一篇概全:非參數檢驗思路總結

2020-11-29 SPSSAU
非參數檢驗

1. 何時使用非參數檢驗

或許你還沒有理解什麼是參數檢驗、非參數檢驗,但一定曾在無意之中使用過它們。如我們常用的方差分析、T檢驗,都屬於參數檢驗。

你可能聽說過,當在使用方差分析時,需要在分析前對數據的正態性和方差齊性進行判斷,如果服從正態性、方差齊性,才可以使用方差分析。反之,如果沒有滿足這些假設條件,則考慮使用非參數檢驗。

參數檢驗,就是假定數據服從某種分布,通過樣本信息對總體參數進行檢驗。因而在分析前,先要檢驗數據是否符合該類型的分布,如果數據無法滿足檢驗假設的情況不符合分布情況,則可以考慮選擇使用非參數檢驗。

2. 非參數檢驗和參數檢驗的對比

① 適用範圍:

非參數檢驗用作參數檢驗的替代方法,當數據不滿足正態性時,將使用非參數檢驗。因此,關鍵是要弄清楚是否具有正態分布。如果數據大致呈現"鍾型"分布,則可以使用參數檢驗。

② 檢驗效能:

如果數據滿足參數分布,應該優先選擇參數檢驗方法。願因在於參數檢驗的檢驗效能要高於非參數檢驗。尤其是在樣本數較大的情況下,參數檢驗結果較為穩健,所以即使不服從正態分布,也會選擇參數檢驗。

③ 對比指標:

參數檢驗一般用平均值反映數據的集中趨勢;但由於數據不正態或受到極端異常值影響,在非參數檢驗中如果再使用平均值描述顯然不太準確(比如常被吐槽的人均收入),此時中位數是更好的選擇。

參數檢驗

參數檢驗用平均值及標準差描述樣本分布請況。

非參數檢驗

非參數檢驗結果中使用的是中位數描述差異。

④ 圖形展示

除了使用以上指標進行分析,還可以通過圖形直觀展示數據情況。參數檢驗常用圖形有:折線圖、條形圖等,非參數檢驗可以使用箱線圖查看。

折線圖
箱線圖

3. 非參數檢驗的類型

凡是在分析過程中不涉及總體分布參數的檢驗方法,都可以稱為「非參數檢驗」。因而,與參數檢驗一樣,非參數檢驗包括許多方法。以下是最常見的非參數檢驗及其對應的參數檢驗對應方法:

單樣本Wilcoxon檢驗

單樣本Wilcoxon檢驗是單樣本t檢驗的代替方法。該檢驗用於檢驗數據是否與某數字有明顯的區別,如對比調查對象整體態度與滿意程度之間的差異。

SPSSAU-單樣本Wilcoxon檢驗

Mann-Whitney檢驗

Mann-Whitney檢驗是獨立樣本t檢驗的非參數版本。該檢驗主要處理包含等級數據的兩個獨立樣本,SPSSAU中稱為非參數檢驗。

SPSSAU-非參數檢驗

Kruskal-Wallis檢驗

Kruskal-Wallis檢驗是單因素方差分析的非參數替代方法。Kruskal-Wallis檢驗用於比較兩個以上獨立組的等級數據。

在SPSSAU中,與Mann-Whitney檢驗統稱為「非參數檢驗」,分析時SPSSAU會根據自變量組別數,自動選擇使用Kruskal-Wallis檢驗或Mann-Whitney檢驗。

SPSSAU-非參數檢驗

配對Wilcoxon檢驗

Wilcoxon符號秩檢驗是配對樣本t檢驗的非參數對應方法。該檢驗將兩個相關樣本與等級數據進行比較。

SPSSAU-配對樣本Wilcoxon檢驗

4. SPSSAU操作

案例:分析不同性別學生,學習成績是否存在差異?

正態性檢驗

正態圖

根據正態圖顯示,數據不服從正態分布,因而考慮使用非參數檢驗進行分析。

操作步驟

左側方法欄點擊【通用方法】→【非參數檢驗】;將用於分組的自變量X放入【X(定類)】框;因變量放入【Y(定量)】框;點擊開始非參數檢驗分析。

SPSSAU-非參數檢驗

結果分析

非參數檢驗分析步驟與參數檢驗步驟基本一致,建議參考SPSSAU輸出結果中的「分析建議」及「智能分析」即可。

SPSSAU分析建議
SPSSAU智能分析

5. 兩兩比較

如果涉及2組以上的數據,當結果呈現出顯著差異時,要進一步對比兩兩組別,可以在分析前勾選「Nemenyi兩兩比較」。

6. 總結

以上就是非參數檢驗的流程梳理,事實上在大部分研究中,如果可以使用參數檢驗,即使不滿足正態分布,也優先選擇參數檢驗,尤其是在樣本量較大的情況下。

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