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SPSSAI帮助中心丨综合评价-灰色关联分析

SPSSAI帮助中心丨综合评价-灰色关联分析 SPSSAI
2025-04-02
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导读:「灰色关联分析」(Grey Relational Analysis, GRA)是一种基于灰色系统理论的统计方法,用于量化不同序列之间的相似程度。

  1. 概念与定义

灰色关联分析是一种基于灰色系统理论的统计方法,用于量化不同序列之间的相似程度。该方法通过比较“母序列”(基准序列)与多个“特征序列”(待比较序列)在各观测点的离差,计算关联系数以评估特征序列与母序列的关联性。

2.核心公式

其中:

Δij:第 j 个特征序列与母序列在第 i 时刻的绝对差;

Δmin 和 Δmax:所有差值中的最小值和最大值;

ρ:分辨系数(默认值为 0.5,范围为 0~1)。

适用场景:

1.经济统计:比较不同指标对核心指标的影响;

2.工程与社会科学:识别与目标变量关系最密切的因素;

3.时间序列分析:衡量备选序列与基准序列的动态趋同性。

该方法对小样本和不完整信息具有较好的适应性,更适合形态相似度的比较。

——使用SPSSAI完成灰色关联分析

1.选择分析方法

step1.登录SPSSAI数据分析(www.spss-ai.com),在首页或侧边栏找到“综合评价”分组,点击“灰色关联分析”进入配置页面

step2.调整无量纲处理方式和分辨系数 ρ 等参数。

2.上传分析数据

step1.支持XLSX、CSV、SAV、DTA、SAS7BDAT格式,不支持老式.xls。文件第一行为列名,建议大小不超过10MB。

step2.点击后,预览数据数据无误点击上传。

变量类型

母序列与特征序列必须为定量型数据;

时间列(可选)需能代表时序(如年份、月份)。

3.数据拖拽开始分析

step1.在中间面板选中对应列,拖拽至右侧面板。

step2.参数:

无量纲处理方式:可选 init(初值化)、mean(均值化)、none(无处理)、range(极差标准化)、zscore(标准化);

分辨系数 ρ:默认值为 0.5,范围为 (0,1)。


step3.完成拖拽后,点击“开始分析”,系统将自动完成无量纲化及关联系数运算,并生成可视化报告。

变量类要求:

将特征序列(≥2 列)拖至“特征序列”区域;

将母序列(1 列)拖至“母序列”区域;

若有时间列,可拖至“时间列”区域。

——使用SPSSAI完成灰色关联分析

输出结果一:关联系数时序表

含义:按时间逐行列出每个特征序列与母序列在该时刻的关联系数,最后一行为各特征序列的平均关联系数。

解读:

若某特征序列在某一时刻的关联系数较高(如 0.85),表明其与母序列在该时刻非常接近;

若某特征序列的平均关联系数较高(如 0.90),表明其整体与母序列的相似度较高。

输出结果二:条形图(平均关联系数) + 排名表

条形图:直观展示各特征序列的平均关联系数;

排名表:按平均关联系数从高到低排列各特征序列。

示例解读:

若 X3 的平均关联系数为 0.91,位列第一,表明 X3 与母序列的整体走势最为贴近;

若 X2 的平均关联系数为 0.66,位列第三,表明其与母序列的相似度较低。

输出结果三:折线图(时序关联系数)

横轴:时间点(如年份);

纵轴:关联系数(0~1);

解读:

观察各特征序列的关联系数随时间的变化趋势;

若某特征序列的关联系数在某一时间段内持续上升,表明其与母序列的相似度在增强;

若某特征序列的关联系数在某一时间段内波动较大,表明其与母序列的相关性不稳定。

输出结果四:平行坐标图

维度:每个时间点为一条平行坐标轴;

数据:每个特征序列在所有时间点的关联系数构成一条折线;

解读:

若某条线整体高于其他线,表明该特征序列在各时期均具有较高的关联系数;

若某条线波动较大,表明该特征序列与母序列的相关形态随时间变化显著。

输出结果五:雷达图(平均关联系数)

维度:每个特征序列为一个雷达图维度;

半径:关联系数(0~1);

解读:

若某特征序列在雷达图上明显外扩,表明其平均关联系数较高;

若某特征序列在雷达图上靠近中心,表明其与母序列的差距较大。

输出结果六:智能解析

系统自动生成解读文本,例如:

“最高关联度: 0.91 (X3),最低: 0.62 (X2);中位数=0.70,表明整体关联度良好。”

“建议:如需更强区分度,可调低 ρ 或使用 range/zscore 方法。”

——使用SPSSAI完成灰色关联分析

  • 数据质量:缺失值和异常值会削弱分析结论的可靠性;

  • 样本规模:时序数据过少可能导致关联系数波动较大,需谨慎解读;

  • 分辨系数 :过大或过小的 可能导致结果过度集中或缺乏对比;

  • 变量多重关联:多个特征序列高度相关时,需注意多重共线性或冗余分析;

  • 后续处理:发现某些特征序列与母序列极不相关时,可从业务视角剔除或进一步研究;

  • 定制化需求:若需结合其他方法(如回归、因子分析)或定制复杂模型,可联系平台顾问获取个性化方案。


——使用SPSSAI完成灰色关联分析

灰色关联分析步骤

1.确定序列

比较序列:X1,X2,…,Xn,表示各评价对象的指标数据。

参考序列:X0=(x0(1),x0(2),…,x0(m))T,表示评价标准。

2.数据标准化

为消除量纲影响,需对数据进行标准化处理,常用方法包括初值化和均值化。

3.计算关联系数

通过公式计算比较序列与参考序列的关联系数:

其中:

Δmin=minimink∣x0(k)−xi(k)∣(绝对差最小值)

Δmax=maximaxk∣x0(k)−xi(k)∣(绝对差最大值)

Δik=∣x0(k)−xi(k)∣(绝对差)

ρ∈(0,1) 为分辨系数,通常取 0.5。

4.计算关联度

关联度为关联系数的加权平均值:

其中 Wk 为权重,反映各指标的重要性。

5.结果分析

根据关联度大小排序,关联度越大,评价对象与参考序列的相似性越高。

6.关键点总结

核心思想:通过几何形状相似性评估关联程度。

关键参数:分辨系数 ρ 控制区分能力,越小区分越强。

应用场景:多用于多指标综合评价,如系统性能分析、决策支持等。

——使用SPSSAI完成灰色关联分析

# 参考文献

  1. 付雅芳, 杨任农, 刘晓东, 等. 基于灰色关联分析的软件工作量估算方法[J]. 系统工程与电子技术, 2012, 34(11): 2384-2389. DOI:10.3969/j.issn.1001-506X.2012.11.34.

  2. 刘思峰, 蔡华, 杨英杰, 等. 灰色关联分析模型研究进展[J]. 系统工程理论与实践, 2013, 33(8): 2041-2046.

  3. 刘思峰, 杨英杰, 吴利丰, 等. 灰色系统理论及其应用[M]. 北京:科学出版社, 2014.

  4. 党耀国, 王俊杰, 叶璟. 灰色评价与预测建模技术研究[M]. 北京:科学出版社, 2022.

  5. 谭学瑞, 邓聚龙. 灰色关联分析:多因素统计分析新方法[J]. 统计研究, 1995, 12(3): 46-48

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