应用抽样技术 李金昌 课件.ppt
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1、抽样理论与方法抽样理论与方法统计学本科统计学本科专业必修课专业必修课3学分学分主讲教师:刘爱芹主讲教师:刘爱芹11/19/20221统计学专业必修课3学分目目 录录n第一、二章第一、二章 概述概述n第三章第三章 简单随机抽样简单随机抽样n第四章第四章 分层随机抽样分层随机抽样n第五章第五章 比率与回归估计比率与回归估计n第六章第六章 不等概抽样不等概抽样n第七章第七章 整群抽样整群抽样n第八章第八章 系统抽样系统抽样n第九章第九章 多阶段抽样多阶段抽样n第十章第十章 二重抽样二重抽样n第十一章第十一章 非抽样误差非抽样误差11/19/20222统计学专业必修课3学分CH1-2 抽样基础知识介绍
2、抽样基础知识介绍4课时课时11/19/20223统计学专业必修课3学分内容体系内容体系n学习目的:在学习具体的抽样技术之前,对抽样理论与学习目的:在学习具体的抽样技术之前,对抽样理论与方法涉及的基础问题有大致的了解和认识方法涉及的基础问题有大致的了解和认识1 抽样技术基本问题介绍,介绍抽样技术抽样技术基本问题介绍,介绍抽样技术/抽样的概念、抽样的概念、作用作用n重点:区分概率抽样和非概率抽样,了解非概率抽样的重点:区分概率抽样和非概率抽样,了解非概率抽样的基本方法,把握抽样调查的基本程序基本方法,把握抽样调查的基本程序2 抽样技术的基本概念抽样技术的基本概念n重点:抽样框、估计量方差、偏倚与均
3、方误差、抽样误重点:抽样框、估计量方差、偏倚与均方误差、抽样误差与非抽样误差差与非抽样误差3 样本设计样本设计n重点:掌握样本设计的内容、设计原则和设计效果测定重点:掌握样本设计的内容、设计原则和设计效果测定方法方法11/19/20224统计学专业必修课3学分1 抽样技术抽样技术(CH1-1)l抽样技术就是抽样推断采用的技术,包括抽样、调抽样技术就是抽样推断采用的技术,包括抽样、调查和推断三个环节的技术。查和推断三个环节的技术。l抽样技术、抽样推断、抽样调查等概念经常混用抽样技术、抽样推断、抽样调查等概念经常混用一、抽样技术的含义一、抽样技术的含义(一)概率抽样(一)概率抽样(二)非概率抽样(
4、二)非概率抽样重点:重点:n掌握概率抽样的含义和特点,与非概率抽样的区分掌握概率抽样的含义和特点,与非概率抽样的区分n了解几种非概率抽样方法了解几种非概率抽样方法二、抽样调查的基本程序二、抽样调查的基本程序三、抽样技术的作用三、抽样技术的作用11/19/20225统计学专业必修课3学分一、抽样技术一、抽样技术/抽样调查的含义抽样调查的含义11/19/20226统计学专业必修课3学分统计学原理:统计学原理:抽样推断的含义和特点抽样推断的含义和特点Nn样本统计量样本统计量均值均值方差方差参数估计参数估计抽样平抽样平均误差均误差抽样极抽样极限误差限误差按随机原则抽样按随机原则抽样推断总体的推断总体的
5、数量特征数量特征抽样误差可以计算抽样误差可以计算并加以控制并加以控制11/19/20229统计学专业必修课3学分抽样调查抽样调查(Survey Sampling)n运用抽样技术进行的调查即抽样调查运用抽样技术进行的调查即抽样调查n抽样调查分广义和狭义两个范畴抽样调查分广义和狭义两个范畴n广义的含义:广义的含义:n一切一切非全面非全面的统计调查都是抽样调查,即从研究对象的全的统计调查都是抽样调查,即从研究对象的全体体(总体总体)中中抽取部分单位抽取部分单位作为样本,根据对所抽取的样本作为样本,根据对所抽取的样本进行调查,获得有关进行调查,获得有关总体目标量的了解总体目标量的了解n顾客买米,召开座
6、谈会了解情况等顾客买米,召开座谈会了解情况等n狭义的含义:狭义的含义:n即概率抽样即概率抽样n从总体抽取样本的方法看,抽样可分为:从总体抽取样本的方法看,抽样可分为:非概率抽样非概率抽样(nonprobability sampling)概率抽样概率抽样(probability sampling)必须正确区必须正确区分这对概念分这对概念11/19/202210统计学专业必修课3学分简单随机抽样简单随机抽样分层抽样分层抽样整群抽样整群抽样系统抽样系统抽样多阶段抽样多阶段抽样概率抽样概率抽样方便抽样方便抽样判断抽样判断抽样自愿样本自愿样本滚雪球抽样滚雪球抽样配额抽样配额抽样非概率抽样非概率抽样抽样方
7、式抽样方式不等概抽样不等概抽样11/19/202211统计学专业必修课3学分(一一)非概率抽样非概率抽样(non-probability sampling)非随机抽样非随机抽样/有目的抽样有目的抽样/判断抽样判断抽样1、含义与基本方法、含义与基本方法n非概率抽样与概率抽样相对应,无严格定义。主要非概率抽样与概率抽样相对应,无严格定义。主要特征是:抽样时并不依据随机原则,各单位被抽中特征是:抽样时并不依据随机原则,各单位被抽中的概率事先未知或难以确定的概率事先未知或难以确定n如我国所谓的典型调查和重点调查,西方国家称为如我国所谓的典型调查和重点调查,西方国家称为有目的抽样有目的抽样(purpos
8、ive s)或判断抽样或判断抽样(judgment s)或或有代表性抽样有代表性抽样(representative s)n市场调查中通常采用的配额抽样市场调查中通常采用的配额抽样(quota sampling)、方便抽样方便抽样(convenience sampling)n社会调查中的滚雪球抽样、网上进行调查时的自愿社会调查中的滚雪球抽样、网上进行调查时的自愿样本等样本等11/19/202212统计学专业必修课3学分(1)随意随意/任意任意/方便抽样方便抽样n抽样者遵循抽样者遵循简便性原则随意地、任意地或按其方便性简便性原则随意地、任意地或按其方便性从总体中抽取样本,比如从总体中抽取样本,比如
9、n实验人员从笼子里抓取最靠近笼门的小白鼠做实验实验人员从笼子里抓取最靠近笼门的小白鼠做实验n节目主持人从放在玻璃缸里的众多观众来信中随手节目主持人从放在玻璃缸里的众多观众来信中随手抽出几封来宣读内容或颁奖抽出几封来宣读内容或颁奖n每年每年“3.15”前后,中央电视台、中国消费者协会前后,中央电视台、中国消费者协会和国家技术监督局组织国家新闻单位开展和国家技术监督局组织国家新闻单位开展“质量万质量万里行里行”活动,到全国各地了解市场商品质量,打击活动,到全国各地了解市场商品质量,打击假冒伪劣商品,其中很多都是在街头向行人假冒伪劣商品,其中很多都是在街头向行人了解了解对对商品质量的反映商品质量的反
10、映n简便易行成本低简便易行成本低n但样本偏差往往较大,调查或推断的结论不具有一般但样本偏差往往较大,调查或推断的结论不具有一般意义意义11/19/202213统计学专业必修课3学分(2)判断判断/有目的有目的/有代表性抽样有代表性抽样n抽样者抽样者根据自己的知识、经验和判断根据自己的知识、经验和判断从从N中挑选出中挑选出“典典型的型的”或或“有代表性的有代表性的”单位来组成样本单位来组成样本n常用于企业管理水平调查、市场商品消费结构调查、常用于企业管理水平调查、市场商品消费结构调查、居民家庭收入调查等,比如居民家庭收入调查等,比如n调查企业管理水平,可以按经验分别选取管理水平高、调查企业管理水
11、平,可以按经验分别选取管理水平高、管理水平一般、管理水平较差等不同类型作为调查样本,管理水平一般、管理水平较差等不同类型作为调查样本,以调查结果为依据,综合评价企业管理工作中的经验和以调查结果为依据,综合评价企业管理工作中的经验和问题问题划类选典式划类选典式n编制市场物价指数时,常采用判断抽样法选取商品目录编制市场物价指数时,常采用判断抽样法选取商品目录和地区样本和地区样本n优缺点:优缺点:n可以充分发挥主观能动性和利用已有信息可以充分发挥主观能动性和利用已有信息n但样本单位的但样本单位的“代表性代表性”很有限,且无法衡量很有限,且无法衡量11/19/202214统计学专业必修课3学分(3)定
12、额定额/配额配额/计划抽样计划抽样n美国盖洛普公司发明使用的,美国盖洛普公司发明使用的,目的是目的是增进判断抽样的增进判断抽样的样本代表性样本代表性n做法:做法:抽样者按照规定的定额获得一个在某些特征上抽样者按照规定的定额获得一个在某些特征上与总体结构大致成比例的样本与总体结构大致成比例的样本n单变量配额,即独立控制配额单变量配额,即独立控制配额n多变量配额,即交叉控制配额多变量配额,即交叉控制配额n这种抽样具有一定的科学性,因而在市场调查、民意这种抽样具有一定的科学性,因而在市场调查、民意测验等方面有较广泛的应用测验等方面有较广泛的应用n但判断抽样的缺点它同样难以克服但判断抽样的缺点它同样难
13、以克服11/19/202215统计学专业必修课3学分(4)流动总体抽样流动总体抽样/捕获再捕获抽样捕获再捕获抽样(sampling of mobile population)/(capture-tag-recapture)n一般用于流动总体的总体总量的推算一般用于流动总体的总体总量的推算n做法做法:n抽样者先从总体抽样者先从总体(比如水库中的鱼比如水库中的鱼)中获取部分单位中获取部分单位(如如300尾鱼尾鱼),加以标记后再放回总体,过段时间,加以标记后再放回总体,过段时间再获取部分单位再获取部分单位(如如1000尾鱼尾鱼),然后根据再获取,然后根据再获取单位中有标记单位的比例来推算总体的数量单
14、位中有标记单位的比例来推算总体的数量n适用性适用性:n这种抽样适用于事先对总体缺乏认识而调查单位又这种抽样适用于事先对总体缺乏认识而调查单位又处于流动状态的研究对象处于流动状态的研究对象11/19/202216统计学专业必修课3学分2、非概率抽样的特点及优缺点、非概率抽样的特点及优缺点n样本的抽选样本的抽选不是按照随机原则不是按照随机原则,而是,而是根据主观判断根据主观判断,有目的、有意识或根据方便的原则有目的、有意识或根据方便的原则进行进行优点:可充分利用已知信息,优点:可充分利用已知信息,人为地选择人为地选择较为典型的较为典型的样本,从而可以缩小抽样范围,节约调查时间、人员样本,从而可以缩
15、小抽样范围,节约调查时间、人员和经费和经费缺点:采用非概率抽样方法获得的数据缺点:采用非概率抽样方法获得的数据不能计算抽样不能计算抽样误差误差,也,也不能从概率的意义上控制误差并保证推断的不能从概率的意义上控制误差并保证推断的可靠性可靠性。所以,它虽然重视样本与总体的关系,即也。所以,它虽然重视样本与总体的关系,即也可以从样本特征推断总体特征,但这种推论缺乏理论可以从样本特征推断总体特征,但这种推论缺乏理论上的科学依据,上的科学依据,其效果的好坏在很大程度上依赖于抽其效果的好坏在很大程度上依赖于抽样者的主观判断能力和经验,因此其可靠程度也只能样者的主观判断能力和经验,因此其可靠程度也只能由调查
16、人员主观评定,而不能客观衡量由调查人员主观评定,而不能客观衡量11/19/202217统计学专业必修课3学分3、适用性、适用性n为了快速得到总体一般性质方面的信息为了快速得到总体一般性质方面的信息n对某突发事件的现场调查对某突发事件的现场调查n为进一步深入调查研究而作的为进一步深入调查研究而作的前期预备性实验性调前期预备性实验性调查查等等n非概率抽样法在市场调查中得到了广泛的应用非概率抽样法在市场调查中得到了广泛的应用11/19/202218统计学专业必修课3学分(二二)概率抽样概率抽样/随机抽样随机抽样本课程内容本课程内容(probability sampling)/(random samp
17、ling)n概率抽样是严格意义上的抽样调查,即概率抽样是严格意义上的抽样调查,即“狭义的狭义的”抽样调抽样调查查n按照随机原则抽取样本,使总体中每个单位都有一个按照随机原则抽取样本,使总体中每个单位都有一个事先事先已知已知的的非零概率非零概率被抽中被抽中n总体各单位被抽中的概率可以通过样本设计总体各单位被抽中的概率可以通过样本设计(sample design)来规定,并通过某种随机化来规定,并通过某种随机化(randomization)操作操作来实现来实现n常用的概率抽样的方式:常用的概率抽样的方式:n简单随机抽样简单随机抽样(srs:simple random sampling)n分层抽样分
18、层抽样(st:stratified sampling)n系统抽样系统抽样(sy:systematic sampling)n整群抽样整群抽样(cl:cluster sampling)n多阶段抽样多阶段抽样(ms:multi-stage sampling)11/19/202219统计学专业必修课3学分概率抽样的特点概率抽样的特点(重点掌握重点掌握)(1)样本的抽取遵循样本的抽取遵循随机原则随机原则u按随机原则取样按随机原则取样 抽取样本时抽取样本时排除主观排除主观上有意识地抽取,某个单位上有意识地抽取,某个单位是否被抽中完全是否被抽中完全由客观的随机化程序由客观的随机化程序来决定来决定随机化程序随
19、机化程序即抽样组织方式,体现了统计学家即抽样组织方式,体现了统计学家的抽样技术研究成果的抽样技术研究成果主观只能决定选择哪种随机化程序,即决定怎样抽,主观只能决定选择哪种随机化程序,即决定怎样抽,而不能决定抽哪个而不能决定抽哪个u每个单位都按照一定的、事先已知或可以计算出的每个单位都按照一定的、事先已知或可以计算出的概率被抽中概率被抽中两个核两个核心点心点11/19/202220统计学专业必修课3学分对对“随机随机”的理解的理解n可将按随机原则取样的过程看成是进行一次随机试验可将按随机原则取样的过程看成是进行一次随机试验的过程,随机化程序给出了随机取样的实现过程的过程,随机化程序给出了随机取样
20、的实现过程n随机试验的特点包括:随机试验的特点包括:n试验可以重复进行试验可以重复进行n可能结果不止一个,但可以列示可能结果不止一个,但可以列示n每次试验取到哪个结果不知道每次试验取到哪个结果不知道n咬文嚼字:咬文嚼字:n“随随”,包含有,包含有“随从随从”、“因应变化因应变化”之意之意n“机机”,包含有,包含有”机遇机遇”、”机会机会”、“可能可能”、“说不清说不清的因由的因由”之意之意n“随机随机”的意思是指:结果任由天定,过程中要避免任何可的意思是指:结果任由天定,过程中要避免任何可能带来系统性或趋势性影响的人为干预,具有不确定性和难能带来系统性或趋势性影响的人为干预,具有不确定性和难以
21、预测性以预测性n所以,随机抽样就是以一定的概率抽取样本的一种方所以,随机抽样就是以一定的概率抽取样本的一种方法,这种方法法,这种方法“各种结果的可能性都不能排除,人们各种结果的可能性都不能排除,人们事先不能确知结果事先不能确知结果”11/19/202221统计学专业必修课3学分理解:每个单元被抽中的概率是已知理解:每个单元被抽中的概率是已知的,或是可以计算出来的的,或是可以计算出来的比如,简单随机抽样比如,简单随机抽样srs,1000个单元中抽个单元中抽100个个比如,分层随机抽样比如,分层随机抽样str100501000100100005001/21/101/20Nhnh大型企业大型企业中型
22、企业中型企业小型企业小型企业被抽中的概率被抽中的概率又如,又如,PPS抽样,抽样,2个企业中取个企业中取1个个1000万元万元 500万元万元2/31/3净利润净利润入样概率入样概率甲甲乙乙扩展扩展入样概率入样概率11/19/202222统计学专业必修课3学分关于关于“入样概率入样概率”的注意事项的注意事项n“入样概率入样概率”必须是必须是“非非0概率概率”n估计量的形式与入样概率有关,即,用样本资料估计总体估计量的形式与入样概率有关,即,用样本资料估计总体目标量时,要考虑该样本目标量时,要考虑该样本(或每个样本单元或每个样本单元)被抽中的概率,被抽中的概率,也就是说,估计量不仅与样本单元的观
23、测值有关,也与其也就是说,估计量不仅与样本单元的观测值有关,也与其入样概率有关入样概率有关n如果各单元入样概率均相等如果各单元入样概率均相等 简单估计简单估计 比如比如srs及其他复杂抽样的特殊情况及其他复杂抽样的特殊情况n如果入样概率不等如果入样概率不等 加权估计加权估计 比如比如str、pps等等11/19/202223统计学专业必修课3学分2、可运用概率估计的方法推断总体的、可运用概率估计的方法推断总体的数量特征数量特征n大数定律和中心极限定理通过抽样分布规律描述了样大数定律和中心极限定理通过抽样分布规律描述了样本和总体的内在联系本和总体的内在联系n根据这种内在联系,运用概率估计的方法,
24、就可以对根据这种内在联系,运用概率估计的方法,就可以对总体数量特征做出具有一定概率保证程度的推断总体数量特征做出具有一定概率保证程度的推断11/19/202224统计学专业必修课3学分3、抽样误差可以计算并加以控制、抽样误差可以计算并加以控制n抽样调查是非全面调查,比如存在误差抽样调查是非全面调查,比如存在误差n抽样误差是由样本抽取的随机性所引起的抽样误差是由样本抽取的随机性所引起的n抽样误差的大小反映了抽样推断的效果抽样误差的大小反映了抽样推断的效果n抽样分布规律给出了计算和控制抽样误差的依据抽样分布规律给出了计算和控制抽样误差的依据11/19/202225统计学专业必修课3学分注意:注意:
25、n注意区分:注意区分:n概率抽样与非概率抽样概率抽样与非概率抽样n等概率抽样与不等概率抽样等概率抽样与不等概率抽样n问题:问题:n概率抽样是等概率抽样吗?概率抽样是等概率抽样吗?n非概率抽样是不等概率抽样吗?非概率抽样是不等概率抽样吗?n解答关键点:解答关键点:n概率抽样既有等概率抽样,也有不等概率抽样概率抽样既有等概率抽样,也有不等概率抽样n非概率抽样中没有入样概率这一概念,也就谈不上抽样是等非概率抽样中没有入样概率这一概念,也就谈不上抽样是等概率还是不等概率概率还是不等概率11/19/202226统计学专业必修课3学分二、抽样调查的基本程序二、抽样调查的基本程序n首先要确定调研问题、明确研
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