 2 81 7 3 2 7 9 颈周2 9 93 0 i 04 8 4 03 6 4 2 9 42 7 2 3 7 5 胸围 2 9 9 6 5 6 01 1 0 1 08 3 4 3 5 17 9 0 4 4 3 腰围2 9 9 5 2 7 09 6 0 06 7 4 9 3 07 6 5 2 9 1 腹围2 9 95 3 0 01 0 8 7 3 9 8 8 0 8 6 0 6 0 6 臀围2 9 97 3 0 01 1 1 2 09 0 7 1 4 06 6 0 2 0 3 前胸宽2 9 92 7 8 04 4 6 03 4 7 8 2 33 3 3 6 5 6 后腋宽 2 9 9 2 6 0 04 1 9 03 2 5 1 4 42 9 2 2 9 1 肩宽 2 9 9 3 1 5 04 3 3 03 5 9 8 3 91 8 8 4 2 0 v a l i dn ( 1 i s t w i s e )2 9 9 对于同一项，用标准差可以比较数据的离散程度：但对于不同的项，用标准 差就不能比较两组数值的离散程度的大小。因此，在人体测量项目中，不能简单 地认为人体腰围的标准差最大，其离散程度就最大。为了比较不同项测量值的离 散程度的大小，就需要计算各测量值的变异系数。变异系数是一组数据的标准差 与这组数据的平均值的比值。变异系数越大，表明数据的离散程度越大：变异系 数越小，表明数据的离散程度越小。变异系数的计算公式为： 天津i ：业人学硕 ：学位论文 c = ：s 10 0 x 公式( 3 1 ) 其中：c 为变异系数；s 为标准差；x 为平均值。 为比较胸围、腰围、身高、颈椎高、胸高、臀高、腰高、臀围离散程度的大 小，进一步计算它们的变异系数，结果如表3 3 。由表中可以看出，腰围的变异 系数最大，为1 1 3 4 ，表明腰围的离散程度最大：其次是胸围( 9 4 7 ) 、臀围( 7 2 8 ) 臀高( 5 6 1 ) 、胸高( 4 4 2 ) 、腰高( 4 3 1 ) 、颈椎高( 4 1 0 ) 和身高( 3 7 0 ) 。因此，少 女体型变化较大的部位依次是腰围、胸围、臀围、臀高、胸高、腰高、颈椎高和 身高。 表3 - 3 身高、胸围等的变异系数 部位名称标准差s均值变异系数 胸围 7 9 0 4 4 38 3 4 3 5 i9 4 7 腰嗣 7 6 5 2 9 1 6 7 4 9 3 01 1 3 4 臀同 6 6 0 2 0 39 0 7 1 4 07 2 8 身高 5 8 4 0 2 31 5 8 0 1 0 03 7 0 颈椎高 5 4 6 3 2 01 3 3 3 8 1 64 1 0 胸高 4 9 7 6 4 61 1 2 4 6 3 54 4 2 腰高 4 2 9 0 5 69 9 4 3 5 54 3 1 臀高 4 1 5 6 8 87 8 6 5 2 85 6 l 3 3 相关分析 相关分析是研究变量问密切程度的一种常用统计量。线性相关分析研究两个 变量问线性关系的程度。相关系数是描述这种线性关系程度和方向的统计量，通 常用r 表示。相关系数r 没有单位，其值在一1 一l 之间。如果一个变量y 可以确 切地用另一个变量x 的线性函数表示，这种关系是确切的，则两个变量间的相关 系数是1 或一l 。相关系数大于o ，表示正相关：相关系数小于o ，表示负相关。正 态分布的等间隔测度的变量x 与y 之间的相关系数采用p e a r s o n 积距相关公式计 算，公式如下： ( x ，一f ) ( 】，一厂) o r = 芦l 一 公式( 3 2 ) ( x ，一只) 2 ( 一一厂) 2 第二章人体测昔数据统计分析 式中，r 为两测量指标之i e j k l | 关系数；置、z 分别为变量x 、y 的第i 个测 量值；x 、y 分别为变量x 、y 的平均值。 对于相关系数，通常作如下处理： r = o x 与y 无关 iri = 0 o 2x 与y 基本无关 iri = 0 2 0 5x 与y 稍有关系 irl _ 0 5 , - 一0 7x 与y 有关系 iri ) 0 7x 与y 有密切关系 表3 4 为部分变量问的p e a r s o n 相关系数矩阵。在变量行和变量列的交叉处纵 向显示了3 个数值，第一行中的数值是行变量与列变量的相关系数，行、列变量 相同，其相关系数为l 。第二行中的数值是使相关系数为o 的假设检验成立的概率。 第三行的数值为参与该相关系数计算的观测量数目。注释行说明标青料”的相 关系数的显著性概率水平为0 0 1 。 分析表3 4 可以看出，胸围与腰围、臀围、后腋宽、背宽密切相关，与前胸 宽有相关关系，与身高基本无关；腰围与臀围、肩宽、后腋宽、密切相关，与前 胸宽有相关关系，与身高基本无关；臀围与后腋宽、肩宽密切相关，与前胸宽有 相关关系，与身高稍相关；前胸宽、后腋宽与肩宽有相关关系，与身高基本无关。 表3 4 为部分变量间的相关性分析 身高胸i ；i腰闱臀i 爿 前胸宽后腋宽肩宽 身两p e a r s o nc o r r e l a t i1 0 8 00 7 92 5 9 0 9 01 4 4 1 7 5 + s i g ( 2 - t a i l e d )1 6 51 7 20 0 01 2 20 1 30 0 2 n 2 9 92 9 92 9 92 9 92 9 92 9 92 9 9 胸围p e a r s o nc o r r e l a t i 0 8 019 0 2 “8 7 6 16 1 4 翻7 4 0 “7 5 2 。 s i g ( 2 - t a i l e d )1 6 50 0 00 0 00 0 0o o o 0 0 0 n 2 9 92 9 92 9 92 9 92 9 92 9 92 9 9 腰围p e a r s o nc o r r e l a t i0 7 99 0 2 18 4 8 4 6 6 。1 7 3 0 17 1 3 + s i g ( 2 - t a i l e d ) 1 7 20 0 00 0 00 0 0 0 0 00 0 0 n 2 9 92 9 92 9 92 9 92 9 9 2 9 92 9 9 臀闱p e a r s o nc o r r e l a t i2 5 9 +8 7 6 “8 4 8 。1 4 8 2 17 1 1 翻7 1 4 + s i g ( 2 - t a i l e d )0 0 00 0 00 0 00 0 00 0 00 0 0 n 2 9 92 9 92 9 92 9 92 9 92 9 92 9 9 前胸宽p e a r s o nc o r r e l a t i0 9 06 1 4 。14 6 6 。4 8 2 。1 1 2 3 。5 0 7 s i g ( 2 - t a u e d ) 1 2 20 0 00 0 0 0 0 00 3 40 0 0 n2 9 92 9 9 2 9 92 9 92 9 92 9 92 9 9 后腋宽p e a r s o nc o r r e l a t i1 4 4 7 4 0 7 3 0 。7 1 1 11 2 3 1 6 3 3 。 s i g ( 2 - t a i l e d )0 1 30 0 00 0 00 0 00 3 4 0 0 0 n 2 9 92 9 92 9 92 9 92 9 92 9 9 2 9 9 肩宽p e a r s o nc o r r e l a t i1 7 5 7 5 2 。17 1 3 _7 1 4 5 0 7 ”6 3 3 。11 s i g ( 2 一t a i l e d ) 0 0 20 0 00 0 0 0 0 00 0