長(zhǎng)江下游地區(qū)學(xué)齡前女童體型的分類

吳巧英，馮婉婉

(1.浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院，浙江 杭州 310018;2.浙江省服裝工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310018)

服裝需要與人體相適應(yīng)，對(duì)不同時(shí)期、不同地域、不同年齡的人體體型研究是服裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要研究課題［1］。許多服裝院校及研究機(jī)構(gòu)針對(duì)此課題進(jìn)行了相關(guān)研究。齊靜等［2］運(yùn)用因子分析法提取3個(gè)分類指標(biāo)，進(jìn)行快速樣本聚類，將青年男性體型分為7類。張中啟［3］通過(guò)腰位高/腰圍、臀腰差2個(gè)變量，將中西部地區(qū)男大學(xué)生下體體型聚為5類。吳世剛等［4］對(duì)影響體型的派生指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，將6～12歲女童的體型劃分為3類，但多數(shù)研究以成年人為對(duì)象，針對(duì)兒童體型的研究較少，3～6歲學(xué)齡前女童體型分類的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。隨著人們生活水平的提高，學(xué)齡前兒童的生長(zhǎng)發(fā)育加快，不同年齡段的體型差異大，現(xiàn)有童裝規(guī)格已不適應(yīng)兒童體型發(fā)展變化，迫切需要對(duì)兒童體型進(jìn)行細(xì)分化研究，提高童裝規(guī)格的合理性。本文以447名長(zhǎng)江下游地區(qū)3～6歲學(xué)齡前女童為研究對(duì)象，用因子分析法提取體型因子，并用快速聚類法對(duì)女童體型進(jìn)行分類研究，以期為合理制定童裝規(guī)格提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 抽樣對(duì)象及樣本量

選取長(zhǎng)江下游地區(qū)3～6歲學(xué)齡前女童為抽樣對(duì)象。根據(jù)數(shù)量統(tǒng)計(jì)理論，運(yùn)用式(1)計(jì)算最低限度的樣本量

式中:S為標(biāo)準(zhǔn)差，δ為允許誤差。

我國(guó)尚無(wú)針對(duì)學(xué)齡前女童人體數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差和允許誤差，因此在計(jì)算中，允許誤差以成年人數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)［5］，標(biāo)準(zhǔn)差的確定采用預(yù)先對(duì)97個(gè)樣本進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算，得到最小樣本量為411人，實(shí)際測(cè)量樣本量為460人，除去無(wú)效樣本13個(gè)，有效測(cè)量樣本量為447人。其中:3～4歲女童131人;4～5歲女童133人;5～6歲女童183人，詳見(jiàn)表1。

1.2 測(cè)量方法及工具

采用接觸式測(cè)量法，主要測(cè)量工具有卷尺、水平測(cè)量?jī)x、身長(zhǎng)計(jì)等。為使測(cè)量誤差降到最低限度，在測(cè)量前對(duì)每位測(cè)量人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)。

1.3 體型指標(biāo)的測(cè)量

以GB3975—1983《人體測(cè)量術(shù)語(yǔ)》、GB5703—1985《人體測(cè)量法》為基準(zhǔn)，依據(jù)服裝行業(yè)人體測(cè)量及體型分類的數(shù)據(jù)要求［6］，從高度、寬度和圍度3個(gè)方面確定了15項(xiàng)體型指標(biāo):身高、背長(zhǎng)、頭圍、總肩寬、臂長(zhǎng)、腰圍、胸圍、腹圍、臀圍、大腿圍、膝圍、腳口圍、下襠長(zhǎng)、腿長(zhǎng)及膝長(zhǎng)。

2 數(shù)據(jù)處理與分析

2.1 測(cè)量數(shù)據(jù)的分析

運(yùn)用SPSS的探索分析功能對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，將檢測(cè)出的奇異值刪除，并用該部位所有非缺失值的平均數(shù)代替［7］。通過(guò)信度分析，得到信度分析系數(shù)為0.928，表明所得數(shù)據(jù)的信度非常好，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果具有一定的可信度。用Q-Q圖作正態(tài)檢驗(yàn)，整體數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布。

由學(xué)齡前女童體型指標(biāo)的描述統(tǒng)計(jì)和方差分析(見(jiàn)表1)可知，不同年齡段女童體型差異顯著，相比而言，5～6歲女童生長(zhǎng)迅速，與4～5歲女童之間各體型指標(biāo)的均數(shù)差值明顯大于4～5歲與3～4歲女童之間差量。

表1 體型指標(biāo)的描述統(tǒng)計(jì)及方差分析Tab.1 Descriptive statistics of measuring item and anova analysis

2.2 體型因子的提取

用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件［8］對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析，提取體型因子。先對(duì)15項(xiàng)體型指標(biāo)作相關(guān)分析，剔除頭圍、總肩寬這2個(gè)與其他測(cè)量指標(biāo)相關(guān)性較弱的指標(biāo)，再對(duì)余下的13個(gè)測(cè)量指標(biāo)作因子分析。經(jīng)KMO和Bartlett檢驗(yàn)，得到Bartlett檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的觀測(cè)值為5110.40，相應(yīng)的概率p值接近0，同時(shí)KMO統(tǒng)計(jì)量達(dá)0.919，表明測(cè)量指標(biāo)很適合作因子分析。

采用主成分因子提取法，求得13項(xiàng)體型指標(biāo)的特征根值及其方差貢獻(xiàn)率，結(jié)果見(jiàn)表2。由表可知，前2個(gè)因子的特征根大于1，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為75.21%，說(shuō)明這2個(gè)因子能夠解釋原始變量的絕大部分信息，因此選擇提取前2個(gè)體型因子。

表2 特征根值及其方差貢獻(xiàn)率Tab.2 Eigenvalues and variance explained

采用方差最大法對(duì)因子載荷矩陣實(shí)施正交旋轉(zhuǎn)以使因子含義更清晰，旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣見(jiàn)表3。由表可見(jiàn)，第1個(gè)主因子在腰圍、腹圍、胸圍、臀圍、大腿圍、膝圍和腳口圍有較大的載荷，是一個(gè)綜合反映人體圍度的因子;第2個(gè)主因子在腿長(zhǎng)、身高、下襠長(zhǎng)、膝長(zhǎng)、臂長(zhǎng)和后背長(zhǎng)有較大的載荷，是人體高度及長(zhǎng)度的綜合反映。根據(jù)因子的含義，分別將因子1和因子2命名為圍度因子和高度因子。

表3 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣Tab.3 Rotated component matrix

2.3 各體型因子代表性指標(biāo)的篩選

采用相關(guān)指數(shù)最大法從圍度、高度2類體型因子中選取包含本類信息量最豐富的代表性指標(biāo)［4］。先根據(jù)式(2)分別計(jì)算每個(gè)指標(biāo)對(duì)同類因子其他指標(biāo)的相關(guān)指數(shù)，再選擇相關(guān)指數(shù)最高的作為代表性指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表4。

式中:Rj2為變量 j的相關(guān)指數(shù);rij為相關(guān)系數(shù)，i≠j，i=1，2，…，m，m為所在類的指標(biāo)個(gè)數(shù)。

根據(jù)表4，分別選取相關(guān)指數(shù)最大的身高、腰圍與臀圍作為高度、圍度因子的代表性指標(biāo)。另結(jié)合服裝發(fā)達(dá)國(guó)家的兒童號(hào)型設(shè)置［9］以及童裝生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用，胸圍也選作代表性指標(biāo)。

表4 高度與圍度因子的相關(guān)指數(shù)Tab.4 Relative index of height and girth factor

2.4 體型分類

2.4.1 聚類變量的確定

為了更好地體現(xiàn)兒童的體型特征，本文將代表性指標(biāo)兩兩組合生成9個(gè)常用派生變量，如表5所示，并采用單因素方差分析法，從中提取與體型特征指標(biāo)有顯著差異的派生變量，作為體型分類的聚類變量。方差分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 體型派生變量與代表性指標(biāo)的單因素方差分析Tab.5 One-way anova of analysis of body derive variables and typical index

由表5可知:身胸比、身腰比、胸腰差及胸腰比與代表性指標(biāo)之間的顯著性 p＞0.05，不滿足作為聚類變量的要求。另根據(jù)聚類變量之間的相關(guān)性不宜高的統(tǒng)計(jì)要求［8］，進(jìn)一步對(duì)剩余的5個(gè)派生變量(身臀比、臀腰差、臀腰比、臀胸差、臀胸比)作相關(guān)分析，可得到臀腰差與臀腰比之間相關(guān)系數(shù)為0.994，臀胸差與臀胸比之間的相關(guān)系數(shù)為0.997，表明2組變量間都存在高度相關(guān)。比較表5中的F值可見(jiàn)，臀腰差較臀腰比的 F值總體較大，臀胸差較臀胸比的 F值總體較大，因此進(jìn)一步剔除F值相對(duì)較小的2個(gè)變量，最終確定用于體型分類的聚類變量為:身臀比、臀腰差及臀胸差。

2.4.2 最佳分類數(shù)的確定

用于分類的樣本具有維數(shù)多(此處為三維)且數(shù)量大的特點(diǎn)，因此選用K-均值聚類法對(duì)447個(gè)測(cè)量樣本進(jìn)行分類，并采用混合 F統(tǒng)計(jì)量(簡(jiǎn)稱FMixed)來(lái)確定最佳分類數(shù)［10］。混合 F統(tǒng)計(jì)量綜合反映了所有變量的類內(nèi)緊密程度與類間分散程度的統(tǒng)計(jì)量，其值越大，說(shuō)明所有變量的類內(nèi)聯(lián)系越緊密，而類間聯(lián)系越分散，因此最大 FMixed值對(duì)應(yīng)的分類數(shù)為最佳分類數(shù)，其計(jì)算公式為

式中:p為聚類的變量個(gè)數(shù);F(k)為第k個(gè)聚類變量的F值，可由式(4)計(jì)算得到

式中:c為聚類數(shù);n為總樣本數(shù);ni為第 i類樣本數(shù);vik為第i類樣本第k個(gè)變量的聚類中心;為第k個(gè)變量聚類中心的平均值;xijk為第j個(gè)樣本的第k個(gè)變量值。

表6示出不同分類數(shù)對(duì)應(yīng)的FMixed值。當(dāng)分類數(shù)為3時(shí)，對(duì)應(yīng)的 FMixed值最大，且分類結(jié)果較為清晰，因此將447名女童體型分為3類。

表6 不同分類數(shù)對(duì)應(yīng)的FMixed值Tab.6 FMixedvalues of different cluster number

2.5 各體型類別比較分析

2.5.1 不同年齡段人數(shù)的分布比較

通過(guò)體型類別和年齡段的交叉列聯(lián)表卡方檢驗(yàn)，可得到卡方觀測(cè)值為41.38，對(duì)應(yīng)的概率 p值接近0，表明不同年齡段在各體型類別中分布有差異。表7示出3個(gè)體型類別不同年齡段人數(shù)分布情況。

由表7數(shù)據(jù)可知:1)各類體型人數(shù)分布不均勻，人數(shù)由高到低依次為:類3、類1、類2，分別占總樣本人數(shù)的48.5%、34.9%和16.6%。

2)第1類體型中包含49.7%的5～6歲女童，為該年齡段主要體型類別。

3)第3類體型中3個(gè)年齡段人數(shù)相近;該類別中包含60.5%的3～4歲、52.6%的4～5歲及38.5%的5～6歲女童，為3～5歲女童的主要體型類別。

表7 各類別不同年齡段樣本的頻數(shù)與百分比Tab.7 Frequency and percentage of samples with different age groups in different body type clusters

2.5.2 體型特征比較

各類別代表性體型指標(biāo)及聚類變量的類中心值見(jiàn)表8，各類別代表性體型指標(biāo)均值比較結(jié)果見(jiàn)表9。

表8 類中心值Tab.8 Final cluster centers

表9 各類別代表性體型指標(biāo)均值兩兩比較Tab.9 Multiple comparison of classic body index means among different body type clusters

對(duì)各類體型的特征指標(biāo)比較分析如下。

1)受年齡段分布差異的影響，對(duì)于身高中心值，第2、第3類體型之間沒(méi)有差異，而比第1類體型矮6 cm左右。

2)腰圍、胸圍、胸腰差及身臀比的類間差異較小，可見(jiàn)學(xué)齡前女童的胸腰部呈筒狀特征。

3)臀圍、臀胸差、臀腰差在3類體型間差異明顯，并使3種體型類別呈現(xiàn)不同的特征，分別為:第1類，胸圍較小，臀圍最大;臀胸差值最大為5.89 cm。根據(jù)胸小臀大的特征，可命名為 A型體。第2類，胸圍最大，臀圍最小，臀胸差為－1.74 cm，臀圍小于胸圍，且臀腰差最小，僅為0.43cm。根據(jù)胸大臀小的特征，命名為 V型體。第3類，胸圍與第1類接近;臀圍、身臀比、臀腰差、臀胸差值在3類中居中，體型介于A型與V型之間，故命名為H型體。該類體型的人數(shù)最多，可作為學(xué)齡前女童的標(biāo)準(zhǔn)體型。

3 結(jié)論

以447名長(zhǎng)江下游地區(qū)3～6歲女童為研究對(duì)象，通過(guò)因子分析法從13項(xiàng)體型指標(biāo)中提取到2個(gè)體型因子，結(jié)合相關(guān)指數(shù)及實(shí)際應(yīng)用從中篩選出身高、腰圍、臀圍與胸圍4個(gè)代表性體型指標(biāo)，并組成9個(gè)體型派生變量。通過(guò)各派生變量與代表性體型指標(biāo)的單因素方差分析以及派生變量之間的相關(guān)分析，確定用于體型分類的3個(gè)聚類變量:身臀比、臀腰差、臀胸差。

采用K-均值聚類法對(duì)學(xué)齡前女童體型進(jìn)行聚類，并用混合F統(tǒng)計(jì)量確定最佳分類數(shù)，得到3個(gè)女童體型類群:胸小臀大的 A型體、胸大臀小的V型體，及介于二者之間的H型體。3類體型人數(shù)分布不均勻，H型體占48.5%，為最常見(jiàn)體型;A型體占34.9%，且為5～6歲年齡段女童的主要體型類別，而V型體人數(shù)最少，僅占16.6%。研究結(jié)果可為學(xué)齡前女童體型的童裝規(guī)格的制定及童裝生產(chǎn)提供一定的理論參考。

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