SPSS软件操作-方差分析-课件PPT

1、方差分析2021/8/261目的要求目的要求 掌握掌握：几种常用方差分析的应用条件、计算原：几种常用方差分析的应用条件、计算原理及结果解释理及结果解释熟悉：熟悉：方差分析的基本思想方差分析的基本思想学会：学会：使用使用SPSSSPSS操作及对输出结果做恰当解释操作及对输出结果做恰当解释2021/8/262 通过对数据变异的分析来推断两个或通过对数据变异的分析来推断两个或多个样本均数所代表的总体均数是否有差多个样本均数所代表的总体均数是否有差别的一种统计学方法。别的一种统计学方法。方差分析方差分析 (ANOVA ，analysis of variance)又称又称F F检验检验2021/8/26

2、3方差分析的基本思想方差分析的基本思想 将全部观察值间的变异按设计类型的不将全部观察值间的变异按设计类型的不同，分解成两个或多个组成部分，然后将各同，分解成两个或多个组成部分，然后将各部分的变异与随机误差进行比较，以判断各部分的变异与随机误差进行比较，以判断各部分的变异是否具有统计学意义。部分的变异是否具有统计学意义。 2021/8/264变异原因变异原因 变异表现变异表现处理因素（如不同的处理因素（如不同的预防、治疗方案、不预防、治疗方案、不同的自然条件等）同的自然条件等）组间变异组间变异随机因素（含随机测随机因素（含随机测量误差，抽样误差，量误差，抽样误差，个体变异等）个体变异等）组内变异

3、组内变异E组间均方组间均方MS组间组间组内均方组内均方MS组内组内F= MS组间/ MS组内T+E若无效假设成立，组内均方若无效假设成立，组内均方MSMS组间组间和组间均方和组间均方MSMS组内组内是随机误差方是随机误差方差差2 2的估计值，的估计值，F F值理论上应当等于值理论上应当等于1 1，F F值有抽样误差；值有抽样误差； F F分布分布是一种偏态分布。它的分布曲线由分子与分母两个自由度决定。是一种偏态分布。它的分布曲线由分子与分母两个自由度决定。方差分析基本思想示意图方差分析基本思想示意图2021/8/2651=4, 2 =10的F值曲线和 =0.05时界值统计量统计量F值等于或大于

4、临界值等于或大于临界F( 1, 2)值时，就在值时，就在水准上水准上拒绝无效假设，否则就不拒绝无效假设。拒绝无效假设，否则就不拒绝无效假设。2021/8/266用途：用途：适用于对多个均数进行假设检验；适用于对多个均数进行假设检验；以检验所得的多个均数是否来自相同总体。以检验所得的多个均数是否来自相同总体。对资料的要求：对资料的要求：各样本是相互独立的随机样本，均服从正态分布或各样本是相互独立的随机样本，均服从正态分布或近似服从正态分布；近似服从正态分布；各样本的总体方差相等，即方差齐性。各样本的总体方差相等，即方差齐性。方差分析方差分析2021/8/267几种常用的方差分析n完全随机设计的方

5、差分析(单因素)n随机区组的方差分析n交叉设计的方差分析n析因设计的方差分析2021/8/268一、完全随机设计方差分析一、完全随机设计方差分析n又称单因素方差分析，是指将同质受试对象随机地又称单因素方差分析，是指将同质受试对象随机地分配到各处理组，再观察其实验效应。各组样本含分配到各处理组，再观察其实验效应。各组样本含量可以等或不等。量可以等或不等。n最常见的研究单因素两水平或多水平的实验设计方最常见的研究单因素两水平或多水平的实验设计方法。法。n离均差平方和与自由度的分解：离均差平方和与自由度的分解：SSSSSS组内组间总vvv组内组间总2021/8/269Xij表示第i个处理组的第j个观

6、察值，i=1,2,k, j=1,2,ni 单因素方差分析结果示意单因素方差分析结果示意2021/8/26102021/8/2611分析步骤分析步骤1. 提出检验假设及规定类错误概率水准的大小。H0: 1=2=k，各组所代表的总体平均值相等；H1: ij，至少有一个不等式成立。i、j1，2，ij。0.05。2. 计算统计量F3. 确定概率，统计推断2021/8/2612 二、随机区组设计的两因素方差分析二、随机区组设计的两因素方差分析 n随机区组设计又称配伍组设计，通常是将受试对象随机区组设计又称配伍组设计，通常是将受试对象按性质相同或相近者组成按性质相同或相近者组成b b个区组，再将每个区组个

7、区组，再将每个区组中的受试对象分别随机分配到中的受试对象分别随机分配到k k个处理组中去。个处理组中去。n随机区组设计的方差分析属于无重复数据的两因素随机区组设计的方差分析属于无重复数据的两因素方差分析。方差分析。n离均差平方和与自由度的分解：离均差平方和与自由度的分解：SSSSSSSS误差区组处理总vvvv误差区组处理总2021/8/2613上式中：NCX)(22021/8/2614 多个样本均数的两两比较多个样本均数的两两比较 nSNKSNK法：比较两样本所代表的均数是否不同。法：比较两样本所代表的均数是否不同。nDunnett-tDunnett-t检验：在设计阶段就根据研究目的或专检验：

8、在设计阶段就根据研究目的或专业知识而计划好的某些均数间的两两比较，它常用业知识而计划好的某些均数间的两两比较，它常用于事先有明确假设的证实性研究，如多个处理组与于事先有明确假设的证实性研究，如多个处理组与对照组的比较，某一对或某几对在专业上有特殊意对照组的比较，某一对或某几对在专业上有特殊意义的均数间的比较等。义的均数间的比较等。2021/8/26152021/8/2616完全随机设计方差分析完全随机设计方差分析AnalyzeCompare MeansOne-way ANOVAContrasts：用于对均数的变动趋势进行：用于对均数的变动趋势进行趋势检验，定义根据研究目的需要而进行趋势检验，定

9、义根据研究目的需要而进行的某些精确的两两比较。的某些精确的两两比较。Post Hoc：用于选择各组间两两比较的：用于选择各组间两两比较的方法。方法。Options：指定要输出的统计量和缺失值：指定要输出的统计量和缺失值处理办法。处理办法。2021/8/2617Contrasts子对话框子对话框Polynomial：定义是否进行趋势检验。：定义是否进行趋势检验。Degree下拉列表：配合下拉列表：配合polynomial复选复选框使用，用于定义需检验的趋势曲线的最框使用，用于定义需检验的趋势曲线的最高次方项，可选择从线性趋势直到五次方高次方项，可选择从线性趋势直到五次方项。项。Coefficie

10、nts：精确定义某些组间均数的比较。按：精确定义某些组间均数的比较。按照分组变量升序给每组一个系数值，但需注意所有照分组变量升序给每组一个系数值，但需注意所有系数值相加应为系数值相加应为0。Coefficient Total：用于提醒键入系数的总和，防：用于提醒键入系数的总和，防止输入时出现系数之和不为止输入时出现系数之和不为0的情况。的情况。2021/8/2618Post Hoc子对话框子对话框Equal Variances Assumed：方差齐的情况下，可以：方差齐的情况下，可以用的两两比较方法，有用的两两比较方法，有14种。种。1)LSD：最小有意义差异法，用于对照组与各处理组的：最小

11、有意义差异法，用于对照组与各处理组的比较。它是最为敏感的方法。比较。它是最为敏感的方法。 2)S-N-K：即：即q检验法，用于多个样本均数间每两个作检验法，用于多个样本均数间每两个作比较，是运用最为广泛的一种两两比较方法。比较，是运用最为广泛的一种两两比较方法。3)Duncan：用于对照组与各处理组比较。：用于对照组与各处理组比较。4)Dunnett：将所有的处理组均数分别与指定的对照组：将所有的处理组均数分别与指定的对照组均数比较，但该方法不适用于完全两两比较的情况。选均数比较，但该方法不适用于完全两两比较的情况。选定此方法后会激活下面的定此方法后会激活下面的Control Category

12、框，用于框，用于设定对照组及单双侧检验。设定对照组及单双侧检验。Equal Variances Not Assumed：方差不齐的情：方差不齐的情况下，可以用的两两比较方法，共有况下，可以用的两两比较方法，共有4种，一般认种，一般认为为Games-Howell法较好些。但既然方差不齐，直法较好些。但既然方差不齐，直接使用非参检验的方法会更好些。接使用非参检验的方法会更好些。Significance level：定义两两比较的检验水准，：定义两两比较的检验水准，默认值为默认值为0.05，通常不用更改。，通常不用更改。2021/8/2619Options子对话框子对话框1）Descriptive：

13、常用统计描述指标，如均数、标准差：常用统计描述指标，如均数、标准差等等。等等。2）Fixed and random effects：按固定效应模型输出：按固定效应模型输出标准差、标准误和标准差、标准误和95%可信区间；并按随机效应模型输可信区间；并按随机效应模型输出标准误、出标准误、95%可信区间和成分间方差。可信区间和成分间方差。3）Homogeneity of variance test：方差齐性检验。：方差齐性检验。4)Brown-Forsythe：采用：采用Brown-Forsythe统计量检统计量检验各组均数是否相等，当方差不齐时，该方法较稳健。验各组均数是否相等，当方差不齐时，该方

14、法较稳健。5）Welch：采用：采用Welch统计量检验各组均数是否相等，统计量检验各组均数是否相等，当方差不齐时，该方法较稳健。当方差不齐时，该方法较稳健。Means plot：用均数作图。：用均数作图。Missing Values：缺失值处理办法。：缺失值处理办法。2021/8/2620随机区组设计的方差分析随机区组设计的方差分析AnalyzeGeneral Linear ModelUnivariate Dependent Variable：选入应变量：选入应变量Fixed Factor(s)：选入自变量中的固定：选入自变量中的固定因素因素Random Factor(s)：选入自变量中的随

15、：选入自变量中的随机因素机因素Covariate(s)：选入协变量：选入协变量WLS Weight：选入加权最小二乘法的权：选入加权最小二乘法的权重系数重系数Model：指定不同模型：指定不同模型Post Hoc：选择均数两两：选择均数两两比较方法方法比较方法方法Contrast：用于对精细趋：用于对精细趋势检验和精确两两比较的势检验和精确两两比较的选项进行定义。较少用选项进行定义。较少用Plots：用于指定用模型：用于指定用模型的某些参数作图。的某些参数作图。Save：将模型拟合时产生：将模型拟合时产生的中间结果或参数保存为的中间结果或参数保存为新变量供继续分析时用。新变量供继续分析时用。Options：定义选项。：定义选项。2021/8/2621Model子对话框子对话框Specify Model：用于对所用方差分析模型进行精确设定，：用于对所用方差分析模型进行精确设定，可以规定模型中存在哪些主效应和交互效应。可以规定模型中存在哪些主效应和交互效应。“Full factorial”分析所有分类自变量的主效应和交互作用；分析所有分类自变量的主效应和交互作用；“Custom”自定义方差分析模型，如被选定，自定义方差分析模型，如被选定，Build Terms下拉列表框变黑可用，可选择进入模型的因素交下拉列表框变黑可用，可选择进入模型的因素交互作用级别，包括：主效应