(精品)第二章描述统计分析-1设计.ppt

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1、第二章第二章 描述统计分析描述统计分析主讲主讲 石立石立2012年年8月月25日日 第二章第二章 描述统计分析描述统计分析l第一节第一节 调查设计调查设计l第二节第二节 数据的图表分析数据的图表分析l第三节第三节 数据的概括性度量数据的概括性度量2012年年8月月25日日 第一节第一节 调查设计调查设计l数据的来源有两个：数据的来源有两个：间接来源：二手数据、次级数据间接来源：二手数据、次级数据直接来源：一手数据、原始数据直接来源：一手数据、原始数据2012年年8月月25日日 l间接来源的数据是别人已经收集好的，我们间接来源的数据是别人已经收集好的，我们借用的。如国家统计局的数据，图书馆的借用

2、的。如国家统计局的数据，图书馆的数据等。数据等。是我们获取数据的首选，是我们获取数据的首选，但常找不到需要的数据。但常找不到需要的数据。l直接来源的数据不是别人收集的，而是调查直接来源的数据不是别人收集的，而是调查者第一次收集的数据。者第一次收集的数据。常通过常通过调查调查或或实验实验获取获取2012年年8月月25日日【思考思考】如何进行如何进行调查调查或或实验实验得到数据呢？得到数据呢？调查的关键是什么？调查的关键是什么？确定确定调查调查的方案的方案实验的关键是什么？实验的关键是什么？确定实验的方案，即确定实验的方案，即实验设计实验设计参考参考实验设计实验设计课程课程2012年年8月月25日

3、日【思考思考】如何调查？如何调查？调查分为两种：调查分为两种：l全面调查全面调查较少用到较少用到l抽样调查抽样调查常用常用2012年年8月月25日日 l在实施抽样之前，在实施抽样之前，首先要清楚总体是什么。首先要清楚总体是什么。如从班上抽如从班上抽10个人得小礼品，总体是什么呢？个人得小礼品，总体是什么呢？但今天有几个同学没来，他们能参加今天的抽样吗？但今天有几个同学没来，他们能参加今天的抽样吗？不能不能l这涉及到另一个概念这涉及到另一个概念抽样框抽样框在实际抽样时，我们应先确定正确的抽样框，实际中在实际抽样时，我们应先确定正确的抽样框，实际中的抽样，都是在抽样框中抽取。的抽样，都是在抽样框中

4、抽取。抽样框是总体中排除不能被抽取的个体之后的个体的抽样框是总体中排除不能被抽取的个体之后的个体的集合，常以名册或排序编号的形式存在，能确定总体的抽集合，常以名册或排序编号的形式存在，能确定总体的抽样范围和结构。样范围和结构。【抽样框误差：抽样框误差：一次失败的抽样调查一次失败的抽样调查】2012年年8月月25日日【思考思考】确定抽样框之后，如何抽样呢？确定抽样框之后，如何抽样呢？抽样的方法有两类：抽样的方法有两类：一一.概率抽样概率抽样：简单随机抽样；分层抽样；整简单随机抽样；分层抽样；整群抽样；系统抽样；多阶段抽样群抽样；系统抽样；多阶段抽样二二.非概率抽样非概率抽样：方便抽样；判断抽样；

5、自愿方便抽样；判断抽样；自愿样本；滚雪球抽样；配额抽样样本；滚雪球抽样；配额抽样2012年年8月月25日日 一一.概率抽样（概率抽样（probability sampling）（1）也称）也称随机抽样随机抽样：按一定的概率以随机原：按一定的概率以随机原则抽取样本。则抽取样本。（2）“随机原则随机原则”：是在抽取样本时使每个单位都有一定的是在抽取样本时使每个单位都有一定的机会被抽中的原则。机会被抽中的原则。（每个单位被抽中的（每个单位被抽中的概率是已知的，或是可以计算出来的；当概率是已知的，或是可以计算出来的；当用样本对总体目标量进行估计时，要考虑用样本对总体目标量进行估计时，要考虑到每个样本单

6、位被抽中的概率。）到每个样本单位被抽中的概率。）2012年年8月月25日日【思考思考】如何理解如何理解“随机原则随机原则”“随机原则随机原则”“随便原则随便原则”：随机：有严格的科学定义，可用概率来描述；随机：有严格的科学定义，可用概率来描述；随便：带有人为主观的因素。随便：带有人为主观的因素。“概率抽样概率抽样”“等概率抽样等概率抽样”如：在企业中，各个股东在投票决策某项提案时，如：在企业中，各个股东在投票决策某项提案时，手中选票的影响力是不等的；手中选票的影响力是不等的；概率抽样常用的方法有概率抽样常用的方法有：简单随机抽样；分层简单随机抽样；分层抽样；整群抽样；系统抽样；多阶段抽样抽样；

7、整群抽样；系统抽样；多阶段抽样与与与与2012年年8月月25日日 1.简单随机抽样简单随机抽样（simple random sampling）（1）定义：）定义：是从总体是从总体N个单位中随机地抽取个单位中随机地抽取n个单位作为个单位作为样本的抽样方法。每个单位被抽中的概率是相等的，属于样本的抽样方法。每个单位被抽中的概率是相等的，属于“等概率抽样等概率抽样”。（2）最基本最基本的抽样方法，是其它抽样方法的的抽样方法，是其它抽样方法的基础基础，适用于总体较小时适用于总体较小时使用。使用。（3）特点：）特点：优点：优点：简单、直观简单、直观，在抽样框完整时，可直接从中抽取，在抽样框完整时，可直接

8、从中抽取样本；用样本统计量对目标量进行估计比较方便。样本；用样本统计量对目标量进行估计比较方便。局限性：局限性：当当N很大时很大时，不易构造抽样框；抽出的单位很，不易构造抽样框；抽出的单位很分散，给实施调查增加了困难；没有利用其它辅助信息以分散，给实施调查增加了困难；没有利用其它辅助信息以提高估计的效率。提高估计的效率。2012年年8月月25日日（4）具体操作：）具体操作：“抽签法抽签法”“随机数表法随机数表法”：表中每个表格一个数字，：表中每个表格一个数字，均为均为“09”中随机抽取一个数字随机而成。中随机抽取一个数字随机而成。“随机数表随机数表”（5）例题：从班上）例题：从班上50个同学中

9、抽取个同学中抽取10个同学参加个同学参加某项活动，采用某项活动，采用“随机数表法随机数表法”进行抽样。进行抽样。2012年年8月月25日日 2.分层抽样（分层抽样（stratified sampling）、）、在上面的例题中，在上面的例题中，“从班上从班上50个同学中抽取个同学中抽取10个同学个同学参加某项活动参加某项活动”，若班男生，若班男生30人，女生人，女生20人，按照性别之人，按照性别之比，在抽取的比，在抽取的10个同学中，应该男生个同学中，应该男生6人，女生人，女生4人，如此人，如此才能保证男女生性别上的公平。但在实际操作中，采用简才能保证男女生性别上的公平。但在实际操作中，采用简单

10、随机抽样进行抽样，得到的样本，男女生之比会出现偏单随机抽样进行抽样，得到的样本，男女生之比会出现偏离离3：2的情况，即会出现性别上不公平的现象，因此我们的情况，即会出现性别上不公平的现象，因此我们需要对简单随机抽样进行改进，得到分层抽样。需要对简单随机抽样进行改进，得到分层抽样。（1）定义：）定义：先先将抽样单位按某种特征或某种规则将抽样单位按某种特征或某种规则划划分为不同的层分为不同的层，再再从不同的层中独立、随机地从不同的层中独立、随机地抽抽取样本取样本。2012年年8月月25日日（2）优点）优点是对简单随机抽样的改进，保证样本的结构与总是对简单随机抽样的改进，保证样本的结构与总体的结构比

11、较相近，从而提高估计的精度；体的结构比较相近，从而提高估计的精度；组织实施调查方便；组织实施调查方便；既可以对总体参数进行估计，也可以对各层的目既可以对总体参数进行估计，也可以对各层的目标量进行估计标量进行估计（3）应用例题：在校运会上，将教师分为青年教师）应用例题：在校运会上，将教师分为青年教师组和老年教师组，分开进行比赛，如此可以保证组和老年教师组，分开进行比赛，如此可以保证青年教师和老年教师获奖方面的公平。青年教师和老年教师获奖方面的公平。2012年年8月月25日日 3.整群抽样（整群抽样（cluster sampling）简单随机抽样在使用时有个限制，即适用于总体比较简单随机抽样在使用

12、时有个限制，即适用于总体比较小时，但现实中有时后总体很大，如某学院小时，但现实中有时后总体很大，如某学院1000学生，需学生，需从中抽取从中抽取200人参加某项集体活动，若采用简单随机抽样，人参加某项集体活动，若采用简单随机抽样，无论是使用抽签法还是随机数表法，抽取样本都会要很长无论是使用抽签法还是随机数表法，抽取样本都会要很长时间或工作量大，因此我们需要对此进行改进，得到了总时间或工作量大，因此我们需要对此进行改进，得到了总体较大时的整群抽样。体较大时的整群抽样。（1）定义：先将总体中若干个单位合并为组（群），）定义：先将总体中若干个单位合并为组（群），抽样时抽样时直接抽取群直接抽取群，然后

13、对中选，然后对中选群中的所有单位群中的所有单位全部实施调查全部实施调查。2012年年8月月25日日（2）特点）特点是对简单随机抽样的改进，是对简单随机抽样的改进，适用于总体较大时适用于总体较大时的抽样。抽的抽样。抽样时只需群的抽样框，可简化工作量；样时只需群的抽样框，可简化工作量；调查的地点相对集中，节省调查费用，方便调查的实施；调查的地点相对集中，节省调查费用，方便调查的实施；缺点是估计的精度较差缺点是估计的精度较差（3）应用例题：）应用例题：以上问题的解决，如可以将以上问题的解决，如可以将1000人分为人分为20个组，每组个组，每组50人，从人，从20个组中简单随机抽取个组中简单随机抽取4

14、个组即可。个组即可。在许多国家中，选民要从中许多政客中选取一群人来执政，采取在许多国家中，选民要从中许多政客中选取一群人来执政，采取的方法就是整群抽样，这些政客各自根据自己的执政理念，成立不同的方法就是整群抽样，这些政客各自根据自己的执政理念，成立不同的政党，选民通过选中政党的头号人物（即总统）来确定哪个政党执的政党，选民通过选中政党的头号人物（即总统）来确定哪个政党执政。政。2012年年8月月25日日 4.系统抽样（系统抽样（systematic sampling）从班上从班上50个同学中抽取个同学中抽取10个同学参加某项活动，按照个同学参加某项活动，按照不同学生的学号来看，不同学生的学号来

15、看，15号同学应该有一个同学被选中，号同学应该有一个同学被选中，610号同学应该有一个同学被选中，号同学应该有一个同学被选中，4650号同学号同学应该有一个同学被选中，如此才能保证不同学号的同学在应该有一个同学被选中，如此才能保证不同学号的同学在学号抽样上是公平的。但在实际中，采用简单随机抽样来学号抽样上是公平的。但在实际中，采用简单随机抽样来抽取样本，有时会出现被抽中同学的学号集中在某一段的抽取样本，有时会出现被抽中同学的学号集中在某一段的情况，如此一来，造成了不公平，为解决此问题，我们对情况，如此一来，造成了不公平，为解决此问题，我们对简单随机抽样进行了改进，得到了系统抽样。简单随机抽样进

16、行了改进，得到了系统抽样。（1）定义：将总体中的所有单位（抽样单位）按一定顺序）定义：将总体中的所有单位（抽样单位）按一定顺序排列，在规定的范围内随机地抽取一个单位作为初始单位，排列，在规定的范围内随机地抽取一个单位作为初始单位，然后按事先规定好的规则确定其它样本单位。然后按事先规定好的规则确定其它样本单位。2012年年8月月25日日 具体操作：将总体编号具体操作：将总体编号1N，用总体量，用总体量N除以样本量除以样本量n，得间隔数，得间隔数k；从第一组数字；从第一组数字1到到k之间随机抽取之间随机抽取一个数字一个数字r作为初始单位，以后依次取作为初始单位，以后依次取r+k，r+2k，r+(n

17、-1)k等单位。等单位。（2）特点：）特点：是对简单随机抽样的改进，样本均匀的分布在总是对简单随机抽样的改进，样本均匀的分布在总体中；体中；优点：操作简便，可提高估计的精度；优点：操作简便，可提高估计的精度；缺点：对估计量方差的估计比较困难。缺点：对估计量方差的估计比较困难。2012年年8月月25日日 5.多阶段抽样（多阶段抽样（multi-stage sampling）（1）定义：）定义：先抽取群，但并不是调查群内的所有单位，而是先抽取群，但并不是调查群内的所有单位，而是再进行一步抽样，从选中的群中抽取出若干个单位进行调查。再进行一步抽样，从选中的群中抽取出若干个单位进行调查。群是初级抽样单

18、位，第二阶段抽取的是最终抽样单位。将该群是初级抽样单位，第二阶段抽取的是最终抽样单位。将该方法推广，使抽样的段数增多，就称为多阶段抽样。方法推广，使抽样的段数增多，就称为多阶段抽样。（2）具有整群抽样的优点，保证样本相对集中，节约调查）具有整群抽样的优点，保证样本相对集中，节约调查费用；费用；（3）需要包含所有低阶段抽样单位的抽样框；同时由于实）需要包含所有低阶段抽样单位的抽样框；同时由于实行了再抽样，使调查单位在更广泛的范围内展开；行了再抽样，使调查单位在更广泛的范围内展开；（4）在大规模的抽样调查中，经常被采用的方法。）在大规模的抽样调查中，经常被采用的方法。2012年年8月月25日日 二

19、二.非概率抽样非概率抽样（non-probability sampling）（1）是相对于概率抽样而言的；）是相对于概率抽样而言的；（2）抽取样本时）抽取样本时不是依据随机原则不是依据随机原则，而是根，而是根据研究目的对数据的要求，采用某种方式据研究目的对数据的要求，采用某种方式从总体中抽出部分单位对其实施调查；从总体中抽出部分单位对其实施调查；（3）有）有方便抽样、判断抽样、自愿样本、滚方便抽样、判断抽样、自愿样本、滚雪球抽样、配额抽样雪球抽样、配额抽样等方式。等方式。2012年年8月月25日日 1.方便抽样方便抽样（1）定义：调查过程中由调查员依据方便的原则，）定义：调查过程中由调查员依据

20、方便的原则，自行确定入抽样本的单位。自行确定入抽样本的单位。（2）应用：常用于调查员在街头、公园、商店等公）应用：常用于调查员在街头、公园、商店等公共场所进行拦截调查，厂家在出售产品柜台前对共场所进行拦截调查，厂家在出售产品柜台前对路过顾客进行的调查；路过顾客进行的调查；（3）特点：）特点：优点：容易实施，调查的成本低；优点：容易实施，调查的成本低；缺点：样本单位的确定带有随意性，样本无法代缺点：样本单位的确定带有随意性，样本无法代表有明确定义的总体，调查结果不宜推断总体。表有明确定义的总体，调查结果不宜推断总体。2012年年8月月25日日 2.判断抽样判断抽样（1）定义：研究人员根据经验、判

21、断和对研究对象）定义：研究人员根据经验、判断和对研究对象的了解，有目的选择一些单位作为样本。的了解，有目的选择一些单位作为样本。（2）特点：）特点：判断抽样是主观的，样本选择的好坏取决于调研判断抽样是主观的，样本选择的好坏取决于调研者的判断、经验、专业程度和创造性；者的判断、经验、专业程度和创造性；抽样成本比较低，容易操作抽样成本比较低，容易操作样本是人为确定的，没有依据随机的原则，调查样本是人为确定的，没有依据随机的原则，调查结果不能用于对推断总体结果不能用于对推断总体2012年年8月月25日日 3.自愿样本自愿样本（1）定义：被调查者自愿参加，成为样本中的一分）定义：被调查者自愿参加，成为

22、样本中的一分子，向调查人员提供有关信息。如，参与报刊上子，向调查人员提供有关信息。如，参与报刊上和互联网上刊登的调查问卷活动，向某类节目拨和互联网上刊登的调查问卷活动，向某类节目拨打热线电话等，都属于自愿样本。打热线电话等，都属于自愿样本。（2）特点：）特点：自愿样本与抽样的随机性无关；自愿样本与抽样的随机性无关；样本是有偏的；样本是有偏的；不能依据样本的信息推断总体。不能依据样本的信息推断总体。2012年年8月月25日日 4.滚雪球抽样滚雪球抽样（1）定义：先选择一组调查单位，对其实施调查之）定义：先选择一组调查单位，对其实施调查之后，再请他们提供另外一些属于研究总体的调查后，再请他们提供另

23、外一些属于研究总体的调查对象，调查人员根据所提供的线索，进行此后的对象，调查人员根据所提供的线索，进行此后的调查。这个过程持续下去，就会形成滚雪球效应。调查。这个过程持续下去，就会形成滚雪球效应。（2）特点：）特点：适合于对稀少群体和特定群体研究；适合于对稀少群体和特定群体研究；优点：容易找到那些属于特定群体的被调查者，优点：容易找到那些属于特定群体的被调查者，调查的成本也比较低。调查的成本也比较低。2012年年8月月25日日 5.配额抽样配额抽样（1）定义：先将体中的所有单位按一定的标志（变）定义：先将体中的所有单位按一定的标志（变量）分为若干类，然后在每个类中采用方便抽样量）分为若干类，然

24、后在每个类中采用方便抽样或判断抽样的方式选取样本单位。或判断抽样的方式选取样本单位。（2）特点：）特点：操作简单，可以保证总体中不同类别的单位都能操作简单，可以保证总体中不同类别的单位都能包括在所抽的样本之中，使得样本的结构和总体包括在所抽的样本之中，使得样本的结构和总体的结构类似；的结构类似；抽取具体样本单位时，不是依据随机原则，属于抽取具体样本单位时，不是依据随机原则，属于非概率抽样。非概率抽样。2012年年8月月25日日 三三.概率抽样与非概率抽样的比较概率抽样与非概率抽样的比较2012年年8月月25日日 四四.如何确定样本量如何确定样本量一般而言，总体越大，样本应该越大，在给定一般而言，总体越大，样本应该越大，在给定误差范围的情况下，常用以下公式计算样本量。误差范围的情况下，常用以下公式计算样本量。（2为总体方差，为总体方差，E为误差范围，为误差范围，为总体比例）为总体比例）l估计总体均值时估计总体均值时l估计总体比例时估计总体比例时2012年年8月月25日日 l实际中，如果总体过大或总体信息不充分时，实际中，如果总体过大或总体信息不充分时，往往也可以用以下经验结果确定样本量。往往也可以用以下经验结果确定样本量。2012年年8月月25日日