方差分析的SPSS过程PPT课件.ppt

方差分析的方差分析的SPSSSPSS过程过程 2024/1/31 周三1ANOVA ANOVA 由由由由英英英英国国国国统统统统计计计计学学学学家家家家R.A.FisherR.A.Fisher首首首首创创创创，为为为为纪纪纪纪念念念念FisherFisher，以以以以F F命命命命名名名名，故故故故方方方方差差差差分分分分析析析析又又又又称称称称 F F 检检检检验验验验(F F test)test)。用用用用于于于于推推推推断断断断多多多多个个个个总总总总体体体体(或或或或样样样样本本本本)的的的的均均均均数数数数有有有有无无无无差异。差异。差异。差异。2024/1/31 周三2方差分析的概念在实验中常常要探讨不同实验条件或处理在实验中常常要探讨不同实验条件或处理方法对实验结果的影响。通常是比较不同方法对实验结果的影响。通常是比较不同实验条件下样本均值间差异。实验条件下样本均值间差异。方差分析是检验多个样本均数间差异是否方差分析是检验多个样本均数间差异是否具有统计意义的一种统计学方法。具有统计意义的一种统计学方法。举例：几种药物对某疾病的疗效；不同饲料对牲畜体重增长的效果；2024/1/31 周三3随机误差，例如测量误差造成的差异，称为随机误差，例如测量误差造成的差异，称为组内组内差异差异。用变量在各组的均值与该组内变量值之偏。用变量在各组的均值与该组内变量值之偏(离均离均)差平方和的总和表示。记作差平方和的总和表示。记作SSSS组内组内实验条件实验条件,即不同的处理造成的差异，称为即不同的处理造成的差异，称为组间组间差异差异。用变量在各组的均值与总均值之偏。用变量在各组的均值与总均值之偏(离均离均)差平方和的总和表示。记作差平方和的总和表示。记作SSSS组间组间SSSS组间组间、SSSS组内组内除以各自的自由度得到其均方值即除以各自的自由度得到其均方值即组间均方组间均方MSMS组间组间和组内均方和组内均方MSMS组内组内方差分析原理方差分析原理2024/1/31 周三4方差分析原理方差分析原理一种情况是处理没有作用，即各样本均来自同一一种情况是处理没有作用，即各样本均来自同一总体。总体。MS组间组间/MS组内组内1。考虑抽样误差的存。考虑抽样误差的存在，则有在，则有MS组间组间/MS组内组内1。另一种情况是处理因素确实有作用。组间均方是另一种情况是处理因素确实有作用。组间均方是由于误差与不同处理共同导致的结果，即各样本由于误差与不同处理共同导致的结果，即各样本来自不同总体。那么，组间均方会远远大于组内来自不同总体。那么，组间均方会远远大于组内均方。均方。MS组间组间MS组内。组内。MS组间组间/MS组内比值构成组内比值构成F分布。用分布。用F值与其临界值与其临界值比较，推断各样本是否来自相同的总体。值比较，推断各样本是否来自相同的总体。2024/1/31 周三5多重比较检验问题多重比较检验问题多多重重比比较较是是通通过过对对总总体体均均值值之之间间的的配配对对比比较较来来进进一一步步检验到底哪些均值之间存在差异。检验到底哪些均值之间存在差异。2024/1/31 周三6方差分析的假定条件方差分析的假定条件各处理条件下的样本是各处理条件下的样本是随机的随机的；各处理条件下的样本是相各处理条件下的样本是相互独立的互独立的；各处理条件下的样本分别来自各处理条件下的样本分别来自正态分布正态分布总体；总体；各处理条件下的样本方差相同，即具有各处理条件下的样本方差相同，即具有齐性齐性。2024/1/31 周三7方差分析中的术语方差分析中的术语因素与处理（Factor and Treament）水平（Level）单元（Cell）因素的主效应和因素间的交互效应2024/1/31 周三8因素与处理因素与处理因素(Factor)是影响因变量变化的客观条件客观条件；例如影响农作物产量的因素有气温、降雨量、日照时间等；处理(Treatments)是影响因变量变化的人为条件人为条件。也可以称为因素称为因素。如研究不同肥料对不同种系农作物产量的影响时农作物的不同种系可称为因素，所施肥料可视为不同的处理。一般情况下一般情况下Factors与与Treatments在方差分析中可在方差分析中可作相同理解作相同理解。在要求进行方差分析的数据文件中在要求进行方差分析的数据文件中均作为分类变量出现。均作为分类变量出现。即它们的值只有有限个取值。即使是气温、降雨量等平常看作是连续变量的，在方差分析中如果作为影响产量的因素进行研究，就应该将其数值用分组定义水平的方法事先变为具有有限个取值的离散变量2024/1/31 周三9水平水平因素的不同等级称作水平。例如，性别因素在一般情况下只研究两个水平：男、女。化学实验或生物实验中的“剂量”必须离散化为几个有限的水平数。如：1ml、2ml、4ml三个水平。应该特别注意的是在SPSS数据文件中，作为因素出现的变量不能是字符型变量，必须是数值型变量。例如性别变量SEX，定义为数值型，取值为0、1。换句话说，因素变量的值实际上是该变量实际值的代码，代码必须是数值型的。可以定义值标签F、M（或Female、male）来表明0、1两个值的实际含义，以便在打印方差分析结果时使用。使结果更加具有可读性。2024/1/31 周三10单元（单元（CellCell）在方差分析中Cell指各因素的水平之间的每个组合。例如研究问题中的因素有性别Sex，取值为1、2；有年龄，分三个水平1（10岁）、2（11岁）、3（12岁）。两个变量的组合共可形成六个单元：1，1、1，2、1，3、2，1、2，2、2，3，代表两种性别与三种年龄的六种组合。2024/1/31 周三11因素的主效应和因素间的交互效应因素的主效应和因素间的交互效应因素的主效应就是因变量在一个因素各水平间的平均差异。当一个因素的单独效应随另一个因素的变化而变化时，称两个因素间存在交互效应。有A、B两种药物治疗缺铁性贫血，患者12例，分为4组。实验方案是：第一组用一般疗法；第二组在一般疗法基础上加用A药；第三组在一般疗法基础上加用B药，第四组在一般疗法基础上A、B两药同时使用。一个月后观察红细胞增加数。要求分析两种药物的疗效（数据见下表）。2024/1/31 周三12实验数据红细胞增加数（百万/m3）第一组第二组第三组第四组0.81.30.92.10.91.21.12.20.71.11.02.0各组平均值0.81.21.02.1这是个双因素方差分析的问题，因素A与因素B。每个因素均有用该药与不用该药两个水平，研究药物A和B是否对红细胞的增加有显著影响是对红细胞增加数的均值作以下比较：研究药物研究药物A和和B是否对红细胞的增加有显著影响是否对红细胞的增加有显著影响2024/1/31 周三13实验数据分析比较第二组的均值与第一组的均值是否有显著性差异。比较第三组的均值与第一组的均值是否有显著性差异。这两项研究的是A、B两因素的主效应。2024/1/31 周三14实验数据分析除了比较第四组的均值与第一组的均值是否有显著性差异外，还要研究A药对B药的疗效是否有影响。若A药对B药疗效无影响这两项研究的是两组之间的这两项研究的是两组之间的交互效应交互效应2024/1/31 周三15单单因因素素方方差差分分析析也也叫叫一一维维方方差差分分析析，它它用用来来研研究究一一个个因因素素的的不不同同水水平平是是否否对对观观测测变变量量产产生生了了显显著著影影响响，即即检检验验由由单单一一因因素素影影响响的的一一个个（或或几几个个相相互互独独立立的的）因因变变量量由由因因素素各各水水平平分分组组的的均均值值之之间间的的差差异异是是否否具具有有统统计意义。计意义。单因素方差分析单因素方差分析2024/1/31 周三16One-way过程就是单因素简单方差分析过程，它在Analyze菜单中的Compare Means过程组中，用 One-way ANOVA菜单项调用，可以进行单因素方差分析、均值多重比较单因素方差分析、均值多重比较和和相相对比较对比较单因素方差分析在单因素方差分析在SPSSSPSS应用应用2024/1/31 周三171.1.完全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析One-Way ANOVAOne-Way ANOVA例例1 某高原研究组将籍贯相同、年龄相同、身高某高原研究组将籍贯相同、年龄相同、身高体重接近的体重接近的30名新战士随机分为三组，甲组为对名新战士随机分为三组，甲组为对照组，按常规训练，乙组为锻炼组，每天除常规照组，按常规训练，乙组为锻炼组，每天除常规训练外，接受中速长跑与健身操锻炼，丙组为药训练外，接受中速长跑与健身操锻炼，丙组为药物组，除常规训练外，服用抗疲劳药物，一月后物组，除常规训练外，服用抗疲劳药物，一月后测定第一秒用力肺活量测定第一秒用力肺活量(L)，结果见表。试比较，结果见表。试比较三组第一秒用力肺活量有无差别。三组第一秒用力肺活量有无差别。2024/1/31 周三182024/1/31 周三19t t 检验法适用于单样本及两样本平均数间的差异显著性检验检验法适用于单样本及两样本平均数间的差异显著性检验检验法适用于单样本及两样本平均数间的差异显著性检验检验法适用于单样本及两样本平均数间的差异显著性检验 检验过程烦琐检验过程烦琐检验过程烦琐检验过程烦琐本例中用本例中用本例中用本例中用t t 检验法要进行检验法要进行检验法要进行检验法要进行 3 3次两两平均数的差异显著性检验次两两平均数的差异显著性检验次两两平均数的差异显著性检验次两两平均数的差异显著性检验若有若有若有若有k k个处理个处理个处理个处理，则要作，则要作，则要作，则要作 k k(k k-1)/2-1)/2次类似的检验次类似的检验次类似的检验次类似的检验无统一的试验误差，误差估计的无统一的试验误差，误差估计的无统一的试验误差，误差估计的无统一的试验误差，误差估计的精确性和检验的灵敏性低精确性和检验的灵敏性低精确性和检验的灵敏性低精确性和检验的灵敏性低 推断的推断的推断的推断的可靠性低，可靠性低，可靠性低，可靠性低，检验的检验的检验的检验的 I I 型错误率大型错误率大型错误率大型错误率大未考虑相互比较的两个平均数的秩次问题未考虑相互比较的两个平均数的秩次问题未考虑相互比较的两个平均数的秩次问题未考虑相互比较的两个平均数的秩次问题t检验法的不足检验法的不足2024/1/31 周三20 数据格式数据格式 n n行行2 2列列 （指标变量、分组变量）（指标变量、分组变量）2024/1/31 周三21 检验步骤检验步骤 AnalyzeAnalyze Compare MeansCompare MeansOne-Way ANOVAOne-Way ANOVA 2024/1/31 周三22One-Way ANOVA 对话框对话框多重比较选项2024/1/31 周三23Post Hoc Multiple Comparisons 对话框对话框显著水准显著水准方差不齐方差不齐方差齐方差齐2024/1/31 周三24Option对话框对话框统计描述统计描述方差齐性检验方差齐性检验2024/1/31 周三25点击点击“OK”，运行结果，运行结果2024/1/31 周三26 结果输出结果输出2024/1/31 周三27基本统计描述基本统计描述例数例数均数均数标准差标准差标准误标准误均数均数95%可信区间可信区间最小值最小值最大值最大值2024/1/31 周三28方差齐性检验方差齐性检验Levene统计量统计量自由度自由度P值值2024/1/31 周三292024/1/31 周三30方差分析表方差分析表组间组间组内组内平方平方和和自由自由度度均方均方F值值P值值2024/1/31 周三31多重比较（多重比较（LSD法）法）P值值均数差值均数差值2024/1/31 周三32多重比较（多重比较（SNK法）法）均数均数P值值2024/1/31 周三332.随机区组（或单位组、配伍组）设计的方差分析随机区组（或单位组、配伍组）设计的方差分析例例2 下下表是表是11名战士在不同海拔高度的血氨值名战士在不同海拔高度的血氨值()。试。试作方差分析作方差分析 n按照不同海拔高度将按照不同海拔高度将11名战士分为名战士分为11个区组，每个区组接受三种处理方案个区组，每个区组接受三种处理方案n此案例将数据按区组和处理组两个方向进行分组，属于无重复数据的双向方此案例将数据按区组和处理组两个方向进行分组，属于无重复数据的双向方差分析差分析2024/1/31 周三341 1行行3 3列列(指标变量、处理组分组变量、指标变量、处理组分组变量、单位组分组变量单位组分组变量)数据格式数据格式2024/1/31 周三35AnalyzeAnalyze General Linear ModelsGeneral Linear Models（广义线性模型）（广义线性模型）Univariate Univariate（单变量）（单变量）检验步骤检验步骤 2024/1/31 周三36Univariate对话框对话框分组变量分组变量多重比较多重比较模模型型选选项项2024/1/31 周三37Univariate：Model 对话框对话框全因素模型全因素模型自定义模型自定义模型分析效应选分析效应选项项主效主效应应2024/1/31 周三38Univariate：Model 对话框对话框2024/1/31 周三39Post Hoc Multiple Comperisons for Observed Means对话框对话框2024/1/31 周三40Options对话框对话框均数估计均数估计描述统描述统计量计量方差齐方差齐性检验性检验2024/1/31 周三41点击点击“OK”，运行结果，运行结果2024/1/31 周三42结果输出结果输出2024/1/31 周三43有效数据例数统计有效数据例数统计2024/1/31 周三44分组统计描分组统计描述（均数、述（均数、标准差）标准差）2024/1/31 周三45方差分析表方差分析表平方平方和和自由自由度度均方均方F值值P值值2024/1/31 周三46均数估计均数估计均数均数标准误标准误均数均数95%可信区间可信区间2024/1/31 周三47多重比较多重比较P值值均数差值均数差值2024/1/31 周三48u0.50.5聚维酮碘溶液（艾力克，口腔型）聚维酮碘溶液（艾力克，口腔型）u0.02%0.02%醋酸氯己定溶液、醋酸氯己定溶液、u复方氯己定含漱液、复方氯己定含漱液、u0.10.1西吡氯铵含漱液西吡氯铵含漱液目的：探讨目的：探讨4种漱口液对白色念珠菌的抑菌效果种漱口液对白色念珠菌的抑菌效果 例例2024/1/31 周三49白色念珠菌革兰氏染色白色念珠菌革兰氏染色2024/1/31 周三50方法两两比较两两比较SPSS13.0SPSS13.0软件包软件包不同处理组间不同处理组间方差不齐时方差不齐时Games-Howell方差齐时方差齐时Tukey-HSD法法单因素方单因素方差分析差分析统计分析统计分析2024/1/31 周三51结果 4 4种漱口液作用种漱口液作用3min3min后平均菌落后平均菌落计计数的比数的比较较Table 1 Comparison of the average colony count after the 3min treatmentof four kinds of mouthwash组别组别 样样本量本量(n)(n)实际实际菌落菌落计计数数(cfu/ml)标标准菌落数准菌落数(logcfu/ml)F P F P0.50.5聚聚维酮维酮碘溶液碘溶液 54 2.1154 2.111.45 0.281.45 0.280.250.250.02%0.02%醋酸醋酸氯氯己定溶液己定溶液 54 72.5654 72.5619.31 2.9819.31 2.980.540.54复方复方氯氯己定含漱液己定含漱液 54 2.4454 2.441.42 0.321.42 0.320.27 316.863 0.0000.27 316.863 0.0000.10.1西吡氯铵含漱液西吡氯铵含漱液 54 550.2254 550.22191.15 3.89191.15 3.890.100.10对照组：（生理盐水对照组：（生理盐水）54 2804.4454 2804.44284.07 4.47284.07 4.470.060.062024/1/31 周三52 4种漱口液与对照组的比较（种漱口液与对照组的比较（logcfu/ml）漱口液种漱口液种类类3min3minP P0.50.5聚聚维酮维酮碘溶液：碘溶液：对照组对照组(生理盐水生理盐水)0.02%0.02%醋酸醋酸氯氯己定溶液：己定溶液：对照组对照组(生理盐水生理盐水)0.10.1西吡氯铵含漱液：西吡氯铵含漱液：对照组对照组(生理盐水生理盐水)复方复方氯氯己定含漱液：己定含漱液：对照组对照组(生理盐水生理盐水)0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000Table 2 comparison of four kinds of mouthwash and the control group（logcfu/ml）2024/1/31 周三534种漱口液的两两比较种漱口液的两两比较(logcfu/ml)Table 3 Pairwise comparisons of four kinds of mouthwash(logcfu/ml)漱口液种漱口液种类类3min3minP P0.50.5聚聚维酮维酮碘溶液：碘溶液：0.02%0.02%醋酸醋酸氯氯己定溶液己定溶液 0.50.5聚聚维酮维酮碘溶液：碘溶液：复方复方氯氯己定含漱液己定含漱液0.50.5聚聚维酮维酮碘溶液：碘溶液：0.10.1西吡氯铵含漱液西吡氯铵含漱液0.02%0.02%醋酸醋酸氯氯己定溶液：己定溶液：复方复方氯氯己定含漱液己定含漱液0.02%0.02%醋酸醋酸氯氯己定溶液：己定溶液：0.10.1西吡氯铵含漱液西吡氯铵含漱液复方复方氯氯己定含漱液：己定含漱液：0.10.1西吡氯铵含漱液西吡氯铵含漱液 0.0000.0000.9600.9600.0000.0000.0000.0000.0010.0010.0000.0002024/1/31 周三544 4 种漱口液作用后活菌数量的变化种漱口液作用后活菌数量的变化结果2024/1/31 周三55结果2024/1/31 周三56结果2024/1/31 周三57THANKS2024/1/31 周三582024/1/31 周三59