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常用非参数统计方法
上饶师范学院
[摘要]本文 就非参数统计分析其适用情形与优缺点,并详细介绍几种非参数统计的方法并有案例分 析。
[关键词]两样本比较 多样本比较
秩和检验
在统计学中,最基本的概念是总体、样本、随机变量、分布、估计和假设检验等,其中很大一 部分食与正态理论相关的。在我们已经学过的知识里,总体的分布形式往往是给定的或已经假定了 的,我们只需要在总体分布已知的基础上对参数进行估值或者进行检验。但是实际上,对总体的分 布的假定并不是能随便做出的,数据可能并不是来自假定的总体分布,或者根本不是来自同一个总 体。在这种假定下进行推断就可能产生错误的结论。于是,人们希望能在不假定总体分布的情况下, 尽量从数据本身来获得所需的信息,这就是非参数统计的宗旨。在统计学的方法中,非参数方法只 是在具体情况下更适用、更准确完整表示数据的信息。接下来,我将就非参数统计分析其适用情形 与优缺点,并详细介绍几种非参数统计的方法并有案例分析。
非参数统计(nonparametric statistics)
不依赖总体分布类型,不对参数进行估计或检验,通过样本观察值推断总体分布位置是否相同 非参数检验又称任意分布检验(distribution-free test)
优点:资料分布特征要求较低,适用范围广,收集资料方便;对不满足参数方法的资料,效率高。
缺点:宜用参数方法的资料,若用非参数法处理,没有充分利用资料提供的信息,导致检验效 能下降。
秩和检验(rank sum test)
秩(rank):观察值从小到大排序,该序号在统计学上称为秩/秩次; 秩和:秩次求和得到;
秩和检验:用秩和进行假设检验的方法。
适宜作非参数检验的资料
计量资料,总体偏离正态性或总体分布未知
等级资料:痊愈、显效、有效、无效;-、 ±、+、++、+++; 心功能分级;烧伤程度… 边界不确定的资料:如出现50mg 或 0.5mg 以下
两样本比较秩和检验
例 测得铅作业与非铅作业工人的血铅值 (μmol/L),问两组工人的血铅值有无差别?
表 10.1 两组工人的血铅值 (μmol/L)
铅作业组
(1)
秩次
(2)
非铅作业组 (3)
秩次
(4)
0.82 9 0.24 1
0.87 10.5 0.24 2
0.97 12 0.29 3
1.21 14 0.33 4
64 15 0.44 5
08 16 0.58 6
2.13 17 0.63 7
0.72 8
0.87 10.5
1.01 13
n
1=7 T
1=93.5 n
2=10 T
2=59.5
其中 SPSS 软件检验正态性与方差齐性结果
一、
建立检验假设,确定检验水准
H
0:铅作业与非铅作业工人血铅值分布的位置相同,
H
1:铅作业与非铅作业工人血铅值分布的位置不同。
α=0.05
二丶计算检验统计量 T 值
混合编秩
0.24 0.24 0.29 0.33 0.44 0.58 0.63 0.72 0.82 0.87 0.87 0.97 1.01 1.21 1.64 2.08 2.13
遇有原始数据相同时,可分两种情况处理:①相同数据在同一组,其秩次按位置的顺序。②相 同数据分在两组,均取其平均秩次(10+11)/2=10.5。
两组秩次分别相加 T1=93.5 T2=59.5 取较小样本的秩和记为统计量 T, 本例 n1=7,n2=10,取T=T1=93.5 两组合计的秩和为多少?
三、确定 P 值和作出推断结论
查附表 12, n
1=7, n
2-n
1=10-7=3,
原则:内大外小 双侧 0.05 42-84
按 α=0.05 水准,拒绝 H0,接受 H1,故认为铅作业工人比非铅作业工人 血铅值高。
多个样本比较的秩和检验
多个组资料:
有序分类资料
定量资料,但其不满足正态性或方差齐性
H 检验(Kruskal-Wallis 法)
例 10.3 在研究白血病时,测得鼠脾的 DNA 含量如表 10.3 第(1)、(3)、(5)、(7)栏。问不同病情 的鼠脾 DNA 含量有无差别?
一、 建立假设检验,确定检验水准
H
H
0:四种鼠脾 DNA 含量总体分布位置相同。 1:四种鼠脾 DNA 含量总体分布位置不同
或不全同。
α=0.05
二、 计算检验统计量
混合编秩: 由小到大排列,统一编秩
相同值:同组顺序编号,不同组取平均秩次。 计算各组秩和 Ri (i=1,2,3,4)
计算统计量 H 值
2
2
三、确定 P 值,作出统计推断
K=4, n
i
5, H?
2
0.05
(3),即 P?,因此拒绝 H
0,接受 H
1
认为四种鼠脾 DNA 含量总体分布位置不同或不全同
。
K=3,n
i
=5,
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