統(tǒng)計軟件SPSS相關(guān)分析及應(yīng)用

周兆丁 呂錕 沈瑾 鄒文生 蘇子欽 邱巧勇 李明華

摘要：相關(guān)分析是分析客觀事物相互間關(guān)系的密切程度并用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計指標(biāo)表示出來的統(tǒng)計分析方法，明確不同事物之間是否存在關(guān)系、存在怎樣的關(guān)系，對理解和運(yùn)用相關(guān)分析極為重要。本文介紹了使用統(tǒng)計軟件SPSS實(shí)現(xiàn)雙變量相關(guān)分析和偏相關(guān)分析過程，并得出分析結(jié)果，確定了不同變量間存在的真實(shí)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)應(yīng)用;SPSS;雙變量相關(guān)分析;偏相關(guān)分析;分析實(shí)例

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）20-0301-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

為了研究兩個或兩個以上不同變量間的種種相關(guān)特性和緊密程度，可以運(yùn)用相關(guān)分析的方法，相關(guān)分析在氣象中廣泛應(yīng)用[1-2]。SPSS（統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案）是當(dāng)今最權(quán)威的、國際上最有影響的統(tǒng)計軟件之一，該軟件提供多種統(tǒng)計分析過程，在社會科學(xué)、自然科學(xué)的各個行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮很大作用[3-10]。統(tǒng)計分析軟件SPSS在“分析（A）”菜單的“相關(guān)（C）”子菜單中為我們提供了多種相關(guān)分析過程，不少學(xué)者對次進(jìn)行了的很多研究[11-12]。

本文將選取廣東博羅地面氣象觀測站2018年1-12月每日平均氣溫、平均氣壓和平均相對三個要素為分析資料，介紹如何使用SPSS實(shí)現(xiàn)雙變量相關(guān)分析和偏相關(guān)分析過程。

1 雙變量相關(guān)分析及SPSS如何實(shí)現(xiàn)

1.1 雙變量相關(guān)分析

雙變量相關(guān)分析[1-2]用于描述兩個不同變量之間聯(lián)系的密切程度，它反映了控制一個變量的取值后，另一個變量的變異程度。當(dāng)兩個變量都是正態(tài)連續(xù)變量，且兩者之間在散點(diǎn)圖上呈線性關(guān)系時，可以認(rèn)為兩者之間存在線性相關(guān)趨勢，用積差相關(guān)系數(shù)（主要有Pearson相關(guān)系數(shù)）來表現(xiàn)他們之間的相關(guān)程度。Pearson相關(guān)系數(shù)是定量地描述雙變量之間線性相關(guān)程度好壞的一個常用指標(biāo)，計算公式如下：

[r12]是變量1和變量2之間的相關(guān)系數(shù)，其中[s12]是變量1和變量2之間的協(xié)方差，[s11]是變量1的方差，[s22]是變量2的方差。

1.2? 使用SPSS實(shí)現(xiàn)雙變量相關(guān)分析

雙變量相關(guān)分析過程，SPSS軟件中為“雙變量（B）”，用于進(jìn)行兩個或以上變量間的參數(shù)分析或者非參數(shù)相關(guān)分析，兩個以上變量會給出相互之間的分析結(jié)果，選擇Pearson相關(guān)系數(shù)可以處理雙變量正態(tài)分布資料;對于非雙變量正態(tài)分布資料，可選擇等級相關(guān)系數(shù)（Spearman秩相關(guān)系數(shù)）或Kendalls等級相關(guān)系數(shù)。圖1給出了使用SPSS實(shí)現(xiàn)雙變量相關(guān)分析的操作過程和分析結(jié)果：（1）建立數(shù)據(jù)文件，將分析資料輸入數(shù)據(jù)編輯器中。（2）菜單欄上分別選擇“分析（A）→相關(guān)（C）→雙變量（B）”，則出現(xiàn)“雙變量相關(guān)性”過程主對話框（圖1a），“變量（V）”框：選入相關(guān)分析的變量，至少選入兩個，將“日平均相對濕度”、“日平均氣溫”和“日平均氣壓”選入“變量”框中;“相關(guān)系數(shù)”復(fù)選框：用于選擇需要計算的相關(guān)分析指標(biāo)，此處默認(rèn)選擇“皮爾遜（N）”;“顯著性檢驗(yàn)”單選框組：選擇相關(guān)系數(shù)的檢驗(yàn)方式“雙尾（T）”或“單尾（L）”，一般選擇雙尾檢驗(yàn);勾選“標(biāo)記顯著性相關(guān)性（F）”，其余默認(rèn)，點(diǎn)“確定”得出雙變量相關(guān)性分析結(jié)果圖1b。如果0.01

2 偏相關(guān)分析及SPSS如何實(shí)現(xiàn)

2.1 偏相關(guān)分析

偏相關(guān)分析[1-2] 也稱凈相關(guān)分析，主要是考慮了兩個不同變量以外的各種作用，或者說是控制了其他多個有關(guān)聯(lián)的變量的作用情況下，只分析這兩個變量間的線性相關(guān)程度，目的就是消除其它變量關(guān)聯(lián)性的傳遞效應(yīng)。當(dāng)控制變量為一個時，偏相關(guān)系數(shù)為一階偏相關(guān)系數(shù);控制變量為二個時，偏相關(guān)系數(shù)為二階相關(guān)系數(shù)（控制多個變量以此類推）;控制變量為零個時，偏相關(guān)系數(shù)稱為零階偏相關(guān)系數(shù)，也就是雙變量相關(guān)系數(shù)。下面介紹一階偏相關(guān)系數(shù)的計算方法，首先是分別計算三個變量之間的兩兩相關(guān)系數(shù)，然后通過計算出來的三個相關(guān)系數(shù)來計算偏相關(guān)系數(shù)，計算公式如下：

[r123]是控制變量3的作用所計算的變量1、變量2之間的偏相關(guān)系數(shù)。兩個或以上的控制變量時的公式以此類推。

2.2? 使用SPSS實(shí)現(xiàn)偏相關(guān)分析

偏相關(guān)分析過程，SPSS軟件中為“偏相關(guān)（R）”，偏相關(guān)分析與雙變量相關(guān)分析操作過程基本一致。圖2給出了使用SPSS實(shí)現(xiàn)偏相關(guān)分析的操作過程和分析結(jié)果：菜單欄上選擇“分析（A）→相關(guān)（C）→偏相關(guān)（R）”，出現(xiàn)“偏相關(guān)分析”過程主對話框（圖2a）; “變量（V）”框：選擇要進(jìn)行偏相關(guān)分析的變量，選入“日平均氣溫”和“日平均相對濕度”; “控制（C）”框：選擇需要控制的變量，選入“日平均氣壓”;“顯著性檢驗(yàn)”單選框選擇 “雙尾（T）”，勾選“標(biāo)記顯著性相關(guān)性（F）”，其余默認(rèn)，點(diǎn)“確定”得出偏相關(guān)性分析結(jié)果（圖2b）。

3 小結(jié)

根據(jù)上面的雙變量相關(guān)分析和偏相關(guān)分析結(jié)果顯示：2018年1-12月廣東博羅相對濕度與氣溫雙變量相關(guān)系數(shù)為0.31，且通過0.01級別（雙尾）顯著性檢驗(yàn);但當(dāng)控制氣壓時，相對濕度與氣溫的偏相關(guān)系數(shù)降為-0.134，同時沒有通過顯著性檢驗(yàn)。結(jié)合三個變量相互間相關(guān)分析可以看到：相對濕度與氣壓的相關(guān)系數(shù)為-0.445，而氣壓與氣溫的相關(guān)系數(shù)為-0.842。由此可以得出相對濕度與氣溫實(shí)際上沒有存在真實(shí)聯(lián)系，相對濕度通過氣壓這個中間要素與氣溫建立了表面的聯(lián)系。

由此可見， 利用統(tǒng)計軟件SPSS可以比較容易地實(shí)現(xiàn)這雙變量相關(guān)分析和偏相關(guān)分析，綜合兩種分析方法可以找出不同變量之間是否存在真實(shí)關(guān)系。雙變量相關(guān)系數(shù)顯示的是兩個不同變量之間沒有排除其他變量影響時的直接影響和間接影響程度;而偏相關(guān)系數(shù)則顯示的排除其他一個或者多個變量的影響后重新來考察這兩個變量之間相互影響程度。在研究兩個變量之間的相互關(guān)系時，需要充分考慮到其他變量的影響，才能真正地將兩者的真實(shí)關(guān)系顯現(xiàn)出來。SPSS相關(guān)分析功能強(qiáng)大，操作簡單，分析結(jié)果清晰、直觀、易學(xué)易用，是一種很好的分析工具。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃嘉佑.氣象統(tǒng)計分析與預(yù)報方法[M].2版.北京：氣象出版社，2000.

[2] 施能.氣象科研與預(yù)報中的多元分析方法[M].2版.北京：氣象出版社，2002.

[3] 薛薇.基于SPSS的數(shù)據(jù)分析[M].3版.北京：中國人民大學(xué)出版，2014.

[4] 馮巖松.SPSS22.0統(tǒng)計分析應(yīng)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版，2015.

[5] 張文彤，鄺春偉.SPSS統(tǒng)計分析基礎(chǔ)教程[M].2版.北京：高等教育出版社，2011：327-342.

[6] 武松，潘發(fā)明.SPSS統(tǒng)計分析大全[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014：217-234.

[7] 侯海桂.關(guān)于統(tǒng)計分析內(nèi)容分類以及相關(guān)SPSS分析方法使用的探討[J].經(jīng)濟(jì)師，2014（5）：72-75.

[8] 李明華，崔少萍，羅鳳明，等.統(tǒng)計軟件SPSS在氣象中的應(yīng)用[J].廣東氣象，2007，29（1）：50-52.

[9] 羅鳳明，邱勁飚，李明華，等.如何使用統(tǒng)計軟件SPSS進(jìn)行回歸分析[J].電腦知識與技術(shù)，2008，4（2）：293-294.

[10] 李偉權(quán)，陳映華，郭琳晶，等.如何綜合使用SPSS和Surfer繪制風(fēng)向頻率隨時間變化圖[J].電腦知識與技術(shù)，2009，5（4）： 954-955.

[11] 張?zhí)K江，陳慶波.數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析軟件SPSS的應(yīng)用（五）——相關(guān)分析與回歸分析[J].畜牧與獸醫(yī)，2003，35（9）：16-18.

[12] 張璐，權(quán)婷，劉清.使用SPSS進(jìn)行相關(guān)分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)， 2018，39（3）：190-191.

【通聯(lián)編輯：唐一東】