SPSS分析技术:多重线性回归模型;极端值与多重共线性的识别与处理
如果拟合质量不好,可能存在的问题主要有以下两个方面:
极端值(强点)的影响。我们都知道,在线性回归分析中,自变量回归系数的确定主要采用最小二乘法,而最小二乘法的原理就是兼顾每个数据点的影响,使得最后的离差平方和最小。最小二乘法就好比生活中的老好人,谁都不得罪,与某些小团体内的人人或者特别有个性的离群者都保持相同程度的联系,这时小团体的人很可能因为看到其与离群者的关系而刻意疏远他。用最小二乘法拟合得到的多重线性回归模型同样如此,会极大的受到极端值的影响而失去客观和准确性。
自变量间的多重共线性问题。多重共线性指自变量间存在线性相关关系,也就是说自变量间可以互相建立线性回归方程。若自变量间存在多重共线性关系,那么得到的多重线性回归模型也是不准确和不可用的。
案例分析
本篇采用的案例依旧是上篇文章:SPSS分析技术:回归模型的自变量筛选方法;全军出击OR稳扎稳打步步为营的内容。下面我们还是以上篇文章的数据来判断和解决极端值和多重共线性问题。文章的数据都已经上传到QQ群中,大家可以前往QQ群的群文件中下载,跟随学习。案例的研究背景是固体垃圾的产生量与城市不同用途土地面积之间的多重线性回归模型的建立。
极端值检查过程和结果
极端值可以用两种指标来检查:残差和极端值统计量。SPSS软件利用残差进行极端值检查需要在【分析】-【回归】-【线性】-【统计】中选择下图残差区域的个案诊断,系统默认的离群值为3个标准差(注意,这里将残差进行标准化处理)。
除此之外,还可以选择【保存】按钮,在影响统计中,将DfBeta、标准化DfBeta、DfFit、标准化DfFit和协方差比例选中。以上这些指标的分析逻辑都是比较删除某个记录前后,偏回归系数或残差的差异情况,以此来判断极端值(离群值),值越大,极端值的可能性越大。为了便于比较,其中两个标准差指标如果大于2,可以认为是极端值。
案例的分析结果
个案诊断结果,可以发现,第8个数据点的标准化残差值达到2.105,大于2,可以认为该数据点是极端值(离群值)。结合第8个数据点的标准化DfFit值1.42,虽然小于2,但是大于1。综合两个结果,可以认为该数据点是极端值。
对于极端值,我们不能盲目的直接删除了事。应该找到该值,考虑是否是录入错误或者是某些特殊情况导致该值的离群,如果是以上两种情况导致的,那么可以修改和删除该数据点。如果以上两种情况都不符合,那么需要考虑是否采用加权最小二乘法进行多重线性回归,或者增加样本量,看是否是样本量过小导致该值类似的情况出现较少,使得该值成为极端值。
多重共线性的检查与处理
自变量的多重共线性会导致得到的多重回归模型存在错误,不能显示自变量与因变量之间真实的相互关系情况。如果自变量间存在多重共线性关系,那么在用SPSS进行多重线性回归分析时,可能会出现以下这些违反逻辑的情况:
整个回归模型的假设检验是通过的,但是个别自变量的检验却无法通过。
专业上认为应该有统计学意义的自变量检验结果却是没有统计学意义。
有些自变量的回归系数大小或符号与实际情况相违背,难以解释。
增加或删除一个自变量,有些自变量的回归系数出现大的变动。
如果多重回归模型出现以上情况,那么就应该考虑自变量存在多重共线性问题。SPSS对于多重共线性的判断指标有以下几种:容忍度(Tolerance)、方差膨胀因子(VIF,Variance Inflation Factor)、特征根(Eigenvalue)、条件指数(Condition Index)和变异构成(Variance Proportion)。
容忍度(Tolerance)等于1减去以该自变量为因变量,其它自变量依旧为自变量的线性回归模型的决定系数的剩余值(1-R方)。显然,容忍度越小,共线性越严重。一般的认识是,当容忍度小于0.1时,存在严重的多重共线性。
方差膨胀系数(VIF)等于容忍度的倒数。一般情况下,VIF的值不应该大于5,放宽到容忍度的水平,就是不应该大于10。
特征根(Eigenvalue)对模型中常数项及所有自变量计算主成分,如果自变量间存在较强的线性相关关系,则前面的几个主成分数值较大,而后面的几个主成分较小,甚至接近于0。
条件指数(Condition Index)等于最大的主成分与当前主成分的比值的算数平方根。第一个主成分被定义为1。如果有几个条件指数较大,那么就提示存在多重共线性关系。
变异构成(Variance Proportion)是指回归模型中常数项和自变量项被主成分解释的比例。如果某个主成分对两个或多个自变量的解释的比例都较大,说明这几个自变量间存在一定的共线性。
在SPSS中选中【统计】按钮中的共线性诊断,就会输出上面的结果。
我们依旧使用上面的例题为例,介绍各种共线性诊断指标的作用。我们首先看容忍度和方差膨胀系数(VIF)的结果。可以看到在全部生成的四个线性回归模型中,只有最后一个模型的宾馆、餐饮用地和零售业用地这两个自变量的容差小于0.2,VIF值大于7,说明这两个自变量间存在共线性关系。
再结合特征根、条件指数和变异构成这三个指标。前面三个模型的特征根差距不大,第四个模型的前四个特征根与最后一个存在较大的差异,说明该模型可能存在共线性情况。再看条件指标,第四个模型的最后一个公因子的条件指标达到8.642,同样说明了这个可能性。最后看变异构成,最后一个公因子中,宾馆餐饮用地与零售业用地的公因子方差解释比例都达到0.96,说明它们之间存在共线性。
结合以上五个因子,我们可以认为宾馆餐饮用地与零售业用地这两个自变量间存在共线性情况。需要做进一步处理。
除了以上这五个指标以外,还可以使用前面提高过的散点图举证和简单线性相关系数矩阵来判断它们之间是否存在多重共线性关系。如果发现自变量间存在多重共线性时,可以采用以下方法解决:
逐步回归:逐步回归能够在一定程度上对多重共线性的自变量组合进行筛选,将对因变量变异解释较大的自变量保留,而将解释较小的自变量删除。遗憾的是,对于共线性较为严重时,逐步回归的变量自动筛选方法就显得无力了。
岭回归:岭回归是一种专门用于共线性数据分析的有偏估计回归方法,它实际上是一种改良的最下二乘法,通过放弃最小二乘法的无偏性,以损失部分信息,降低精度为代价来寻求效果稍差但是回归系数更符合实际的回归方程。
主成分回归:主成分回归能够对存在多重多重共线性的自变量提取主成分,提取出来的主成分之间是完全互相独立的,然后再用提取出来的主成分与其它的自变量一起进行多重线性回归。
路径分析:如果自变量之间的联系规律比较清楚,比如很多实证研究中的变量情况。那么可以考虑使用路径分析模型。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在职场中,许多言辞并非表面意思那么简单,有时需要听懂背后的“潜台词”。尤其在数据分析的领域里,掌握常用术语就像掌握一门新 ...
2025-01-04在当今信息化社会,数据分析已成为各行各业的核心驱动力。它不仅仅是对数字进行整理与计算,而是在数据的海洋中探寻规律,从而指 ...
2025-01-03又到一年年终时,各位打工人也迎来了展示成果的关键时刻 —— 年终述职。一份出色的年终述职报告,不仅能全面呈现你的工作价值, ...
2025-01-03在竞争激烈的商业世界中,竞品分析对于企业的发展至关重要。今天,我们就来详细聊聊数据分析师写竞品分析的那些事儿。 一、明确 ...
2025-01-03在数据分析的江湖里,有两个阵营总是争论不休。一派信奉“大即是美”,认为数据越多越好;另一派坚守“小而精”,力挺质量胜于规 ...
2025-01-02数据分析是一个复杂且多维度的过程,从数据收集到分析结果应用,每一步都是对信息的提炼与升华。可视化分析结果,以图表的形式展 ...
2025-01-02在当今的数字化时代,数据分析师扮演着一个至关重要的角色。他们如同现代企业的“解密专家”,通过解析数据为企业提供决策支持。 ...
2025-01-02数据分析报告至关重要 一份高质量的数据分析报告不仅能够揭示数据背后的真相,还能为企业决策者提供有价值的洞察和建议。 年薪 ...
2024-12-31数据分析,听起来好像是技术大咖的专属技能,但其实是一项人人都能学会的职场硬核能力!今天,我们来聊聊数据分析的核心流程,拆 ...
2024-12-31提到数据分析,你脑海里可能会浮现出一群“数字控”抱着电脑,在海量数据里疯狂敲代码的画面。但事实是,数据分析并没有你想象的 ...
2024-12-31关于数据分析师是否会成为失业高危职业,近年来的讨论层出不穷。在这个快速变化的时代,技术进步让人既兴奋又不安。今天,我们从 ...
2024-12-30数据分析师在现代企业中扮演着关键角色,他们的工作内容不仅丰富多样,还对企业的决策和发展起着重要的作用。正如一个经验丰富的 ...
2024-12-29数据分析师的能力要求 在当今的数据主导时代,数据分析师的角色变得尤为重要。他们不仅需要具备深厚的技术背景,还需要拥有业务 ...
2024-12-29随着技术的飞速发展与行业的持续变革,不少人心中都存有疑问:到了 2025 年,数据分析师还有前途吗?给你分享一篇阿里P8大佬最近 ...
2024-12-29如何构建数据分析整体框架? 要让数据分析发挥其最大效能,建立一个清晰、完善的整体框架至关重要。今天,就让我们一同深入探讨 ...
2024-12-27AI来了,数分人也可以很省力,今天给大家介绍7个AI+数据分析工具,建议收藏。 01酷表 EXCEL 网址:https://chatexcel.com/ 这是 ...
2024-12-26一个好的数据分析模型不仅能使分析具备条理性和逻辑性,而且还更具备结构化和体系化,并保证分析结果的有效性和准确性。好的数据 ...
2024-12-26当下,AI 的发展堪称狂飙猛进。从 ChatGPT 横空出世到各种大语言模型(LLM)接连上线,似乎每个人的朋友圈都在讨论 AI 会不会“ ...
2024-12-26数据分析师这个职业已经成为了职场中的“香饽饽”,无论是互联网公司还是传统行业,都离不开数据支持。想成为一名优秀的数据分析 ...
2024-12-26在数据驱动决策成为商业常态的今天,数据分析师这一职业正迎来前所未有的机遇与挑战。很多希望转行或初入职场的人士不禁询问:数 ...
2024-12-25