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SPSS中逐步回归分析的应用
SPSS(Statistical Package for the Social Science)社会科学应用软件包是世界上著名的统计分析软件之一。它和SAS(Statistical Analysis System,统计分析系统)、BMDP(Biomedical Programs,生物医学程序)并称为国际上最有影响的三大统计软件。SPSS名为社会学统计软件包,这是为了强调其社会科学应用的一面(因为社会科学研究中的许多现象都是随机的,要使用统计学和概率论的定理来进行研究),而实际上它在社会科学、自然科学的各个领域都能发挥巨大作用,并已经应用于经济学、生物学、教育学、心理学、医学以及体育、工业、农业、林业、商业和金融等各个领域。
回归分析是目前气象统计分析中最为常用的一种方法之一。例如目前台站常用的MOS(模式输出统计量)方法中,回归分析是最基本的方法之一。逐步回归能够帮我们建立最优的回归模型,但过程较复杂。Spss软件功能强大,且操作简单。我们用该软件对气象资料作逐步回归分析,对于Spss软件用于气象统计的便利亦可见一斑。下面以安庆市1951-1971年6~8月降水及相关资料(表一)为例。
1 数据格式
表中1971年因子值留作预报时使用,不参加到样本中进行统计,表中符号意义如下:
y:安庆市整个地区6~8月降水量(mm)。
X1:1月500hPa高度距平和(50°~20°W,60°N;45°~25°W,55°N)。
X2:2~3月500hPa高度距平和(70°~100°E,30°N)。
X3:4月500hPa高度距平和(25°N,105°~115°E;20°N,100°~120°E;15°N,105°~115°E)。
X4:12月下旬一次年1月下旬安庆市地面WSW-WNW风速合计(m/s)。
2 统计步骤
2.1 做数据散点图,观察因变量和自变量关系是否具有线性关系。
2.1.1 GraPhs→Scatter→SiPle 顺序展开如图a所示的对话框:
2.1.2 将变量y(6-8月降水量)、x1(1月份500hPa高度距平和)依次选入Y Axis和X Axis,单击ok按钮。生成的图形如图(b)所示,根据同样的操作可以作出以y(6-8月降水量)为Y Axis,分别以其他几个自变量为X Axis的散点图。
从散点图可以看出6-8月降水量和这几个自变量存在明显的线性关系,由此可以判定建立线性回归方程是非常适合的。
2.2 回归模型的建立
2.2.1 按Analyze→Regression→Linear顺序展开如图c所示的对话框:
2.2.2 左侧的源变量框中选择y(6-8月降水量)作为因变量进入DePendent框中。
选择x1、x2、x3、x4变量作为自变量进入IndePendent(s)框中。
2.2.3 在 Method选择框中选择StePwise(逐步回归)作为分析方式。
2.2.4 单击Statics按钮,并打开如图d的对话框。在Resideuals栏中选择Casewise diagnostics项要求进行奇异值判别。并在Outliers outside standard deviation 的参数键入3,设置观测值的标准差大于3为奇异值。选中Collinearity diagnostics复选框,要求进行共线性诊断。单击Continue按钮返回。
2.2.5 为了从图形上检测模型的直线性和方差的齐性做散点图。单击Plot按钮,打开Plots对话框,将变量ZPRED与ZRESID分别选如X、Y框中。单击Continue
按钮回到主对话框。
2.2.6 提交系统执行结果。
2.3 结果输出见表
表2-1:被引入或被从剔除回归方程中剔除的各变量
表2-2:拟合过程小结
表2-3:方差分析
表2-4:回归系数分析
表2-5:共线性诊断
3 小结
通过对上述个例的分析可以看到:运用Spss软件作逐步回归分析具有如下优点:
3.1 通过作散点图,可以直观的看出变量间是否具有线性关系。从而大致判断可能进入回归方程的变量。
3.2 通过对变量及参数的控制作逐步回归。Spss软件能自动剔除与预报量关系较弱的变量,为我们建立一个最优的回归模型。
3.3 通过方差分析,可以判断模型的效果。另外,我们还可以通过对一些参数的选择,在结果中得到对方程的显著性检验分析,以判断回归模型是否达到了我们的要求。
可见,Spss软件用于气象资料的统计分析,是极为方便且有效的。
参考文献
1 黄嘉佑.《气象统计分析与预报方法》,2000,86-91.
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