多因素方差分析

多因素方差分析

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多因素方差分析

多因素方差分析是对一个独立变量是否受一个或多个因素或变量影响而进行的方差分析。SＰSS调用“Univariａｔｅ”过程,检验不同水平组合之间因变量均数，由于受不同因素影响是否有差异的问题。在这个过程中可以分析每一个因素的作用，也可以分析因素之间的交互作用，以及分析协方差，以及各因素变量与协变量之间的交互作用。该过程要求因变量是从多元正态总体随机采样得来，且总体中各单元的方差相同。但也可以通过方差齐次性检验选择均值比较结果。因变量和协变量必须是数值型变量,协变量与因变量不彼此独立。因素变量是分类变量,可以是数值型也可以是长度不超过8的字符型变量。固定因素变量(Fixｅd Fａctor)是反应处理的因素;随机因素是随机地从总体中抽取的因素。

[例子］

研究不同温度与不同湿度对粘虫发育历期的影响，得试验数据如表5-7。分析不同温度和湿度对粘虫发育历期的影响是否存在着显著性差异。

表５－7 不同温度与不同湿度粘虫发育历期表

表5－7不同温度与不同湿度粘虫发育历期表

相对湿度（％) 温度℃重复

1 ２３４

１00 25 ９１.2 95.0 93.8 9３.０

27 87.6 84．7 81．2 82．４

２９79.2 67．０7５.７7０.6

31 65.2 63.3 63.６6３.3

8０25 ９3.２８9.3 9５.1 9５.5

27 ８5．8 81.6 81．0 ８４.4

29 7９.0 ７０.8 6７.7 78.8

31 ７０.7 86.5 66．9 64.9

40 ２5 100.２10３.3 98.3 1０3.8

27 ９0．６９1.7 94.5 92．２

2９77.2 85.8 ８1.７７９．7

3１７3．６7３.2 76．4 72．5

1)准备分析数据

在数据编辑窗口中输入数据。建立因变量历期“历期”变量，因素变量温度“Ａ”,湿度为“Ｂ”变量,重复变量“重复”。然后输入对应的数值,如图5-６所示。

图5-６数据输入格式

2）启动分析过程

点击主菜单“Analyze”项，在下拉菜单中点击“Gｅneral Linear Model”项，在右拉式菜单中点击“Unｉvariatｅ”项，系统打开单因变量多因素方差分析设置窗口如图5-7。

图5-7多因素方差分析窗口

３)设置分析变量

设置因变量: 在左边变量列表中选“历期”,用向右拉按钮选入到“DepeｎdｅnｔVaｒiaｂｌe:”框中。

设置因素变量: 在左边变量列表中选“a”和“b”变量,用向右拉按钮移到“Fixed Ｆaｃtor(ｓ）:”框中。可以选择多个因素变量。由于内存容量的限制，选择的因素水平组合数(单元数)应该尽量少。设置随机因素变量: 在左边变量列表中选“重复”变量，用向右拉按钮移到“到Random Faｃtoｒ（s）”框中。可以选择多个随机变量。

设置协变量：如果需要去除某个变量对因素变量的影响,可将这个变量移到“Cｏvarｉａte（s)”框中。设置权重变量:如果需要分析权重变量的影响,将权重变量移到“WＬＳWeｉghｔ”框中。

4）选择分析模型

在主对话框中单击“Modeｌ”按钮,打开“Ｕnｉvariate Model”对话框。见图5-8。

图5-8“Ｕniｖaｒiate Mｏｄel”定义分析模型对话框

在Ｓpecｉｆy Modeｌ栏中，指定分析模型类型。

①Ｆｕll Factorial选项

此项为系统默认的模型类型。该项选择建立全模型。全模型包括所有因素变量的主效应和所有的交互效应。例如有三个因素变量,全模型包括三个因素变量的主效应、两两的交互效应和三个因素的交互效应。选择该项后无需进行进一步的操作,即可单击“Coｎｔｉnue”按钮返回主对话框。此项是系统缺省项。

②Cusｔoｍ选项

建立自定义的分析模型。选择了“Ｃustoｍ”后,原被屏蔽的“Faｃtoｒs&Covａriａteｓ”、“Mo ｄel”和“BuilｄTerm(ｓ)”栏被激活。在“Faｃtors＆Cｏvaｒiatｅｓ”框中自动列出可以作为因素变量的变量名，其变量名后面的括号中标有字母“F”;和可以作为协变量的变量名，其变量名后面的括号中标有字母“C”。这些变量都是由用户在主对话框中定义过的。根据表中列出的变量名建立模型,其方法如下:

在“ＢｕilｄＴeｒm（s)”栏右面的有一向下箭头按钮(下拉按钮)，单击该按钮可以展开一小菜单,在下拉菜单中用鼠标单击某一项，下拉菜单收回，选中的交互类型占据矩形框。有如下几项选择：Intｅｒａｃtiｏｎ选中此项可以指定任意的交互效应;

Maｉｎeffｅctｓ选中此项可以指定主效应;

All2－wａｙ指定所有2维交互效应；

All ３-way 指定所有3维交互效应;

Aｌl 4-waｙ指定所有4维交互效应

Ａll 5-waｙ指定所有5维交互效应。

③建立分析模型中的主效应:

在“Buｉld Ｔerｍ(s）”栏用下拉按钮选中主效应“Ｍaiｎｅｆｆects”。

在变量列表栏用鼠标键单击某一个单个的因素变量名，该变量名背景将改变颜色(一般变为蓝色),单击“Ｂuｉld Terｍ(ｓ)”栏中的右拉箭头按钮，该变量出现在“Mｏｄel”框中。一个变量名占一行称为主效应项。欲在模型中包括几个主效应项,就进行几次如上的操作。也可以在标有“F”变量名中标记多个变量同时送到“Modｅl”框中。

本例将“a”和“ｂ”变量作为主效应，按上面的方法选送到“Modeｌ”框中。

④建立模型中的交互项

要求在分析模型中包括哪些变量的交互效应,可以通过如下的操作建立交互项。

例如,因素变量有“ａ（Ｆ)”和“b(Ｆ)”,建立它们之间的相互效应。

连续在“Factors&”框的变量表中单击“a(F)”和“ｂ(F）”变量使其选中。

单击“Ｂuｉld Tｅｒｍ（s）”栏内下拉按钮，选中交互效应“Interaｃtiｏn”项。

单击“Bｕiｌd Term（s)”栏内的右拉按钮,“ａ＊b”交互效应就出现在“Model”框中,模型增加了一个交互效应项:a*b

⑤Ｓum of squareｓ栏分解平方和的选择项

TypｅＩ项，分层处理平方和。仅对模型主效应之前的每项进行调整。一般适用于：平衡的ＡN0V A 模型,在这个模型中一阶交互效应前指定主效应，二阶交互效应前指定一阶交互效应,依次类推；多项式回归模型。嵌套模型是指第一效应嵌套在第二效应里，第二效应嵌套在第三效应里,嵌套的形式可使用语句指定。

TｙpｅII项,对其他所有效应进行调整。一般适用于：平衡的AN0VA模型、主因子效应模型、回归模型、嵌套设计。

Tyｐe III项，是系统默认的处理方法。对其他任何效应均进行调整。它的优势是把所估计剩余常量也考虑到单元频数中。对没有缺失单元格的不平衡模型也适用,一般适用于：Tyｐe I、TypｅII所列的模型：没有空单元格的平衡和不平衡模型。

TyｐeＩＶ顶,没有缺失单元的设计使用此方法对任何效应F计算平方和。如果F不包含在其他效应里,Type ＩV ＝Tｙpe IIIl ＝TyｐeIＩ。如果F包含在其他效应里，Ｔype IＶ只对Ｆ的较高水平效应参数作对比。一般适用于：Type I、Type lI所列模型;没有空单元的平衡和不平衡模型。

⑥Includｅinｔｅrｃept in modeｌ栏选项

系统默认选项。通常截距包括在模型中。如果能假设数据通过原点，可以不包括截距，即不选择此项。

5)选择比较方法

在主对话框中单击“Coｎｔｒasts”按钮,打开“Ｃｏntrａsts”比较设置对话框,如图5－9所示。