今天和大家分享一下SPSS中判断一组数据是否符合正态分布的几种方法。 以下表为例,需要判断地理成绩的分布是否符合正态分布。 在开始菜单点击“分析”、“频率”,在频率对话框中将地理字段选入选框。 在频率图表选项中勾选“直方图”、“在直方图中显示正态曲线”。 之后可以在输出结果中看到数据分布情况。 我们也可以使用Q-Q 图进行判断。 P-P图判断的操作方法与Q-Q图基本一致。 此外还可以使用K-S检验。 和前面的判断方法不同的是这种方法输出的结果并没有图形展示,我们只需要关注最后的渐近显著性是否大于0.05即可。
偏度和峰度
1、偏度(Skewness):描述数据分布不对称的方向及其程度(见图1)。
当偏度≈0时,可认为分布是对称的,服从正态分布;
当偏度>0时,分布为右偏,即拖尾在右边,峰尖在左边,也称为正偏态;
当偏度<0时,分布为左偏,即拖尾在左边,峰尖在右边,也称为负偏态;
注意:数据分布的左偏或右偏,指的是数值拖尾的方向,而不是峰的位置,容易引起误解。
2、峰度(Kurtosis):描述数据分布形态的陡缓程度(图2)。
当峰度≈0时,可认为分布的峰态合适,服从正态分布(不胖不瘦);
当峰度>0时,分布的峰态陡峭(高尖);
当峰度<0时,分布的峰态平缓(矮胖);
利用偏度和峰度进行正态性检验时,可以同时计算其相应的Z评分(Z-score),即:偏度Z-score=偏度值/标准误,峰度Z-score=峰度值/标准误。在α=0.05的检验水平下,若Z-score在±1.96之间,则可认为资料服从正态分布。
了解偏度和峰度这两个统计量的含义很重要,在对数据进行正态转换时,需要将其作为参考,选择合适的转换方法。
3、SPSS操作方法
以分析某人群BMI的分布特征为例。
(1) 方法一
选择Analyze → Descriptive Statistics → Frequencies
将BMI选入Variable(s)框中 → 点击Statistics → 在Distribution框中勾选Skewness和Kurtosis
(2) 方法二
选择Analyze → Descriptive Statistics → Descriptives
将BMI选入Variable(s)框中 → 点击Options → 在Distribution框中勾选Skewness和Kurtosis
4、结果解读
在结果输出的Descriptives部分,对变量BMI进行了基本的统计描述,同时给出了其分布的偏度值0.194(标准误0.181),Z-score = 0.194/0.181 = 1.072,峰度值0.373(标准误0.360),Z-score = 0.373/0.360 = 1.036。偏度值和峰度值均≈0,Z-score均在±1.96之间,可认为资料服从正态分布。
二、正态性检验:图形判断
1、直方图:表示连续性变量的频数分布,可以用来考察分布是否服从正态分布
(1)选择Graphs → Legacy Diaiogs → Histogram
(2)将BMI选入Variable中,勾选Display normal curve绘制正态曲线
2、P-P图和Q-Q图
(1) P-P图反映了变量的实际累积概率与理论累积概率的符合程度,Q-Q图反映了变量的实际分布与理论分布的符合程度,两者意义相似,都可以用来考察数据资料是否服从某种分布类型。若数据服从正态分布,则数据点应与理论直线(即对角线)基本重合。
(2) SPSS操作:以P-P图为例
选择Analyze → Descriptive Statistics → P-P Plots
将BMI选入Variables中,Test Distribution选择Normal,其他选项默认即可。
三、正态性检验:非参数检验分析法
1、正态性检验属于非参数检验,原假设为“样本来自的总体与正态分布无显著性差异,即符合正态分布”,也就是说P>0.05才能说明资料符合正态分布。
通常正态分布的检验方法有两种,一种是Shapiro-Wilk检验,适用于小样本资料(SPSS规定样本量≤5000),另一种是Kolmogorov–Smirnov检验,适用于大样本资料(SPSS规定样本量>5000)。
2、SPSS操作
(1) 方法一:Kolmogorov–Smirnov检验方法可以通过非参数检验的途径实现
选择Analyze → Nonparametric Tests → Legacy Dialogs → 1-Sample K-S
将BMI选入Test Variable List中,在Test Distribution框中勾选Normal,点击OK完成操作。
(2) 方法二:Explore方法
选择Analyze → Descriptive Statistics → Explore
将BMI选入Dependent List中,点击Plots,勾选Normality plots with tests,在Descriptive框中勾选Histogram,Boxplots选择None,点击OK完成操作。
3、结果解读
(1)在结果输出的Descriptives部分,对变量BMI进行了基本的统计描述,同时给出了其分布的偏度值、峰度值及其标准误,具体意义参照上面介绍的内容。
(2)在结果输出的Tests of Normality部分,给出了Shapiro-Wilk检验及Kolmogorov-Smirnov检验的结果,P值分别为0.200和0.616,在α=0.05的检验水准下,P>0.05,不拒绝原假设,可认为资料服从正态分布。
(3)在结果输出的最后部分,同时给出了直方图和Q-Q图,具体意义参照上面介绍的内容。建议可以直接使用Explore方法,结果中不仅可以输出偏度值,峰度值,绘制直方图,Q-Q图,还可以输出非参数检验的结果,一举多得。
四、注意事项
事实上,Shapiro-Wilk检验及Kolmogorov-Smirnov检验从实用性的角度,远不如图形工具进行直观判断好用。在使用这两种检验方法的时候要注意,当样本量较少的时候,检验结果不够敏感,即使数据分布有一定的偏离也不一定能检验出来;而当样本量较大的时候,检验结果又会太过敏感,只要数据稍微有一点偏离,P值就会<0.05,检验结果倾向于拒绝原假设,认为数据不服从正态分布。所以,如果样本量足够多,即使检验结果P<0.05,数据来自的总体也可能是服从正态分布的。
因此,在实际的应用中,往往会出现这样的情况,明明直方图显示分布很对称,但正态性检验的结果P值却<0.05,拒绝原假设认为不服从正态分布。此时建议大家不要太刻意追求正态性检验的P值,一定要参考直方图、P-P图等图形工具来帮助判断。很多统计学方法,如T检验、方差分析等,与其说要求数据严格服从正态分布,不如说“数据分布不要过于偏态”更为合适。
SPSS中判断一组数据是否符合正态分布的几种方法。 以下表为例,需要判断地理成绩的分布是否符合正态分布。 在开始菜单点击“分析”、“频率”,在频率对话框中将地理字段选入选框。 在频率图表选项中勾选“直方图”、“在直方图中显示正态曲线”。 之后可以在输出结果中看到数据分布情况。 我们也可以使用Q-Q 图进行判断。 P-P图判断的操作方法与Q-Q图基本一致。 此外还可以使用K-S检验。 和前面的判断方法不同的是这种方法输出的结果并没有图形展示,我们只需要关注最后的渐近显著性是否大于0.05即可。
SPSS是什么
SPSS(Statistical Product and Service Solutions),“统计产品与服务解决方案”软件。
最初软件全称为“社会科学统计软件包”(SolutionsStatistical Package for the Social Sciences),但是随着SPSS产品服务领域的扩大和服务深度的增加,SPSS公司已于2000年正式将英文全称更改为“统计产品与服务解决方案”,这标志着SPSS的战略方向正在做出重大调整。
SPSS为IBM公司推出的一系列用于统计学分析运算、数据挖掘、预测分析和决策支持任务的软件产品及相关服务的总称,有Windows和Mac OS X等版本。