LOGISTIC人口预测模型的SPSS拟合方法分析
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线性回归是很重要的一种回归方法,但是线性回归只适用于因变量为连续型变量的情况,那如果因变量为分类变量呢?比方说我们想预测某个病人会不会痊愈,顾客会不会购买产品,等等,这时候我们就要用到logistic回归分析了.Logistic回归主要分为三类,一种是因变量为二分类得logistic回归,这种回归叫做二项logistic回归,一种是因变量为无序多分类得logistic回归,比如倾向于选择哪种产品,这种回归叫做多项logistic回归。
还有一种是因变量为有序多分类的logistic回归,比如病重的程度是高,中,低呀等等,这种回归也叫累积logistic回归,或者序次logistic回归。
二值logistic回归:选择分析-—回归——二元logistic,打开主面板,因变量勾选你的二分类变量,这个没有什么疑问,然后看下边写着一个协变量。
有没有很奇怪什么叫做协变量?在二元logistic回归里边可以认为协变量类似于自变量,或者就是自变量。
把你的自变量选到协变量的框框里边。
细心的朋友会发现,在指向协变量的那个箭头下边,还有一个小小的按钮,标着a*b,这个按钮的作用是用来选择交互项的。
我们知道,有时候两个变量合在一起会产生新的效应,比如年龄和结婚次数综合在一起,会对健康程度有一个新的影响,这时候,我们就认为两者有交互效应。
那么我们为了模型的准确,就把这个交互效应也选到模型里去。
我们在右边的那个框框里选择变量a,按住ctrl,在选择变量b,那么我们就同时选住这两个变量了,然后点那个a*b的按钮,这样,一个新的名字很长的变量就出现在协变量的框框里了,就是我们的交互作用的变量。
然后在下边有一个方法的下拉菜单。
默认的是进入,就是强迫所有选择的变量都进入到模型里边。
除去进入法以外,还有三种向前法,三种向后法.一般默认进入就可以了,如果做出来的模型有变量的p值不合格,就用其他方法在做。
再下边的选择变量则是用来选择你的个案的。
利用SPSS 进行Logistic 回归分析简要步骤
现实中的很多现象可以划分为两种可能,或者归结为两种状态,这两种状态分别用0
和1 表示。
如果我们采用多个因素对0-1 表示的某种现象进行因果关系解释,就可能应用到logistic 回归。
Logistic 回归分为二值logistic 回归和多值logistic 回归两类.
第一步:整理原始数据。
数据整理内容包括两个方面:一
是对各地区按照三大地带的分类结果赋值,用0、1 表示,二是将城镇人口比重转换逻辑值,变量名称为“城市化”。
第二步:打开“聚类分析”对话框。
沿着主菜单的“Analyze→Regression→Binary Logistic
K
”的路径(图8-1-3)打开二值
Logistic 回归分析选项框.
第三步:选项设置。
首先,在源变量框中选中需要进行分析的变量,点击右边的箭头符号,将需要的变量调
入Dependent(因变量)和Covariates(协变量)列表框中(图8-1-5)。
在本例中,将名义变
量“城市化”调入Dependent(因变量)列表框,将“人均GDP”和“中部”调入Covariates (协变量)列表框中。
在Method(方法)一栏有七个选项。
采用第一种方法,即系统默认的强迫回归方法(Enter)。
接下来进行如下4 项设置:
⒈设置Categorical(分类)选项:定义分类变量.
⒉设置Save(保存)选项,
⒊设置Options
第四步,结果解读.。
Logistic回归主要分为三类,一种是因变量为二分类得logistic回归,这种回归叫做二项logistic回归,一种是因变量为无序多分类得logistic回归,比如倾向于选择哪种产品,这种回归叫做多项logistic回归。
还有一种是因变量为有序多分类的logistic回归,比如病重的程度是高,中,低呀等等,这种回归也叫累积logistic回归,或者序次logistic回归。
二值logistic回归:选择分析——回归——二元logistic,打开主面板,因变量勾选你的二分类变量,这个没有什么疑问,然后看下边写着一个协变量。
有没有很奇怪什么叫做协变量?在二元logistic回归里边可以认为协变量类似于自变量,或者就是自变量。
把你的自变量选到协变量的框框里边。
细心的朋友会发现,在指向协变量的那个箭头下边,还有一个小小的按钮,标着a*b,这个按钮的作用是用来选择交互项的。
我们知道,有时候两个变量合在一起会产生新的效应,比如年龄和结婚次数综合在一起,会对健康程度有一个新的影响,这时候,我们就认为两者有交互效应。
那么我们为了模型的准确,就把这个交互效应也选到模型里去。
我们在右边的那个框框里选择变量a,按住ctrl,在选择变量b,那么我们就同时选住这两个变量了,然后点那个a*b的按钮,这样,一个新的名字很长的变量就出现在协变量的框框里了,就是我们的交互作用的变量。
然后在下边有一个方法的下拉菜单。
默认的是进入,就是强迫所有选择的变量都进入到模型里边。
除去进入法以外,还有三种向前法,三种向后法。
一般默认进入就可以了,如果做出来的模型有变量的p值不合格,就用其他方法在做。
再下边的选择变量则是用来选择你的个案的。
一般也不用管它。
选好主面板以后,单击分类(右上角),打开分类对话框。
在这个对话框里边,左边的协变量的框框里边有你选好的自变量,右边写着分类协变量的框框则是空白的。
你要把协变量里边的字符型变量和分类变量选到分类协变量里边去(系统会自动生成哑变量来方便分析,什么事哑变量具体参照前文)。
Logistic模型的参数估计及人口预测一、本文概述本文旨在探讨Logistic模型的参数估计及其在人口预测中的应用。
Logistic模型是一种广泛应用于生物学、生态学、社会科学等领域的统计模型,尤其在人口增长预测中发挥着重要作用。
本文将首先介绍Logistic模型的基本原理和参数估计方法,包括模型的构建、参数求解以及模型的检验与评估。
随后,本文将重点分析Logistic模型在人口预测中的应用。
通过收集相关人口数据,运用Logistic模型进行参数估计,并对未来人口增长趋势进行预测。
本文还将探讨不同参数设置对预测结果的影响,以提高预测的准确性和可靠性。
本文将对Logistic模型在人口预测中的优势和局限性进行分析,并提出相应的改进建议。
通过本文的研究,旨在为人口预测提供更为科学、有效的方法,为政府决策、人口规划和社会经济发展提供有力支持。
二、Logistic模型的基本原理Logistic模型,也称为逻辑增长模型,是一种广泛应用于生态学和人口学等领域的数学模型。
该模型基于生物种群增长规律,尤其是当种群增长受到环境资源限制时的情况。
Logistic模型的基本原理在于它假设种群的增长速度在开始时由于资源充足而迅速增加,但随着种群密度的增加,资源限制和种内竞争导致增长速度逐渐减慢,直到最终种群达到其最大可能规模,即环境容纳量。
\frac{dN}{dt} = rN\left(1 - \frac{N}{K}\right) ]其中,(N) 是种群数量,(t) 是时间,(r) 是种群的内禀增长率(即在没有环境限制时的最大增长率),而 (K) 是环境容纳量,即种群数量的最大可能值。
这个模型的核心在于其非线性项 (1 - \frac{N}{K}),它反映了种群增长速度随种群密度的变化。
当种群数量 (N) 远小于环境容纳量 (K) 时,(1 - \frac{N}{K}) 接近1,种群增长迅速。
随着 (N) 接近 (K),这个项趋于0,种群增长速度减慢,最终停止增长。
第8 章利用SPSS 进行Logistic 回归分析现实中的很多现象可以划分为两种可能,或者归结为两种状态,这两种状态分别用0和1 表示。
如果我们采用多个因素对0-1 表示的某种现象进行因果关系解释,就可能应用到logistic 回归。
Logistic 回归分为二值logistic 回归和多值logistic 回归两类。
首先用实例讲述二值logistic 回归,然后进一步说明多值logistic 回归。
在阅读这部分内容之前,最好先看看有关SPSS 软件操作技术的教科书。
§8.1 二值logistic 回归8.1.1 数据准备和选项设置我们研究2005 年影响中国各地区城市化水平的经济地理因素。
城市化水平用城镇人口比重表征,影响因素包括人均GDP、第二产业产值比重、第三产业产值比重以及地理位置。
地理位置为名义变量,中国各地区被分别划分到三大地带:东部地带、中部地带和西部地带。
我们用各地区的地带分类代表地理位置。
第一步:整理原始数据。
这些数据不妨录入Excel 中。
数据整理内容包括两个方面:一是对各地区按照三大地带的分类结果赋值,用0、1 表示,二是将城镇人口比重转换逻辑值,变量名称为“城市化”。
以各地区2005 年城镇人口比重的平均值45.41%为临界值,凡是城镇人口比重大于等于45.41%的地区,逻辑值用Yes 表示,否则用No 表示(图8-1-1)图8-1-1 原始数据(Excel 中,局部)将数据拷贝或者导入SPSS 的数据窗口(Data View)中(图8-1-2)。
图8-1-2 中国31 个地区的数据(SPSS 中,局部)第二步:打开“聚类分析”对话框。
沿着主菜单的“Analyze→Regression→Binary Logistic K”的路径(图8-1-3)打开二值Logistic 回归分析选项框(图8-1-4)。
图8-1-3 打开二值Logistic 回归分析对话框的路径对数据进行多次拟合试验,结果表明,像二产比重、三产比重等对城市化水平影响不显著。
Logistic 回归Logistic 回归是多元回归分析的拓展,其因变量不是连续的变量;在logistic 分析中,因变量是分类的变量;logistic 和probit 回归皆为定性回归方程的一种;他们的特点就在于回归因变量的离散型而非连续型。
Logistic 回归又分为binary 和multinominal 两类;1、Logistic 回归原理Logistic 回归Logistic 回归模型描述的是概率P 与协变量12,.......k x x x 之间的关系,考虑到P 的取值在0----1之间,为此要首先把Plogistic 变换为()ln()1pf p p=-,使得它的取值在+∞-∞到之间,然后建立logistic 回归模型P=p(Y=1)()ln()1pf p p=-=011+......k k x x βββ++011011+......+......1k kk kx x x x e p eββββββ++++⇒=+Logistic 回归模型的数据结构观察值个数 取1的观察值个数 取0的观察值个数 协变量12,.......k x x x 的值 N1 r1 n1-ri ……………………… N2 r2 n2-r2 ………………………. . . . . . . . .Nt rt nt-rt ………………………. 根据数据,得到参数0 1....k βββ的似然函数011011011+ (1)+......+......1()()11k ki i ik k k kx x r n r t i x x x x e e eβββββββββ++-=++++∏++使用迭代算法可以求得0 1....k βββ的极大似然估计。
2、含名义数据的logistic 模型婚姻状况是名义数据,分为四种情形:未婚、有配偶、丧偶、离婚;在建立logistic 模型时,定义变量M1、M2、M3,使得(M1=1,M2=0,M3=0)表示未婚; (M1=0,M2=1,M3=0)表示有配偶 (M1=0,M2=0,M3=1)表示丧偶 (M1=-1,M2=-1,M3=-1)表示离婚 也可以将三变量定义为(M1=1,M2=0,M3=0)表示未婚; (M1=0,M2=1,M3=0)表示有配偶 (M1=0,M2=0,M3=1)表示丧偶 (M1=0,M2=0,M3=0)表示离婚 一般来说,只要矩阵[]1111122213331444a b c a b c a b c a b c非奇异,可以定义(M1=a1,M2=b1,M3=c1)表示未婚; (M1=a2,M2=b2,M3=c2)表示有配偶 (M1=a3,M2=b3,M3=c3)表示丧偶 (M1=a4,M2=b4,M3=c4)表示离婚3、含有有序数据的logistic 回归文化程度是有序的定性变量,他有一个顺序,由低到高为文盲、小学、中学、高中、中专;大学。
云南大学滇池学院 经济学院经济学专业2014~2015学年SPSS 应用统计软件实验论文基于spss 分析的云南省人口预测模型摘要本文利用云南省2011年统计年鉴中云南总人口数的历史数据,借助统计软件SPSS 分别建立了线性回归模型和Logistic 人口模型,根据模型首先对云南省2008—2009年总人口数进行了预测,并与实际值进行了对比,结果显示模型拟合效果很好,然后运用模型对2012—2014年云南省总人口数进行了预测,两个模型得到的预测结果分别为(10192.27,10252.615,10312.96)和(10007.86,10058.41,10120.73),最后结合预测结果对云南省人口增长和经济建设协调发展提出建议。
关键字:线性回归 Logistic 人口模型 协调发展AbstractIn this paper, the use of historical data Yunnan 2011 Statistical Yearbook of the total population in Yunnan, with the statistical software SPSS linear regression models were established and Logistic population model, the first of a total population of Yunnan Province in 2008-2009 were predicted based on models and values were compared with the actual results show that the model works well fitted, and then use the model of the total population in Yunnan Province in 2012-2014 were predicted, predicted results were obtained in two models (10192.27,10252.615,10312.96) and(10007.86,10058.41,10120.73), the final results of the combined forecasts of population growth and economic development of Yunnan coordinated development proposals.Keywords: Logistic regression model for the coordinated development of population 一、问题的提出云南是少数民族的重要集聚地,自古以来人口密集。
Logistic人口预测模型的SPSS拟合方法分析【摘要】本研究以Logistic人口预测模型为基础,采用SPSS软件进行拟合方法分析。
在对背景、研究意义和研究目的进行了介绍。
正文部分包括Logistic回归分析原理、SPSS在人口预测模型中的应用、数据收集与处理、模型拟合及结果解读以及模型评价与优化。
结论部分强调了SPSS软件在人口预测模型中的重要性,讨论了模型的预测能力和局限性,并展望了未来研究方向。
通过本研究,可以更深入了解Logistic人口预测模型的拟合方法,为人口预测领域提供参考和启示。
【关键词】Logistic人口预测模型、SPSS拟合方法分析、Logistic回归分析、数据收集与处理、模型拟合、结果解读、模型评价、模型优化、SPSS软件、预测能力、局限性、未来研究展望1. 引言1.1 背景介绍【Logistic人口预测模型的SPSS拟合方法分析】Logistic人口预测模型是一种基于Logistic函数的统计模型,常用于解决二分类问题。
在人口预测领域,Logistic人口预测模型可以帮助研究人员根据已有的人口数据,预测未来的人口分布和趋势。
通过对人口的特征和影响因素进行分析,Logistic回归可以帮助我们理解人口变化的规律和趋势。
SPSS(Statistical Package for the Social Sciences)是一种统计分析软件,被广泛应用于社会科学研究、商业决策等领域。
在人口预测模型中,SPSS提供了强大的数据分析和建模工具,可以帮助研究人员构建Logistic人口预测模型,并进行模型拟合、预测和评估。
本文旨在探讨Logistic人口预测模型在SPSS软件中的拟合方法和分析过程。
通过对Logistic回归的原理和SPSS软件的应用进行介绍,帮助读者了解如何利用SPSS进行人口预测模型的建模和分析。
我们将会对数据的收集与处理、模型的拟合与结果解读、模型的评价与优化等方面进行深入探讨,最终总结出SPSS在人口预测模型中的重要性,以及模型的预测能力及局限性。
如何用SPSS做logistic回归分析解读————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:如何用进行二元和多元logistic回归分析一、二元logistic回归分析二元logistic回归分析的前提为因变量是可以转化为0、1的二分变量,如:死亡或者生存,男性或者女性,有或无,Yes或No,是或否的情况。
下面以医学中不同类型脑梗塞与年龄和性别之间的相互关系来进行二元logistic回归分析。
(一)数据准备和SPSS选项设置第一步,原始数据的转化:如图1-1所示,其中脑梗塞可以分为ICAS、ECAS和NCAS三种,但现在我们仅考虑性别和年龄与ICAS的关系,因此将分组数据ICAS、ECAS和NCAS转化为1、0分类,是ICAS赋值为1,否赋值为0。
年龄为数值变量,可直接输入到spss中,而性别需要转化为(1、0)分类变量输入到spss当中,假设男性为1,女性为0,但在后续分析中系统会将1,0置换(下面还会介绍),因此为方便期间我们这里先将男女赋值置换,即男性为“0”,女性为“1”。
图 1-1第二步:打开“二值Logistic 回归分析”对话框:沿着主菜单的“分析(Analyze)→回归(Regression)→二元logistic(Binary Logistic)”的路径(图1-2)打开二值Logistic 回归分析选项框(图1-3)。
如图1-3左侧对话框中有许多变量,但在单因素方差分析中与ICAS 显著相关的为性别、年龄、有无高血压,有无糖尿病等(P<),因此我们这里选择以性别和年龄为例进行分析。
在图1-3中,因为我们要分析性别和年龄与ICAS的相关程度,因此将ICAS选入因变量(Dependent)中,而将性别和年龄选入协变量(Covariates)框中,在协变量下方的“方法(Method)”一栏中,共有七个选项。
手把手教你SPSS二分类Logistic回归分析本教程手把手教您用SPSS做Logistic回归分析,目录如下:一、数据格式二、对数据的分析理解三、SPSS做Logistic回归分析操作步骤3.1 线性关系检验假设3.2 多重共线检验假设3.3 离群值、杠杆点和强影响点的识别3.4 Logistic回归分析四、SPSS计算结果的解释五、结果结论的撰写一、数据格式某研究者想了解年龄、性别、BMI和总胆固醇(TC)预测患心脏病(CVD)的能力,招募了100例研究对象,记录了年龄(age)、性别(gender)、BMI,测量血中总胆固醇水平(TC),并评估研究对象目前是否患有心脏病(CVD)。
部分数据如图1。
二、对问题分析使用Logistic模型前,需判断是否满足以下7项假设。
假设1:因变量(结局)是二分类变量。
假设2:有至少1个自变量,自变量可以是连续变量,也可以是分类变量。
假设3:每条观测间相互独立。
分类变量(包括因变量和自变量)的分类必须全面且每一个分类间互斥。
假设4:最小样本量要求为自变量数目的15倍,但一些研究者认为样本量应达到自变量数目的50倍。
假设5:连续的自变量与因变量的logit转换值之间存在线性关系。
假设6:自变量之间无多重共线性。
假设7:没有明显的离群点、杠杆点和强影响点。
假设1-4取决于研究设计和数据类型,本研究数据满足假设1-4。
那么应该如何检验假设5-7,并进行Logistic回归呢?三、SPSS操作3.1 检验假设5:连续的自变量与因变量的logit转换值之间存在线性关系。
连续的自变量与因变量的logit转换值之间是否存在线性关系,可以通过多种方法检验。
这里主要介绍Box-Tidwell方法,即将连续自变量与其自然对数值的交互项纳入回归方程。
本研究中,连续的自变量包括age、BMI、TC。
使用Box-Tidwell 方法时,需要先计算age、BMI、TC的自然对数值,并命名为ln_age、ln_BMI、ln_TC。
【摘要】logistic阻滞增长模型在人口预测中有着广泛应用,应用spss软件能较为简便地进行logistic曲线的拟合。
文章介绍了spss拟合logistic人口预测方程的两种方法及其步骤,并通过其结果分析比较二者的优缺点。
【关键词】logistic;spss软件;拟合方法
logistic模型为荷兰数学家及生物学家verhulst.pearl在修正非密度方程时提出,其目的为研究受到生存资源制约的情况下生物种群的增长规律。
在logistic模型中,有限空间内种群不能无限增长,而是存在着数量上限。
由于自然资源、环境条件等因素对种群的增长起着阻滞作用,并且随着种群数量的增大,阻滞作用逐步增大,即实测增长率是一个减函数,且随着种群数量的增大而减小,当种群数量趋于上限时,种群增长亦趋于稳定。
由于logistic 阻滞增长模型所需的数据少,计算简单,对中短期时间内的种群数量预测较为准确,亦常应用于人口预测方面。
一、logistic阻滞增长模型
如上文述,人口增长率为以人口数量x为自变量的函数r(x),这里r(x)为减函数。
假设r(x)= r ?sx,s>0,这里r为初始值r(),即当人口无生存环境和资源限制时的固有增长率。
当人口数量达到人口最大容量,将有r()=0,此时人口达到稳定状态。
由线性关系r()=r-s,可得s=r/。
假设x是时间t的函数x(t),从而有解变量可分离方程。
二、spss软件拟合logistic人口阻滞增长模型
通过模型方程(ⅰ)可知,logistic模型拟合的重点为参数和的确定。
下采用两种spss 软件的回归拟合方法,利用1990-2010年人口调查数据(如表1)进行人口数量的预测。
(一)非线性回归(nonlinear regression)拟合
在spss(spss19.0)的变量视图中定义两变量人口数量x及年份t,在数据视图中由上而下录入人口数据(如图1所示)。
在菜单栏依次选择分析(analyze)―回归(regression)―非线性估计(nonlinear),打开非线性回归窗口。
将年末总人口[x]送入因变量一栏,在模型表达式输入框中输入模型公式
a/(1 +(a / 114333 - 1)* exp(- r *(t - 1990)))(如图2)。
此处以a代替人口最大容量,由于时间以1990年为初始年份,原方程中的t转为t-1990。
选择“参数”项进行参数a和r初始值的设定(如图3),这里a初始值选择人数中的最大值134091(万人),r 的初始值选择1991年的人口增长率0.013,“使用上一分析的起始值”一栏选中,单击“继续”。
单击“保存”项,打开对话框如图4,选中预测值和残差项,便于检验模型方程的拟合效果,选择“继续”返回非线性回归窗口,选择“确定”运行。
在输出(output)窗口中,可以得到参数a的迭代计算过程、参数估计等内容。
由参数估计得参数估计值,=0.0675。
r2=1.000。
(二)曲线估计法
采用spss的曲线估计进行模型拟合,须先求参数。
对估计的方法很多,这里采用三点法进行求取。
选择分析(analyze)―回归(regression)―曲线估计(curve estimation),打开曲线估计窗口,将年末总人口[x]和年份[t]分别送入因变量和自变量输入框,在“模型”区选中logistic,在上限一栏填入142515.5576,在“保存”对话框中选中预测值和残差,其他依照默认选择。
选择“确定”。
三、对两种方法所得拟合方程的讨论
从可决系数r2来看,两种方法所得拟合方程的r2均得1,则两种方法对logistic人口预测模型的拟合性都很好。
分别用两种方法所得方程对2011年和2012年的年末人口数进行
估计,结果如下表1。
可以看出,曲线估计的拟合相对较好。
考虑二者操作的简便性,前者的拟合性不依赖于a、r初值的选取(选取失当会影响迭代过程所需时间),可靠程度较好,后者则需要利用其它方法预估的值,最终所得方程的拟合性很大程度上亦依赖于的取值。
参考文献
[1] 湖北省大学生数学建模竞赛专家组编.数学建模(本科册)[m].华中科技大学出版社,2006(2):4-5.
作者简介:杨子(1994- ),女,回族,河北沧州人,中央民族大学理学院本科生;陈曦(1995- ),女,天津人,中央民族大学理学院本科生;傅冠宁(1993- ),男,回族,辽宁沈阳人,中央民族大学理学院本科生。