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主成分分析法的计算步骤

主成分分析法的计算步骤
主成分分析法的计算步骤

主成分分析法的计算步骤

1、原始指标数据的标准化采集p 维随机向量x = (x1,X2,...,X p)T)n 个样品x i = (x i1,x i2,...,x ip)T,i=1,2,…,n,

n>p,构造样本阵,对样本阵元进行如下标准化变换:

其中,得标准化阵Z。

2、对标准化阵Z 求相关系数矩阵

其中,。

3、解样本相关矩阵R 的特征方程得p 个特征根,确定主成分

按确定m 值,使信息的利用率达85%以上,对每个λj, j=1,2,...,m, 解方程组Rb= λj b得单位特征向量。

4、将标准化后的指标变量转换为主成分

U1称为第一主成分,U2称为第二主成分,…,U p称为第p 主成分。

5 、对m 个主成分进行综合评价

对m 个主成分进行加权求和,即得最终评价值,权数为每个主成分的方差贡献率。

层次分析法步骤介绍

层次分析法整个计算过程包括以下五个部分。 (1)建立递阶层次结构 应用AHP解决实际问题,首先明确目标;接下来分析影响目标决策的各个因素,并将它们之间的关系条理化、层次化;最后,用线将各个层次、各个因素间的关系连接起来就构成了递阶层次结构。[25] 通常,递阶层次结构包括以下三个基本层次: 1.目标层:通过分析,明确目标就是什么,将其作为最高层的元素,必须就是唯一的, 如:选择最合适的供应商 2.准则层:即中间层,元素包含所有可能影响目标实现的准则,且会随着问题的复杂 程度增多。这时,需要详细分析各准则元素间的相互关系(就是同级关系还就是隶属关系)。如果就是隶属关系,则需要构建子准则层甚至更下一层准则。 3.措施层:即方案层。分析解决问题的方案有哪些,并将其作为最底层因素。 (2)构造判断矩阵并赋值 1.构造判断矩阵:将每一个具有向下隶属关系的元素作为判断矩阵的第一个元素(位 于左上角),隶属于它的各个元素依次排列在其后的第一行与第一列。 2.填写判断矩阵:最常用的方法就是咨询专家,将两个元素两两比较,按照重要性程 度表赋值(见下表)。 表3 重要性标度含义表 设填写后的判断矩阵为A=(a ij)n×n,判断矩阵具有如下三个性质: 1.a ii=1 2.a ji=1/a ij 3.a ij>0 (3)层次单排序与检验 1.层次单排序 利用数学方法将专家填写后的判断矩阵进行层次排序。层次单排序就是将每一个因素对于其准则的重要性进行排序,实际就就是计算权向量。计算权向量有特征根法、与法等,以下详细介绍特征根法的计算方法。 A.计算判断矩阵每一行元素的乘积

∏==n j ij i a M 1 (3、2) 式中: M i 第i 行各元素的乘积 a ij 第i 个元素与第j 个元素的关系比值

PCA主成分分析计算步骤

主成分分析( Principal Component Analysis , PCA )是一种掌握事物主要矛盾的统计分析方法,它可以从多元事物中解析出主要影响因素,揭示事物的本质,简化复杂的问题。计算主成分的目的是将高维数据投影到较低维空间。给定 n 个变量的 m 个观察值,形成一个 n*m 的数据矩阵, n 通常比较大。对于一个由多个变量描述的复杂事物,人们难以认识,那么是否可以抓住事物主要方面进行重点分析呢?如果事物的主要方面刚好体现在几个主要变量上,我们只需要将这几个变量分离出来,进行详细分析。但是,在一般情况下,并不能直接找出这样的关键变量。这时我们可以用原有变量的线性组合来表示事物的主要方面, PCA 就是这样一种分析方法。 PCA 的目标是寻找 r ( r

层次分析法的基本步骤和要点

层次分析法的基本步骤和要点 结合一个具体例子,说明层次分析法的基本步骤和要点。 【案例分析】市政工程项目建设决策:层次分析法问题提出 市政部门管理人员需要对修建一项市政工程项目进行决策,可选择的方案是修建通往旅游区的高速路(简称建高速路)或修建城区地铁(简称建地铁)。除了考虑经济效益外,还要考虑 社会效益、环境效益等因素,即是多准则决策问题,考虑运用层次分析法解决。 1. 建立递阶层次结构 应用AHP解决实际问题,首先明确要分析决策的问题,并把它条理化、层次化,理出递阶层次结构。 AHP要求的递阶层次结构一般由以下三个层次组成: 目标层(最高层):指问题的预定目标;准则层(中间层):指影响目标实现的准则;措施层(最低 层):指促使目标实现的措施; 通过对复杂问题的分析,首先明确决策的目标,将该目标作为目标层(最高层)的元素, 这个目标要求是唯一的,即目标层只有一个元素。 然后找出影响目标实现的准则,作为目标层下的准则层因素,在复杂问题中,影响目标 实现的准则可能有很多,这时要详细分析各准则因素间的相互关系,即有些是主要的准则,有些是隶属于主要准则的次准则,然后根据这些关系将准则元素分成不同的层次和组,不同层次元素间一般存在隶属关系,即上一层元素由下一层元素构成并对下一层元素起支配作用,同一层元素形成若干组,同组元素性质相近,一般隶属于同一个上一层元素(受上一层元素支配)不同组元素性质不同,一般隶属于不同的上一层元素。 在关系复杂的递阶层次结构中,有时组的关系不明显,即上一层的若干元素同时对下一层的若干元素起支配作用,形成相互交叉的层次关系,但无论怎样,上下层的隶属关系应该是明显的。 最后分析为了解决决策问题(实现决策目标)、在上述准则下,有哪些最终解决方案(措 施),并将它们作为措施层因素,放在递阶层次结构的最下面(最低层)。 明确各个层次的因素及其位置,并将它们之间的关系用连线连接起来,就构成了递阶层次结构。 【案例分析】市政工程项目进行决策:建立递阶层次结构 在市政工程项目决策问题中,市政管理人员希望通过选择不同的市政工程项目,使综合 效益最高,即决策目标是“合理建设市政工程,使综合效益最高”。 为了实现这一目标,需要考虑的主要_______________________________________________________________ 但问题绝不这么简单。通过深入思考,决策人员认为还必须考虑直接经济效益、间接经济效益、 方便日常出行、方便假日出行、减少环境污染、改善城市面貌等因素(准则),从相互关系上分析,这些因素隶属于主要准则,因此放在下一层次考虑,并且分属于不同准则。 假设本问题只考虑这些准则,接下来需要明确为了实现决策目标、在上述准则下可以有 哪些方案。根据题中所述,本问题有两个解决方案,即建高速路或建地铁,这两个因素作为措施层元素放在递阶层次结构的最下层。很明显,这两个方案于所有准则都相关。

因素分析法

因素分析法(Factor Analysis Approach),又称指数因素分析法,是利用统计指数体系分析现象总变动中各个因素影响程度的一种统计分析方法,包括连环替代法、差额分析法、指标分解法、定基替代法。因素分析法是现代统计学中一种重要而实用的方法,它是多元统计分析的一个分支。使用这种方法能够使研究者把一组反映事物性质、状态、特点等的变量简化为少数几个能够反映出事物内在联系的、固有的、决定事物本质特征的因素。 因素分析法的最大功用,就是运用数学方法对可观测的事物在发展中所表现出的外部特征和联系进行由表及里、由此及彼、去粗取精、去伪存真的处理,从而得出客观事物普遍本质的概括。其次,使用因素分析法可以使复杂的研究课题大为简化,并保持其基本的信息量。 2应用编辑 是通过分析期货商品的供求状况及其影响因素,来解释和预测期货价格变化趋势的方法。期货交易是以现货交易为基础的。期货价格与现货价格之间有着十分紧密的联系。商品供求状况及影响其供求的众多因素对现货市场商品价格产生重要影响,因而也必然会对期货价格重要影响。所以,通过分析商品供求状况及其影响因素的变化,可以帮助期货交易者预测和把握商品期货价格变化的基本趋势。在现实市场中,期货价格不仅受商品供求状况的影响,而且还受其他许多非供求因素的影响。这些非供求因素包括:金融货币因素,政治因素、政策因素、投机因素、心理预期等。因此,期货价格走势基本因素分析需要综合地考虑这些因素的影响。 商品供求状况对商品期货价格具有重要的影响。基本因素分析法主要分析的就是供求关系。商品供求状况的变化与价格的变动是互相影响、互相制约的。商品价格与供给成反比,供给增加,价格下降;供给减少,价格上升。商品价格与需求成正比,需求增加,价格上升;需求减少,价格下降。在其他因素不变的条件下,供给和需求的任何变化,都可能影响商品价格变化,一方面,商品价格的变化受供给和需求变动的影响;另一方面,商品价格的变化又反过来对供给和需求产生影响:价格上升,供给增加,需求减少;价格下降,供给减少,需求增加。这种供求与价格互相影响、互为因果的关系,使商品供求分析更加复杂化,即不仅要考虑供求变动对价格的影响,还要考虑价格变化对供求的反作用。 连环替代法 它是将分析指标分解为各个可以计量的因素,并根据各个因素之间的依存关系,顺次用各因素的比较值(通常即实际值)替代基准值(通常为标准值或计划值),据以测定各因素对分析指标的影响。 例如,设某一分析指标M是由相互联系的A、B、C三个因素相乘得到,报告期(实际)指标和基期(计划)指标为: 报告期(实际)指标M1=A1 * B1 * C1 基期(计划)指标 M0=A0 * B0 * C0 在测定各因素变动指标对指标R影响程度时可按顺序进行: 基期(计划)指标M0=A0 * B0 * C0 (1)

主成分分析法的原理应用及计算步骤..

一、概述 在处理信息时,当两个变量之间有一定相关关系时,可以解释为这两个变量反映此课题的信息有一定的重叠,例如,高校科研状况评价中的立项课题数与项目经费、经费支出等之间会存在较高的相关性;学生综合评价研究中的专业基础课成绩与专业课成绩、获奖学金次数等之间也会存在较高的相关性。而变量之间信息的高度重叠和高度相关会给统计方法的应用带来许多障碍。 为了解决这些问题,最简单和最直接的解决方案是削减变量的个数,但这必然又会导致信息丢失和信息不完整等问题的产生。为此,人们希望探索一种更为有效的解决方法,它既能大大减少参与数据建模的变量个数,同时也不会造成信息的大量丢失。主成分分析正式这样一种能够有效降低变量维数,并已得到广泛应用的分析方法。 主成分分析以最少的信息丢失为前提,将众多的原有变量综合成较少几个综合指标,通常综合指标(主成分)有以下几个特点: ↓主成分个数远远少于原有变量的个数 原有变量综合成少数几个因子之后,因子将可以替代原有变量参与数据建模,这将大大减少分析过程中的计算工作量。 ↓主成分能够反映原有变量的绝大部分信息 因子并不是原有变量的简单取舍,而是原有变量重组后的结果,因此不会造成原有变量信息的大量丢失,并能够代表原有变量的绝大部分信息。 ↓主成分之间应该互不相关 通过主成分分析得出的新的综合指标(主成分)之间互不相关,因子参与数据建模能够有效地解决变量信息重叠、多重共线性等给分析应用带来的诸多问题。 ↓主成分具有命名解释性 总之,主成分分析法是研究如何以最少的信息丢失将众多原有变量浓缩成少数几个因子,如何使因子具有一定的命名解释性的多元统计分析方法。 二、基本原理 主成分分析是数学上对数据降维的一种方法。其基本思想是设法将原来众多的具有一定相关性的指标X1,X2,…,XP (比如p 个指标),重新组合成一组较少个数的互不相关的综合指标Fm 来代替原来指标。那么综合指标应该如何去提取,使其既能最大程度的反映原变量Xp 所代表的信息,又能保证新指标之间保持相互无关(信息不重叠)。 设F1表示原变量的第一个线性组合所形成的主成分指标,即 11112121...p p F a X a X a X =+++,由数学知识可知,每一个主成分所提取的信息量可 用其方差来度量,其方差Var(F1)越大,表示F1包含的信息越多。常常希望第一主成分F1所含的信息量最大,因此在所有的线性组合中选取的F1应该是X1,X2,…,XP 的所有线性组合中方差最大的,故称F1为第一主成分。如果第一主成分不足以代表原来p 个指标的信息,再考虑选取第二个主成分指标F2,为有效地反映原信息,F1已有的信息就不需要再出现在F2中,即F2与F1要保持独立、不相关,用数学语言表达就是其协方差Cov(F1, F2)=0,所以F2是与F1不

层次分析法步骤.doc

层次分析法实例与步骤 结合一个具体例子,说明层次分析法的基本步骤和要点。 【案例分析】市政工程项目建设决策:层次分析法问题提出 市政部门管理人员需要对修建一项市政工程项目进行决策,可选择的方案是修建通往旅游区的高速路(简称建高速路)或修建城区地铁(简称建地铁)。除了考虑经济效益外,还要考虑社会效益、环境效益等因素,即是多准则决策问题,考虑运用层次分析法解决。 1. 建立递阶层次结构 应用AHP解决实际问题,首先明确要分析决策的问题,并把它条理化、层次化,理出递阶层次结构。 AHP要求的递阶层次结构一般由以下三个层次组成: ●目标层(最高层):指问题的预定目标; ●准则层(中间层):指影响目标实现的准则; ●措施层(最低层):指促使目标实现的措施; 通过对复杂问题的分析,首先明确决策的目标,将该目标作为目标层(最高层)的元素,这个目标要求是唯一的,即目标层只有一个元素。 然后找出影响目标实现的准则,作为目标层下的准则层因素,在复杂问题中,影响目标实现的准则可能有很多,这时要详细分析各准则因素间的相互关系,即有些是主要的准则,有些是隶属于主要准则的次准则,然后根据这些关系将准则元素分成不同的层次和组,不同层次元素间一般存在隶属关系,即上一层元素由下一层元素构成并对下一层元素起支配作用,同一层元素形成若干组,同组元素性质相近,一般隶属于同一个上一层元素(受上一层元素支配),不同组元素性质不同,一般隶属于不同的上一层元素。 在关系复杂的递阶层次结构中,有时组的关系不明显,即上一层的若干元素同时对下一层的若干元素起支配作用,形成相互交叉的层次关系,但无论怎样,上下层的隶属关系应该是明显的。 最后分析为了解决决策问题(实现决策目标)、在上述准则下,有哪些最终解决方案(措施),并将它们作为措施层因素,放在递阶层次结构的最下面(最低层)。 明确各个层次的因素及其位置,并将它们之间的关系用连线连接起来,就构成了递阶层次结构。 【案例分析】市政工程项目进行决策:建立递阶层次结构 在市政工程项目决策问题中,市政管理人员希望通过选择不同的市政工程项目,使综合效益最高,即决策目标是“合理建设市政工程,使综合效益最高”。 为了实现这一目标,需要考虑的主要准则有三个,即经济效益、社会效益和环境效益。但问题绝不这么简单。通过深入思考,决策人员认为还必须考虑直接经济效益、间接经济效益、方便日常出行、方便假日出行、减少环境污染、改善城市面貌等因素(准则),从相互关系上分析,这些因素隶属于主要准则,因此放在下一层次考虑,并且分属于不同准则。 假设本问题只考虑这些准则,接下来需要明确为了实现决策目标、在上述准则下可以有哪些方案。根据题中所述,本问题有两个解决方案,即建高速路或建地铁,这两个因素作为措

主成分分析的计算步骤

主成分分析的计算步骤 样本观测数据矩阵为: ??????? ??=np n n p p x x x x x x x x x X 21 2222111211 第一步:对原始数据进行标准化处理 )var(*j j ij ij x x x x -= ),,2,1;,,2,1(p j n i == 其中 ∑==n i ij j x n x 1 1 21 )(11)var(j n i ij j x x n x --=∑= ),,2,1(p j = 第二步:计算样本相关系数矩阵 ?????? ????????=pp p p p p r r r r r r r r r R 212222111211 为方便,假定原始数据标准化后仍用X 表示,则经标准化处理后的数据的相关系数为: tj n t ti ij x x n r ∑=-=1 11 ),,2,1,(p j i = 第三步:用雅克比方法求相关系数矩阵R 的特征值(p λλλ 21,)和相应的特征向量()p i a a a a ip i i i 2,1,,,21==。 第四步:选择重要的主成分,并写出主成分表达式 主成分分析可以得到p 个主成分,但是,由于各个主成分的方差是递减的,包含的信息量也是递减的,所以实际分析时,一般不是选取p 个主成分,而是根据各个主成分累计贡献率的大小选取前k 个主成分,这里贡献率就是指某个主成分的方差占全部方差的比重,

实际也就是某个特征值占全部特征值合计的比重。即 贡献率=∑=p i i i 1λ λ 贡献率越大,说明该主成分所包含的原始变量的信息越强。主成分个数k 的选取,主要根据主成分的累积贡献率来决定,即一般要求累计贡献率达到85%以上,这样才能保证综合变量能包括原始变量的绝大多数信息。 另外,在实际应用中,选择了重要的主成分后,还要注意主成分实际含义解释。主成分分析中一个很关键的问题是如何给主成分赋予新的意义,给出合理的解释。一般而言,这个解释是根据主成分表达式的系数结合定性分析来进行的。主成分是原来变量的线性组合,在这个线性组合中个变量的系数有大有小,有正有负,有的大小相当,因而不能简单地认为这个主成分是某个原变量的属性的作用,线性组合中各变量系数的绝对值大者表明该主成分主要综合了绝对值大的变量,有几个变量系数大小相当时,应认为这一主成分是这几个变量的总和,这几个变量综合在一起应赋予怎样的实际意义,这要结合具体实际问题和专业,给出恰当的解释,进而才能达到深刻分析的目的。 第五步:计算主成分得分 根据标准化的原始数据,按照各个样品,分别代入主成分表达式,就可以得到各主成分下的各个样品的新数据,即为主成分得分。具体形式可如下。 ?????? ? ??nk n n k k F F F F F F F F F 212222111211 第六步:依据主成分得分的数据,则可以进行进一步的统计分析 其中,常见的应用有主成份回归,变量子集合的选择,综合评价等。

主成分分析计算方法和步骤

主成分分析计算方法和步骤: 在对某一事物或现象进行实证研究时,为了充分反映被研究对象个体之间的差异, 研究者往往要考虑增加测量指标,这样就会增加研究问题的负载程度。但由于各指标都是对同一问题的反映,会造成信息的重叠,引起变量之间的共线性,因此,在多指标的数据分析中,如何压缩指标个数、压缩后的指标能否充分反映个体之间的差异,成为研究者关心的问题。而主成分分析法可以很好地解决这一问题。 主成分分析的应用目的可以简单地归结为: 数据的压缩、数据的解释。它常被用来寻找和判断某种事物或现象的综合指标,并且对综合指标所包含的信息给予适当的解释, 从而更加深刻地揭示事物的内在规律。 主成分分析的基本步骤分为: ①对原始指标进行标准化,以消除变量在数量极或量纲上的影响;②根据标准化后的数据矩阵求出相关系数矩阵 R; ③求出 R 矩阵的特征根和特征向量; ④确定主成分,结合专业知识对各主成分所蕴含的信息给予适当的解释;⑤合成主成分,得到综合评价值。 结合数据进行分析 本题分析的是全国各个省市高校绩效评价,利用全国2014年的相关统计数据(见附录),从相关的指标数据我们无法直接评价我国各省市的高等教育绩效,而通过表5-6的相关系数矩阵,可以看到许多的变量之间的相关性很高。如:招生人数与教职工人数之间具有较强的相关性,教育投入经费和招生人数也具有较强的相关性,教工人数与本科院校数之间的相关系数最高,到达了0.963,而各组成成分之间的相关性都很高,这也充分说明了主成分分析的必要性。 表5-6 相关系数矩阵 本科院校 数招生人数教育经费投入 相关性师生比0.279 0.329 0.252 重点高校数0.345 0.204 0.310 教工人数0.963 0.954 0.896 本科院校数 1.000 0.938 0.881 招生人数0.938 1.000 0.893 教育经费投 0.881 0.893 1.000 入

spss进行主成分分析的步骤图文)

主成分分析の操作过程 原始数据如下(部分) 调用因子分析模块(Analyze―Dimension Reduction―Factor),将需要参与分析の各个原始变量放入变量框,如下图所示: 单击Descriptives按钮,打开Descriptives次对话框,勾选KMO and Bartlett’s test of sphericity选项(Initial solution选项为系统默认勾选の,保持默认即可),如下图所示,然後点击Continue按钮,回到主对话框: 其他の次对话框都保持不变(此时在Extract次对话框中,SPSS已经默认将提取公因子の方法设置为主成分分析法),在主对话框中点OK按钮,执行因子分析,得到の主要结果如下面几张表。 ①KMO和Bartlett球形检验结果: KMO为0.635>0.6,说明数据适合做因子分析;Bartlett球形检验の显着性P值为0.000<0.05,亦说明数据适合做因子分析。 ②公因子方差表,其展示了变量の共同度,Extraction下面各个共同度の值都大於0.5,说明提取の主成分对於原始变量の解释程度比较高。本表在主成分分析中用处不大,此处列出来仅供参考。 ③总方差分解表如下表。由下表可以看出,提取了特征值大於1の两个主成分,两个主成分の方差贡献率分别是55.449%和29.771%,累积方差贡献率是85.220%;两个特征值分别是3.327和1.786。 ④因子截荷矩阵如下: 根据数理统计の相关知识,主成分分析の变换矩阵亦即主成分载荷矩阵U与因子载荷矩阵A以及特征值λの数学关系如下面这个公式: 故可以由这二者通过计算变量来求得主成分载荷矩阵U。 新建一个SPSS数据文件,将因子载荷矩阵中の各个载荷值复制进去,如下图所示: 计算变量(Transform-Compute Variables)の公式分别如下二张图所示: 计算变量得到の两个特征向量U1和U2如下图所示(U1和U2合起来就是主成分载荷矩阵): 所以可以得到两个主成分Y1和Y2の表达式如下:

层次分析法的计算步骤

层次分析法的计算步骤

8.3.2 层次分析法的计算步骤 一、建立层次结构模型 运用AHP进行系统分析,首先要将所包含的因素分组,每一组作为一个层次,把问题条理化、层次化,构造层次分析的结构模型。这些层次大体上可分为3类 1、最高层:在这一层次中只有一个元素,一般是分析问题的预定目标或理想结果,因此又称目标层; 2、中间层:这一层次包括了为实现目标所涉及的中间环节,它可由若干个层次组成,包括所需要考虑的准则,子准则,因此又称为准则层; 3、最底层:表示为实现目标可供选择的各种措施、决策、方案等,因此又称为措施层或方案层。 层次分析结构中各项称为此结构模型中的元素,这里要注意,层次之间的支配关系不一定是完全的,即可以有元素(非底层元素)并不支配下一层次的所有元素而只支配其中部分元素。这种自上而下的支配关系所形成的层次结构,我们称之为递阶层次结构。 递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及分析的详尽程度有关,一般可不受限制。为了避免由于支配的元素过多而给两两比较判断带来困难,每层次中各元素所支配的元素一般地不要超过9个,若多于9个时,可将该层次再划分为若干子层。 例如,大学毕业的选择问题,毕业生需要从收入、社会地位及发展机会方面考虑是否留校工作、读研究生、到某公司或当公务员,这些关系可以将其划分为如图8.1所示的层次结构模型。

图8.1 再如,国家综合实力比较的层次结构模型如图6 .2: 图6 .2 图中,最高层表示解决问题的目的,即应用AHP 所要达到的目标;中间层表示采用某种措施和政策来实现预定目标所涉及的中间环节,一般又分为策略层、约束层、准则层等;最低层表示解决问题的措施或政策(即方案)。 然后,用连线表明上一层因素与下一层的联系。如果某个因素与下一层所有因素均有联系,那么称这个因素与下一层存在完全层次关系。有时存在不完全层次关系,即某个因素只与下一层次的部分因素有联系。层次之间可以建立子层次。子层次从属于主层次的某个因素。它的因素与下一层次的因素有联系,但不形成独立层次,层次结构模型往往有结构模型表示。 二、构造判断矩阵 任何系统分析都以一定的信息为基础。AHP的信息基础主要是人们对每一层次各因素的相对重要性给出的判断,这些判断用数值表示出来,写成矩阵形式就是判

主成分分析、因子分析步骤

主成分分析、因子分析步骤不同 点 主成分分析因子分析 概念具有相关关系的p 个变量,经过线性 组合后成为k个不 相关的新变量将原数据中多个可能相关的变量综合成少数几个不相关的可反映原始变量的绝大多数信息的综合变量 主要目标减少变量个数,以 较少的主成分来解 释原有变量间的大 部分变异,适合于 数据简化 找寻变量间的内部相关性 及潜在的共同因素,适合做 数据结构检测 强调重点强调的是解释数据 变异的能力,以方 差为导向,使方差 达到最大 强调的是变量之间的相关 性,以协方差为导向,关心 每个变量与其他变量共同 享有部分的大小 最终结果应用形成一个或数个总 指标变量 反映变量间潜在或观察不 到的因素 变异解释程度它将所有的变量的 变异都考虑在内, 因而没有误差项 只考虑每一题与其他题目 共同享有的变异,因而有误 差项,叫独特因素

是否需要旋转主成分分析作综合 指标用, 不需要旋转 因子分析需要经过旋转才 能对因子作命名与解释 是否有假设 只是对数据作变 换,故不需要假设 因子分析对资料要求需符 合许多假设,如果假设条件 不符,则因子分析的结果将 受到质疑 因子分析 1【分析】→【降维】→【因子分析】(1)描述性统计量(Descriptives)对话框设置 KMO和Bartlett的球形度检验(检验多变量正态性和原始变量是 否适合作因子分析)。 (2)因子抽取(Extraction)对话框设置 方法:默认主成分法。主成分分析一定要选主成分法 分析:主成分分析:相关性矩阵。 输出:为旋转的因子图 抽取:默认选1. 最大收敛性迭代次数:默认25. (3)因子旋转(Rotation)对话框设置因子旋转的方法,常选择“最大方差法”。“输出”框中的“旋 转解”。 (4)因子得分(Scores)对话框设置

主成分分析操作步骤

主成分分析操作步骤 1)先在spss中录入原始数据。 2)菜单栏上执行【分析】——【降维】——【因子分析】,打开因素分析对话框,将要分析的变量都放入【变量】窗口中。

3)设计分析的统计量 点击【描述】:选中“Statistics”中的“原始分析结果”和“相关性矩阵”中的“系数”。(选中原始分析结果,SPSS自动把原始数据标准差标准化,但不显示出来;选中系数,会显示相关系数矩阵)然后点击“继续”。 点击【抽取】:“方法”里选取“主成分”;“分析”、“输出”、“抽取”均选中各自的第一个选项即可。

点击【旋转】:选取第一个选项“无”。(当因子分析的抽取方法选择主成分法时,且不进行因子旋转,则其结果即为主成分分析) 点击【得分】:选中“保存为变量”,方法中选“回归”;再选中“显示因子得分系数矩阵”。 点击【选项】:选择“按列表排除个案”。

4)结果解读 5)A. 相关系数矩阵:是6个变量两两之间的相关系数大小的方阵。通过相关系 数可以看到各个变量之间的相关,进而了解各个变量之间的关系。 相關性矩陣 食品衣着燃料住房交通和通讯娱乐教育文化相關食品 1.000 .692 .319 .760 .738 .556 衣着.692 1.000 -.081 .663 .902 .389 燃料.319 -.081 1.000 -.089 -.061 .267 住房.760 .663 -.089 1.000 .831 .387 交通和通讯.738 .902 -.061 .831 1.000 .326 娱乐教育文化.556 .389 .267 .387 .326 1.000 B. 共同度:给出了这次主成分分析从原始变量中提取的信息,可以看出交通和 通讯最多,而娱乐教育文化损失率最大。 Communalities 起始擷取 食品 1.000 .878 衣着 1.000 .825 燃料 1.000 .841 住房 1.000 .810 交通和通讯 1.000 .919 娱乐教育文化 1.000 .584 擷取方法:主體元件分析。 C. 总方差的解释:系统默认方差大于1的为主成分。如果小于1,说明这个主 因素的影响力度还不如一个基本的变量。所以只取前两个,且第一主成分的方差 为3.568,第二主成分的方差为1.288,前两个主成分累加占到总方差的80.939%。 說明的變異數總計 元件 起始特徵值擷取平方和載入 總計變異的% 累加% 總計變異的% 累加% 1 3.568 59.474 59.474 3.568 59.474 59.474 2 1.288 21.466 80.939 1.288 21.466 80.939 3 .600 10.001 90.941 4 .358 5.97 5 96.916 5 .142 2.372 99.288 6 .043 .712 100.000 擷取方法:主體元件分析。

层次分析法的详细步骤

层次分析方法 问题1 某工厂在扩大企业自主权后,厂领导正在考虑如何合理地使用企业留成的利润。在决策时需要考虑的因素主要有 (1)调动职工劳动生产积极性; (2)提高职工文化水平; (3)改善职工物质文化生活状况。 请你对这些因素的重要性进行排序,以供厂领导作参考。 分析和试探求解 这个问题涉及到多个因素的综合比较。由于不存在定量的指标,单凭个人的主观判断虽然可以比较两个因素的相对优劣,但往往很难给出一个比较客观的多因素优劣次序。为了解决这个问题,我们能不能把复杂的多因素综合比较问题转化为简单的两因素相对比较问题呢?运筹学家想出了一个好办法:首先找出所有两两比较的结果,并且把它们定量化;然后再运用适当的数学方法从所有两两相对比较的结果之中求出多因素综合比较的结果。具体操作过程如下: 1) 进行两两相对比较,并把比较的结果定量化。 首先我们把各个因素标记为B1:调动职工劳动生产积极性;B2:提高职工文化水平;B3:改善职工物质文化生活状况。根据心理学的研究,在进行定性的成对比较时,人们头脑中通常有5种明显的等级:相同、稍强、强、

明显强、绝对强。因此我们可以按照下表用1~9尺度来定量化。 假定各因素重要性之间的相对关系为:B2比B1的影响强,B3比B1的影响稍强,B2比B3的影响稍强,则两两相对比较的定量结果如下: 为了便于数学处理,我们通常把上面的结果写成如下矩阵形式,称为成对比较矩阵。 123 1 2 311/51/3 513 31/31 B B B B B B ?? ? ? ??? (1) 2) 综合排序 为了进行合理的综合排序,我们把各因素的重要性与物体的重量进行类比。设有n件物体:A1, A2, …, A n,它们的重量分别为:w1, w2, …, w n。

层次分析法的计算步骤教学提纲

层次分析法的计算步 骤

8.3.2 层次分析法的计算步骤 一、建立层次结构模型 运用AHP进行系统分析,首先要将所包含的因素分组,每一组作为一个层次,把问题条理化、层次化,构造层次分析的结构模型。这些层次大体上可分为3类 1、最高层:在这一层次中只有一个元素,一般是分析问题的预定目标或理想结果,因此又称目标层; 2、中间层:这一层次包括了为实现目标所涉及的中间环节,它可由若干个层次组成,包括所需要考虑的准则,子准则,因此又称为准则层; 3、最底层:表示为实现目标可供选择的各种措施、决策、方案等,因此又称为措施层或方案层。 层次分析结构中各项称为此结构模型中的元素,这里要注意,层次之间的支配关系不一定是完全的,即可以有元素(非底层元素)并不支配下一层次的所有元素而只支配其中部分元素。这种自上而下的支配关系所形成的层次结构,我们称之为递阶层次结构。 递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及分析的详尽程度有关,一般可不受限制。为了避免由于支配的元素过多而给两两比较判断带来困难,每层次中各元素所支配的元素一般地不要超过9个,若多于9个时,可将该层次再划分为若干子层。 例如,大学毕业的选择问题,毕业生需要从收入、社会地位及发展机会方面考虑是否留校工作、读研究生、到某公司或当公务员,这些关系可以将其划分为如图8.1所示的层次结构模型。 图8.1 再如,国家综合实力比较的层次结构模型如图6 .2: 图6 .2 图中,最高层表示解决问题的目的,即应用AHP所要达到的目标;中间层表示采用某种措施和政策来实现预定目标所涉及的中间环节,一般又分为策略层、约束层、准则层等;最低层表示解决问题的措施或政策(即方案)。 然后,用连线表明上一层因素与下一层的联系。如果某个因素与下一层所有因素均有联系,那么称这个因素与下一层存在完全层次关系。有时存在不完全层次关系,即某个因素只与下一层次的部分因素有联系。层次之间可以建立子层次。子层次从属于主层次的某个因素。它的因素与下一层次的因素有联系,但不形成独立层次,层次结构模型往往有结构模型表示。 二、构造判断矩阵

用SPSS进行详细的主成分分析步骤

怎样用SPSS进行主成分分析 怎样用SPSS进行主成分分析 一、基本概念与原理 主成分分析(principal component analysis) 将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方法。又称主分量分析。在实际课题中,为了全面分析问题,往往提出很多与此有关的变量(或因素),因为每个变量都在不同程度上反映这个课题的某些信息。但是,在用统计分析方法研究这个多变量的课题时,变量个数太多就会增加课题的复杂性。人们自然希望变量个数较少而得到的信息较多。在很多情形,变量之间是有一定的相关关系的,当两个变量之间有一定相关关系时,可以解释为这两个变量反映此课题的信息有一定的重叠。主成分分析是对于原先提出的所有变量,建立尽可能少的新变量,使得这些新变量是两两不相关的,而且这些新变量在反映课题的信息方面尽可能保持原有的信息。主成分分析首先是由K.皮尔森对非随机变量引入的,尔后H.霍特林将此方法推广到随机向量的情形。信息的大小通常用离差平方和或方差来衡量。 (1)主成分分析的原理及基本思想。 原理:设法将原来变量重新组合成一组新的互相无关的几个综合变量,同时根据实际需要从中可以取出几个较少的总和变量尽可能多地反映原来变量的信息的统计方法叫做主成分分析或称主分量分析,也是数学上处理降维的一种方法。 基本思想:主成分分析是设法将原来众多具有一定相关性(比如P个指标),重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标。通常数学上的处理就是将原来P个指标作线性组合,作为新的综合指标。最经典的做法就是用F1(选取的第一个线性组合,即第一个综合指标)的方差来表达,即Var(F1)越大,表示F1包含的信息越多。因此在所有的线性组合中选取的F1应该是方差最大的,故称F1为第一主成分。如果第一主成分不足以代表原来P个指标的信息,再考虑选取F2即选第二个线性组合,为了有效地反映原来

层次分析法的基本步骤和要点

层次分析法的基本步骤与要点 结合一个具体例子,说明层次分析法的基本步骤与要点。 【案例分析】市政工程项目建设决策:层次分析法问题提出 市政部门管理人员需要对修建一项市政工程项目进行决策,可选择的方案就是修建通往旅游区的高速路(简称建高速路)或修建城区地铁(简称建地铁)。除了考虑经济效益外,还要考虑社会效益、环境效益等因素,即就是多准则决策问题,考虑运用层次分析法解决。 1、建立递阶层次结构 应用AHP解决实际问题,首先明确要分析决策的问题,并把它条理化、层次化,理出递阶层次结构。 AHP要求的递阶层次结构一般由以下三个层次组成: ●目标层(最高层):指问题的预定目标; ●准则层(中间层):指影响目标实现的准则; ●措施层(最低层):指促使目标实现的措施; 通过对复杂问题的分析,首先明确决策的目标,将该目标作为目标层(最高层)的元素,这个目标要求就是唯一的,即目标层只有一个元素。 然后找出影响目标实现的准则,作为目标层下的准则层因素,在复杂问题中,影响目标实现的准则可能有很多,这时要详细分析各准则因素间的相互关系,即有些就是主要的准则,有些就是隶属于主要准则的次准则,然后根据这些关系将准则元素分成不同的层次与组,不同层次元素间一般存在隶属关系,即上一层元素由下一层元素构成并对下一层元素起支配作用,同一层元素形成若干组,同组元素性质相近,一般隶属于同一个上一层元素(受上一层元素支配),不同组元素性质不同,一般隶属于不同的上一层元素。 在关系复杂的递阶层次结构中,有时组的关系不明显,即上一层的若干元素同时对下一层的若干元素起支配作用,形成相互交叉的层次关系,但无论怎样,上下层的隶属关系应该就是明显的。 最后分析为了解决决策问题(实现决策目标)、在上述准则下,有哪些最终解决方案(措施),并将它们作为措施层因素,放在递阶层次结构的最下面(最低层)。 明确各个层次的因素及其位置,并将它们之间的关系用连线连接起来,就构成了递阶层次结构。 【案例分析】市政工程项目进行决策:建立递阶层次结构 在市政工程项目决策问题中,市政管理人员希望通过选择不同的市政工程项目,使综合效益最高,即决策目标就是“合理建设市政工程,使综合效益最高”。 为了实现这一目标,需要考虑的主要准则有三个,即经济效益、社会效益与环境效益。但问题绝不这么简单。通过深入思考,决策人员认为还必须考虑直接经济效益、间接经济效益、方便日常出行、方便假日出行、减少环境污染、改善城市面貌等因素(准则),从相互关系上分析,这些因素隶属于主要准则,因此放在下一层次考虑,并且分属于不同准则。 假设本问题只考虑这些准则,接下来需要明确为了实现决策目标、在上述准则下可以有哪些方案。根据题中所述,本问题有两个解决方案,即建高速路或建地铁,这两个因素作为措施层元素放在递阶层次结构的最下层。很明显,这两个方案于所有准则都相关。 将各个层次的因素按其上下关系摆放好位置,并将它们之间的关系用连线连接起来。同时,为了方便后面的定量表示,一般从上到下用A、B、C、D。。。代表不同层次,同一层次从左到右用1、2、3、4。。。代表不同因素。这样构成的递阶层次结构如下图。

层次分析法的计算步骤

8.3.2 层次分析法的计算步骤 一、建立层次结构模型 运用AHP进行系统分析,首先要将所包含的因素分组,每一组作为一个层次,把问题条理化、层次化,构造层次分析的结构模型。这些层次大体上可分为3类 1、最高层:在这一层次中只有一个元素,一般是分析问题的预定目标或理想结果,因此又称目标层; 2、中间层:这一层次包括了为实现目标所涉及的中间环节,它可由若干个层次组成,包括所需要考虑的准则,子准则,因此又称为准则层; 3、最底层:表示为实现目标可供选择的各种措施、决策、方案等,因此又称为措施层或方案层。 层次分析结构中各项称为此结构模型中的元素,这里要注意,层次之间的支配关系不一定是完全的,即可以有元素(非底层元素)并不支配下一层次的所有元素而只支配其中部分元素。这种自上而下的支配关系所形成的层次结构,我们称之为递阶层次结构。 递阶层次结构中的层次数与问题的复杂程度及分析的详尽程度有关,一般可不受限制。为了避免由于支配的元素过多而给两两比较判断带来困难,每层次中各元素所支配的元素一般地不要超过9个,若多于9个时,可将该层次再划分为若干子层。 例如,大学毕业的选择问题,毕业生需要从收入、社会地位及发展机会方面考虑是否留校工作、读研究生、到某公司或当公务员,这些关系可以将其划分为如图8.1所示的层次结构模型。 图8.1 再如,国家综合实力比较的层次结构模型如图6 .2: 图6 .2 图中,最高层表示解决问题的目的,即应用AHP所要达到的目标;中间层表示采用某种措施和政策来实现预定目标所涉及的中间环节,一般又分为策略层、约束层、准则层等;最低层表示解决问题的措施或政策(即方案)。 然后,用连线表明上一层因素与下一层的联系。如果某个因素与下一层所有因素均有联系,那么称这个因素与下一层存在完全层次关系。有时存在不完全层次关系,即某个因素只与下一层次的部分因素有联系。层次之间可以建立子层次。子层次从属于主层次的某个因素。它的因素与下一层次的因素有联系,但不形成独立层次,层次结构模型往往有结构模型表示。 二、构造判断矩阵 任何系统分析都以一定的信息为基础。AHP的信息基础主要是人们对每一层次各因素的相对重要性给出的判断,这些判断用数值表示出来,写成矩阵形式就是判断矩阵。判断矩阵是AHP工作的出发点,构造判断矩阵是AHP的关键一步。 当上、下层之间关系被确定之后,需确定与上层某元素(目标A或某个准则Z)相联系的下层各元素在上层元素Z之中所占的比重。 假定A层中因素Ak与下一层次中因素B1,B2,…,Bn有联系,则我们构造的判断矩阵如表8.16所示。 Ak B1 B2 …Bn

主成分分析计算方法和步骤

在对某一事物或现象进行实证研究时,为了充分反映被研究对象个体之间的差异, 研究者往往要考虑增加测量指标,这样就会增加研究问题的负载程度。但由于各指标都是对同一问题的反映,会造成信息的重叠,引起变量之间的共线性,因此,在多指标的数据分析中,如何压缩指标个数、压缩后的指标能否充分反映个体之间的差异,成为研究者关心的问题。而主成分分析法可以很好地解决这一问题。 主成分分析的应用目的可以简单地归结为: 数据的压缩、数据的解释。它常被用来寻找和判断某种事物或现象的综合指标,并且对综合指标所包含的信息给予适当的解释, 从而更加深刻地揭示事物的内在规律。 主成分分析的基本步骤分为: ①对原始指标进行标准化,以消除变量在数量极或量纲上的影响;②根据标准化后的数据矩阵求出相关系数矩阵 R; ③求出 R 矩阵的特征根和特征向量; ④确定主成分,结合专业知识对各主成分所蕴含的信息给予适当的解释;⑤合成主成分,得到综合评价值。 结合数据进行分析 本题分析的是全国各个省市高校绩效评价,利用全国2014年的相关统计数据(见附录),从相关的指标数据我们无法直接评价我国各省市的高等教育绩效,而通过表5-6的相关系数矩阵,可以看到许多的变量之间的相关性很高。如:招生人数与教职工人数之间具有较强的相关性,教育投入经费和招生人数也具有较强的相关性,教工人数与本科院校数之间的相关系数最高,到达了,而各组成成分之间的相关性都很高,这也充分说明了主成分分析的必要性。 表5-6 相关系数矩阵 本科院校 数招生人数教育经费投入 相关性师生比 重点高校数 教工人数 本科院校数 招生人数 教育经费投 入

师生比重点高校数教工人数 相关性师生比 重点高校数 教工人数 本科院校数 招生人数 教育经费投 入(元) 表5-7给出的是各主成分的方差贡献率和累计贡献率,我们选取主成分的标准有两个:第一,特征根大于1,因为,如果特征根小于1,说明该主成分的解释力度太弱,还比不上直接引入一个原始变量的平均解释力度大;第二,方差贡献率大于85%,如果这两个标准不能同时符合要求,则往往是因为选择的指标不合理或者样本容量太小,应继续调整。表5-7还显示,只有前2个特征根大于1,因此SPSS只提取了前两个主成分,而这两个主成分的方差贡献率达到了%,因此选取前两个主成分已经能够很好地描述我国高等教育地区现状。

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