首页人文社会统计学统计学原理与实务-徐静霞 03 第3章 数据的图表显示..pptx

03 第3章 数据的图表显示..pptx

页数:54页文件大小:2.55 MB来源: 统计学原理与实务-徐静霞ppt课件

本课件为课程第三章,先讲解数据审核、筛选与排序等预处理方法,再分别介绍品质数据与数值型数据的图表展示:分类数据的条形图、帕累托图、对比条形图与饼图,顺序数据的累积频数分布图与环形图,以及分组数据的直方图、茎叶图、箱线图、散点图、线图与雷达图,最后说明统计图表的设计规范。

第三章数据的图表展示目录页,列出数据预处理、品质数据与数值型数据的图形展示及图表合理使用四部分
第三章学习目标页,明确数据预处理方法以及品质数据与数量数据图表表示的学习要求
数据预处理导航页,标示数据审核、数据筛选与数据排序三个子节
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第1页:第3章 数据的图表展示目录

第3章 数据的图表展示目录

  • 数据的预处理
  • 品质数据的图表展示
  • 数值型数据的图表展示
  • 统计图表的合理使用

第2页:第3章学习目标

第3章学习目标

  • 数据预处理:掌握数据审核、数据筛选、数据排序的方法
  • 品质数据:掌握品质数据的图表表示方法,理解各种图表的含义,并能熟练绘制各种图表
  • 数量数据:掌握数量数据的图表表示方法,理解各种图表的含义,并能熟练绘制各种图表

第3页:3.1 数据的预处理

3.1 数据的预处理

  • 3.1.1 数据审核
  • 3.1.2 数据筛选
  • 3.1.3 数据排序

第4页:数据审核

数据审核基本要求:

  • 数据的真实性
  • 数据的完整性
  • 数据的准确性
  • 数据的适用性
  • 数据的时效性

第5页:数据筛选

当数据中的错误不能予以纠正,或者有些数据不符合调查的要求而又无法弥补时,需要对数据进行筛选

  • 数据筛选的内容
  • 将某些不符合要求的数据或有明显错误的数据予以剔除
  • 将符合某种特定条件的数据筛选出来,而不符合特定条件的数据予以剔除

第6页:数据筛选例题分析

数据筛选(例题分析)【例3.1】下表是10名学生3门课程的考试成绩数据(单位:分)。

试找出全体男同学的成绩单,英语成绩高于90分的学生,3门课程成绩都大于80分的学生。

Excel数据筛选操作SPSS数据筛选操作

第7页:数据排序

数据排序:

  • 按一定顺序将数据排列,有利于对数据的总体浏览,以发现一些明显的特征或趋势,找到解决问题的线索
  • 排序有助于对数据检查纠错,以及为重新归类或分组等提供依据
  • 在某些场合,排序本身就是分析的目的之一
  • 排序可借助于计算机完成

第8页:排序方法

分类数据的排序

  • 字母型数据,排序有升序降序之分,但习惯上用升序
  • 汉字型数据,可按汉字的首位拼音字母排列,也可按笔画排序,其中也有笔画多少的升序降序之分
  • 数值型数据的排序
  • 递增排序:设一组数据为x1,x2,…,xn,递增排序后可表示为:x
  • <x
  • <…<x(n)
  • 递减排序:可表示为:x
  • >x
  • >…>x(n)

第9页:数据排序例题分析

数据排序(例题分析)【例3.1】下表是10名学生3门课程的考试成绩数据(单位:分)。

试找出全体男同学的成绩单,英语成绩高于90分的学生,3门课程成绩都大于80分的学生。

Excel数据排序操作SPSS数据排序操作

第10页:3.2 品质数据的图表展示

3.2 品质数据的图表展示

  • 3.2.1 分类数据的图表展示
  • 3.2.2 顺序数据的图表展示

第11页:频数与频数分布

频数(frequency):落在某一特定类别(或组))中的数据个数

比例(proportion):称构成比,它是一个样本((或总体)中各个部分的数据与全部数据之比,通常反映样本(或总体)的构成或结构。

百分比(percentage):比例的百分数形式。

比率(ratio):是样本(或总体)中各不同类别数值之间的比值。

第12页:例3.2 笔记本电脑品牌调查

【例3.2】一家市场调查公司为研究国产笔记本电脑的市场占有率,对拥有国产笔记本电脑的消费者随机选取了50人进行访问,并把这50人所拥有的国产笔记本电脑品牌结果进行记录,如下表所示。

华硕海尔华硕华硕宏基联想神舟华硕联想方正华硕宏基神舟方正联想华硕宏基神舟方正华硕宏基联想联想华硕宏基方正海尔宏基联想华硕联想方正海尔联想华硕神舟华硕华硕方正海尔宏基联想神舟方正方正海尔联想华硕宏基神舟频数分布表(例题分析)

第13页:品牌频数分布表

50名消费者所拥有的国产笔记本电脑品牌频数分布表:下表列出相关数据。

50名消费者所拥有的国产笔记本电脑品牌频数分布表
品牌频数(人)百分比(%)有效百分比(%)累积百分比(%)
华硕1326.026.026.0
联想1020.020.046.0
宏基816.016.062.0
神舟612.012.074.0
方正816.016.090.0
海尔510.010.0100.0
合计50100.0100.0—

原表数据来自【例3.2】对50名消费者的访问,各品牌百分比与有效百分比一致,累积百分比按品牌顺序累加。

第14页:条形图

(bar chart)条形图是用宽度相同条形的高度或长短来表示频数多少或频率大小的图形,可用于显示分类变量和顺序变量取值的频数或频率分布。

条形图横置,各类别放在纵轴,称为条形图;条形图纵置,各类别放在横轴,称为柱形图。

条形图根据变量的个数还可以分为单式、复式等。

第15页:Excel与SPSS绘制的条形图

本页为使用Excel与SPSS绘制的分类数据条形图示例,两图均按品牌类别显示各自的频数分布。

第16页:帕累托图

按各类别数据出现的频数多少排序后绘制的柱形图。

  • 用于展示分类数据的分布。SPSS绘制的帕累托图
  • Pareto图(Pareto chart)

第17页:对比条形图与例3.3

2005年—2009年我国固定电话和移动电话用户数:下表列出相关数据。

2005年—2009年我国固定电话和移动电话用户数
年份固定电话用户数(万户)移动电话用户数(万户)
20053504539341
20063677946106
20073656454731
20083403664125
20093136974738

本表数据由课件原页粘连文本按年份顺序与数量级还原,固定电话用户数逐年回落、移动电话用户数逐年上升;数值请以原课件图表为准。

第18页:Excel与SPSS绘制对比条形图

本页为使用Excel与SPSS绘制的对比条形图示例,按年份对比固定电话与移动电话用户数的变化趋势。

第19页:饼图

(pie chart)饼图是用圆形及圆内扇形的角度来表示数值大小的图形,它主要用于表示一个样本(或总体)中各组成部分的数据占全部数据的比例,对于研究结构性问题十分有用。

第20页:3.2 品质数据图表展示导航

3.2 品质数据图表展示导航

  • 3.2.1 分类数据的图表展示
  • 3.2.2 顺序数据的图表展示

第21页:累积频数和累积频率

累积频数是将各有序类别或组的频数逐步累加起来得到的频数。

频数的累积方法有两种:向上累积和向下累积。

累积频率或累积百分比是将各顺序变量各取值所对应频数的百分比累加起来得到的百分比。

累积频率也有向上累积和向下累积两种方法。

第22页:例3.4 教师学历调查频数分布表

2000名高校教师学历水平频数分布表:下表列出相关数据。

2000名高校教师学历水平频数分布表
学历水平频数(人)频率(%)向上累计频数(人)向上累计频率(%)向下累计频数(人)向下累计频率(%)
大专及以下160816082000100
本科2401240020184092
硕士122061162081160080
博士38019200010038019
合计2000100————

本表数据由课件原页粘连文本按向上累计与向下累计的对应关系还原:向上累计频数逐行相加,向下累计频数由博士组向上累加,两组结果互相吻合。

第23页:累积频数分布图

本页为顺序数据的累积频数分布图示例,分别给出向上累积分布图与向下累积分布图两种画法。

第24页:环形图与例3.5

环形图(doughnut chart):本页以【例3.5】为例,展示2010年1月央视财经频道中国财经报道栏目主办的“CCTV2009经济生活大调查”中“您对目前生活的感觉”一题的调查结果,按不同家庭收入水平(2万以下、2~5万、5~10万、10万以上)分组,用多个同心环比较很幸福、比较幸福、一般、不太幸福、很不幸福五类回答的构成。

原页中收入分组与幸福感取值的数据在文本中提取后粘连严重,无法安全切分为规范表格,本页数值请以原课件图形为准,建议人工对照原图补充。

第25页:环形图的特点

环形图中间有一个“空洞”,样本或总体中的每一部分数据用环中的一段表示;

  • 环形图则可以同时绘制多个样本或总体的数据系列,每一个样本或总体的数据系列为一个环;
  • 用于结构比较研究;
  • 用于展示分类和顺序数据。

第26页:3.3 数值型数据的图表展示

3.3 数值型数据的图表展示

  • 3.3.1 数据分组
  • 3.3.2 数值型数据的图示

第27页:数据分组

单变量值分组:

  • 把每一个变量的取值都作为分组标志形成一组;
  • 单变量值分组方法适合于离散变量;
  • 适用于变量值较少的情况。
  • 组距分组
  • 将某一区间的变量值作为一组
  • 适用于连续变量
  • 适用于变量值较多的情况
  • 分为等距分组和不等距分组

第28页:组距分组相关概念

下限(low limit):一个组的最小值

  • 上限(upper limit):一个组的最大值
  • 组距(class width):上限与下限之差
  • 组中值(class midpoint):下限与上限之间的中点值下限值+上限值2组中值=上限值-下限值组距=

第29页:组距分组的步骤

排序。将变量按照一定的大小顺序进行排序,通常是由小至大的递增顺序。

  • 确定组数。一组数据所分的组数K不应少于5组且不多于15组,即5<K<15。在实际分组时,也可以借助经验公式来确定组数K,
  • 确定各组的组距。
  • 根据分组整理成频数分布表。最大值-最小值组数组距=

第30页:例3.6 口语测试成绩分组

组距分组(例题分析)【例3.6】某高校国际贸易学专业共有130名学生,学校对该专业的所有学生进行了一次专业外语口语测试,其成绩如表3—17所示,试对下列数据进行分组分析。

74757871818471868565749183987377876863836559877285696458627075917373868386717572679075907957808494727384757364718468855885758052659083927889827379868276948686578467795678938679678264766895766773567081638382798878687695668682827268847093698377759669635460975471Excel组距分组操作SPSS组距分组操作

第31页:成绩分组频数分布表

上下组限重叠的频数分布表:下表列出相关数据。

上下组限重叠的频数分布表
成绩分组频数(人数)频率(%)累积频率(%)
50—60107.697.69
60—702418.4626.15
70—804333.0859.23
80—903829.2388.46
90—1001511.54100.00
合计130100.00—

上下组限间断的频数分布表:下表列出相关数据。

上下组限间断的频数分布表
成绩分组频数(人数)频率(%)累积频率(%)
50—59107.697.69
60—692418.4626.15
70—794333.0859.23
80—893829.2388.46
90—991511.54100.00
合计130100.00—

开口组的频数分布表:下表列出相关数据。

开口组的频数分布表
成绩分组频数(人数)频率(%)累积频率(%)
60以下107.697.69
60—692418.4626.15
70—794333.0859.23
80—893829.2388.46
90以上1511.54100.00
合计130100.00—

三种分组方式的频数均为10、24、43、38、15,合计130人;频率由频数除以130计算,累积频率逐组累加。

第32页:直方图

直方图(histogram)用矩形的宽度和高度(即面积)来表示频数分布的图形,通常用来表示分组数据的频数分布。

第33页:直方图与条形图的区别

条形图是用条形的长度(横置时)表示各类别频数的多少,其宽度(表示类别)则是固定的。

  • 直方图是用面积表示各组频数的多少,矩形的高度表示每一组的频数或百分比,宽度则表示各组的组距,其高度与宽度均有意义。
  • 直方图的各矩形通常是连续排列,条形图则是分开排列。
  • 条形图主要用于展示分类数据,直方图则主要用于展示数值型数据。

第34页:茎叶图

茎叶图:本页说明茎叶图的构成与读法——由“茎”和“叶”两部分组成,以该组数据的高位数值作树茎、低位数字作树叶,树叶上只保留最后一位数字,因此它既是显示未分组原始数据分布的图形,又能够给数据排序。

本页另给出根据【例3.6】130名学生专业外语口语测试成绩由SPSS绘制的茎叶图(Stem-and-Leaf Plot),图中按树茎5至9列出各组的频数与树叶,并注明Stem width为10、Each leaf为1个案例。

原页SPSS输出的频数与树叶数据在文本中提取后粘连严重,未还原为规范表格,具体数值请以原课件图形为准,建议人工对照原图补充。

第35页:箱线图

箱线图(box plot)是含有丰富信息的图,由一组数据的最大值、最小值、中位数和两个四分位数5个特征值绘制而成的、主要反应原始数据分布的图形。

最大值最小值中位数上四分位数下四分位数用中位数/四分位数/极差箱形图来表示的【例3.6】。

第36页:散点图

和线图(1)散点图散点图(scatter plot)是用二维平面直角坐标展示两个定量变量之间关系的一种图示,主要用来表达两变量间的相关关系。

用横坐标轴代表变量x,用纵坐标轴代表变量y,两个变量的每组数据(xi,yi)用一个点表示,这样n组数据在坐标系中形成了n个散点,它们与坐标轴一起就构成了散点图。

第37页:例3.7 固定资产投资与GDP数据

1996年—2010年国内生产总值与全社会固定资产投资数据:下表列出相关数据。

1996年—2010年国内生产总值与全社会固定资产投资数据
年份全社会固定资产投资(亿元)国内生产总值(亿元)
19962291471177
19972494178973
19982840684402
19992985589677
20003291899215
200137213109655
200243500120333
200355567135823
200470477159878
200588774183085
2006109998216314
2007137324265810
2008172828314045
2009224599340903
2010278140397983

本表数据由课件原页粘连文本按年份顺序还原,单位均为亿元;两项指标呈较强正相关,可用SPSS绘制散点图。

第38页:散点图例题分析

本页为【例3.7】的散点图结果,横轴为全社会固定资产投资、纵轴为国内生产总值,散点沿一条上升的直线分布,显示两者存在较强的正线性相关关系。

第39页:线图

线图(line plot)主要用来描述定量变量随时间变化的特征,即时间序列趋势的特征,因此也可以称为时间序列图。

第40页:三维散点图

、气泡图和雷达图(1)三维散点图三维散点图(3D Scatter plots)是用三维坐标展示三个定量变量之间关系的一种图示,用三个变量(xi,yi,zi)定位一个点,在三维坐标中表示出来,可以用来研究三个变量之间的相互关系。

第41页:例3.8 三项指标数据表

2001年—2010年国内生产总值、全社会固定资产投资与社会零售品消费总额:下表列出相关数据。

2001年—2010年国内生产总值、全社会固定资产投资与社会零售品消费总额
年份社会零售品消费总额(亿元)全社会固定资产投资(亿元)国内生产总值(亿元)
20014305537213109655
20024813543500120333
20035251655567135823
20045950170477159878
20056717788774183085
200679145109998216314
200793572137324265810
2008114830172828314045
2009132678224599340903
2010156998278140397983

本表数据由课件原页粘连文本按年份顺序与三组指标的排列还原,单位均为亿元,用于绘制三维散点图进行三项指标对比。

第42页:三维散点图例题分析

本页为【例3.8】的三维散点图结果,三个坐标轴分别表示国内生产总值、全社会固定资产投资与社会零售品消费总额,散点呈明显的带状上升趋势。

第43页:气泡图

气泡图(bubble chart)也可用于展示三个变量之间的关系。

它与散点图类似,绘制时将一个变量放在横轴,另一个变量放在纵轴,而第三个变量则用气泡的大小来表示。

第44页:雷达图

雷达图(radar chart)是显示多个变量的常用图示方法,也称为蜘蛛图(spider chart)。

  • 也称为蜘蛛图(spiderchart)
  • 显示多个变量的图示方法
  • 在显示或对比各变量的数值总和时十分有用
  • 假定各变量的取值具有相同的正负号,总的绝对值与图形所围成的区域成正比
  • 可用于研究多个样本之间的相似程度

第45页:雷达图的做法

  • 设有n组样本S1,S2,…,Sn,每个样本测得P个变量X1,X2,…,XP,要绘制这P个变量的雷达图,其具体做法是:先做一个圆,然后将圆P等分,得到P个点,令这P个点分别对应P个变量,在将这P个点与圆心连线,得到P个幅射状的半径,这P个半径分别作为P个变量的坐标轴,每个变量值的大小由半径上的点到圆心的距离表示将同一样本的值在P个坐标上的点连线。这样,n个样本形成的n个多边形就是一个雷达图

第46页:例3.9 东北三省消费支出

雷达图(例题分析):本页以【例3.9】为例,使用2008年东北三省(辽宁、吉林、黑龙江)城镇居民家庭人均全年消费性支出数据绘制雷达图,比较三省在食品、服装、居住、家庭设备用品、医疗保健、交通与通信、教育文化娱乐、杂项商品与服务八个方面的消费支出构成。

原页中三省八个消费项目的支出数据在文本中提取后粘连严重,无法安全切分为规范表格,具体数值请以原课件图形为准,建议人工对照原图补充。

第47页:雷达图例题分析

本页为【例3.9】的雷达图结果,以八个消费支出项目为坐标轴,分别绘制辽宁、吉林、黑龙江三省的多边形用于比较消费结构差异。

第48页:3.4 统计图表的合理使用

3.4 统计图表的合理使用

  • 3.4.1 统计图形的设计
  • 3.4.2 统计表的设计

第49页:统计图形的设计

统计图构成:

  • 标题,即图的名称,简明扼要说明资料的中心内容。
  • 标目,分为纵标目与横标目,分别表示纵轴与横轴数字刻度的意义。
  • 点线条面,借以用来显示数据的元素,这是图形的主体部分,用于显示数据和展示数据的规律和关系。
  • 刻度,指在纵轴或横轴上的坐标。
  • 图例,其目的是为了使读者能区分统计图中各种图形的意义。3.4.1统计图形的设计

第50页:统计图作用与鉴别准则

探究数据集的内容;

  • 用于发现数据之中的结构;
  • 检查统计模型之中的假设;
  • 沟通传达分析结果。鉴别图形优劣的准则:
  • 精心设计、有助于洞察问题的实质
  • 使复杂的观点得到简明、确切、高效的阐述
  • 能在最短的时间内以最少的笔墨给读者提供最大量的信息
  • 能够多维的表述数据的真实情况统计图作用

第51页:统计表的作用

:

  • 利用表格形式进行展示、合并或安排数据,可以使这些数据变得一目了然,清晰易懂,并能简明地反应数据的分布特征;
  • 统计表便于对统计数据进行对照、比较和分析,有利于计算统计分析指标;
  • 在统计分析报告中使用统计表,可以节省文字叙述篇幅,便于阅读和理解,可以紧凑有力的说明问题;
  • 最后,统计表还是积累和汇总统计资料,进行统计分析的工具。3.4.2统计表的设计

第52页:货物进出口总额统计表

表3—24 2006—2010年我国货物进出口总额:下表列出相关数据。

表3—24 2006—2010年我国货物进出口总额
年份货物出口总额(亿美元)货物进口总额(亿美元)
200696907915
2007122059561
20081430711326
20091204610059
20101577913948

资料来源:中华人民共和国2010年国民经济和社会发展统计公报,中华人民共和国国家统计局,2011年2月。注:统计数据未包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省。

第53页:编制统计表遵循规则

统计表的结构要合理,内容要简练,形式要美观。

  • 统计表一般使用“三线表”的形式,表的上下两端横线一般用粗线条绘制,用细线把行标题和数字资料进行分离,统计表的左右两端不封口。
  • 表头一般应包括表号、总标题和表中数据的单位等内容。
  • 表中的数据一般是右对齐,有小数点时应以小数点对齐,而且小数点的位数应统一。
  • 在绘制统计表时,为保证统计资料的科学性与严肃性,在统计表下,应注明资料来源。编制统计表遵循规则

第54页:第3章结束致谢页

本页为第三章课件的结束致谢页。

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