統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)種類

通常，統(tǒng)計(jì)研究對(duì)象內(nèi)容的設(shè)計(jì)可稱為橫向設(shè)計(jì)。統(tǒng)計(jì)工作過(guò)程的設(shè)計(jì)則可稱為縱向設(shè)計(jì)。

（1）整體設(shè)計(jì)和專項(xiàng)設(shè)計(jì)：按研究對(duì)象范圍劃分。

整體設(shè)計(jì)是將統(tǒng)計(jì)研究?jī)?nèi)容作為一個(gè)整體，對(duì)其進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)。

專項(xiàng)設(shè)計(jì)是從研究對(duì)象的某一部分出發(fā)，對(duì)該方面的具體內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。

一個(gè)企業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的設(shè)計(jì)、全國(guó)工業(yè)統(tǒng)計(jì)工作的設(shè)計(jì)是整體設(shè)計(jì)。

專項(xiàng)設(shè)計(jì)是對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象的某個(gè)方面、某個(gè)部分進(jìn)行的設(shè)計(jì)。例：人口普查的設(shè)計(jì)、工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)計(jì)的設(shè)計(jì)。

（2）全過(guò)程設(shè)計(jì)和單階段設(shè)計(jì)：按工作階段劃分。

全過(guò)程設(shè)計(jì)是對(duì)統(tǒng)計(jì)工作中經(jīng)歷的各個(gè)階段所進(jìn)行的全面設(shè)計(jì)，從確定統(tǒng)計(jì)內(nèi)容、統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系開始到分析硬件 全過(guò)程的通盤安排，其中包括統(tǒng)計(jì)工作階段所有的設(shè)計(jì)方案，及工作階段間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

單階段設(shè)計(jì)則是對(duì)統(tǒng)計(jì)工作過(guò)程中某一具體階段所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，一般體現(xiàn)某一階段具體的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)方案。

（3）長(zhǎng)期設(shè)計(jì)和短期設(shè)計(jì)：按時(shí)期不同劃分。

長(zhǎng)期設(shè)計(jì)是指較長(zhǎng)時(shí)期的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)，如五年以上的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)。

短期設(shè)計(jì)一般是指一年或年度內(nèi)的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)。兩年或三年的統(tǒng)計(jì)工作設(shè)計(jì)，一般稱為中期統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)。2100433B

（1）統(tǒng)計(jì)是需要高度集中統(tǒng)一的工作。這就要求必須事先制定出經(jīng)過(guò)通盤考慮過(guò)的設(shè)計(jì)方案才能實(shí)現(xiàn)。

（2）統(tǒng)計(jì)工作不再是僅僅以單項(xiàng)的統(tǒng)計(jì)活動(dòng)為主體，而是要把認(rèn)識(shí)對(duì)象作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行全面的、綜合的反映和研究。

（3）從認(rèn)識(shí)順序來(lái)講，統(tǒng)計(jì)工作是從對(duì)客觀對(duì)象的定性認(rèn)識(shí)開始的。沒(méi)有這種定性認(rèn)識(shí)，就不知道去調(diào)查什么和怎么調(diào)查，也不知道去研究什么和怎么研究。

（4）從統(tǒng)計(jì)實(shí)踐來(lái)看，加強(qiáng)和重視統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)工作對(duì)完成整個(gè)統(tǒng)計(jì)工作，保證統(tǒng)計(jì)工作的質(zhì)量是必需的。

統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是對(duì)統(tǒng)計(jì)研究對(duì)象的內(nèi)容和統(tǒng)計(jì)工作過(guò)程通盤規(guī)劃和統(tǒng)籌規(guī)劃的綜合，各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)工作由于研究目的不同，以統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容上會(huì)存在具體差異，但它們?cè)谥饕獌?nèi)容上是具有共性的，一般包括以下幾個(gè)方面：

①統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和指標(biāo)體系；

②與統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系相聯(lián)系的統(tǒng)計(jì)分類和分組；

③搜集統(tǒng)計(jì)資料的方法；

④統(tǒng)計(jì)工作各個(gè)部門和各個(gè)階段的協(xié)調(diào)與關(guān)聯(lián)；

⑤統(tǒng)計(jì)力量的組織和安排。

統(tǒng)計(jì)全階段設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要有：

①明確規(guī)定統(tǒng)計(jì)工作的目的；

②確定統(tǒng)計(jì)對(duì)象的范圍；

③規(guī)定統(tǒng)計(jì)的空間標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)；

④根據(jù)統(tǒng)計(jì)研究的目的，制訂出調(diào)查登記的項(xiàng)目，分類和分組的方法以及統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的計(jì)算方法；

⑤制定保證統(tǒng)計(jì)資料準(zhǔn)確性的方法；

⑥規(guī)定各個(gè)階段的工作進(jìn)度，時(shí)間安排,各個(gè)工作階段的聯(lián)系和各階段的基本方法;

⑦安排好統(tǒng)計(jì)工作全過(guò)程的組織工作。

統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)是統(tǒng)計(jì)工作實(shí)施的基本依據(jù),是使統(tǒng)計(jì)工作協(xié)調(diào)地、有秩序地、順利地進(jìn)行的必要條件，是保證以后統(tǒng)計(jì)調(diào)查、統(tǒng)計(jì)整理和統(tǒng)計(jì)分析諸階段工作質(zhì)量的重要前提。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)統(tǒng)計(jì)工作起兩方面的作用：

①?gòu)恼J(rèn)識(shí)上講，是對(duì)統(tǒng)計(jì)總體的定性認(rèn)識(shí)和定量認(rèn)識(shí)的連接點(diǎn)。它將研究對(duì)象作為一個(gè)整體進(jìn)行全面的反映和研究，避免統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一。

②從工作上講，它起通盤安排的作用，分清主次先后，按需要和可能采用不同的統(tǒng)計(jì)方法，避免重復(fù)和遺漏，使統(tǒng)計(jì)工作有秩序地順利地進(jìn)行。

統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)是統(tǒng)計(jì)工作的首要階段，是根據(jù)統(tǒng)計(jì)研究的目的和研究對(duì)象的特點(diǎn)，明確統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和指標(biāo)體系，以及對(duì)應(yīng)的分組方法，并以分析方法指導(dǎo)實(shí)際的統(tǒng)計(jì)活動(dòng)。其基本任務(wù)是制定出各種統(tǒng)計(jì)工作方案，是統(tǒng)計(jì)工作過(guò)程不可缺少的重要環(huán)節(jié)之一，是統(tǒng)計(jì)工作的指導(dǎo)依據(jù)。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)所制定的方案包括：統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系、統(tǒng)計(jì)分類目錄、統(tǒng)計(jì)報(bào)表制度、統(tǒng)計(jì)調(diào)查方案、統(tǒng)計(jì)匯總或整理方案以及統(tǒng)計(jì)分析方案等諸多方面的內(nèi)容。

《試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)》著重介紹了環(huán)境與資源研究中常見的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析的基本原理與方法、常用的多元統(tǒng)計(jì)分析方法及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)軟件應(yīng)用。

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，合理地設(shè)計(jì)試驗(yàn)，正確地分析試驗(yàn)結(jié)果，特別是熟練地運(yùn)用計(jì)

算機(jī)軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析，已經(jīng)成為高素質(zhì)科技人才的必備技能。本書是特地根據(jù)環(huán)

境與資源相關(guān)專業(yè)對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析方法的要求而編寫的。

本書的寫作是在作者多年從事試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析的教學(xué)和應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上完成的。全書共九章，可概括為六部分：第一部分(第一、二章)，為試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析的基本原理，主要介紹試驗(yàn)資料的統(tǒng)計(jì)描述、統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的基本原理與各種統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)方法。第二部分

(第三、四章)，介紹試驗(yàn)設(shè)計(jì)和抽樣調(diào)查的基本原理、類型及方法。第三部分(第五、七章)，為各種比較性試驗(yàn)的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析方法，是本書的重點(diǎn)之一，其核心內(nèi)容是方差分析。第四部分(第六章)，為變量之間相互關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析，主要內(nèi)容有一元線性回歸與相關(guān)、多元線性回歸、多項(xiàng)式回歸、可直線化的曲線回歸分析等。第五部分(第八章)，簡(jiǎn)要介紹多元統(tǒng)計(jì)分析方法，包括逐步回歸分析、通徑分析、聚類分析、判別分析、主成分分析、因子分析、典型相關(guān)分析和時(shí)間序列分析。第六部分(第九章)，在介紹運(yùn)用Excel電子表格數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法和技巧的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)敘述應(yīng)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)與各種統(tǒng)計(jì)分析方法。

書中內(nèi)容側(cè)重于各種統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用，在統(tǒng)計(jì)原理方面，一般只給出概念的介紹和公式的

簡(jiǎn)單推導(dǎo)，而避開復(fù)雜繁瑣的公式推導(dǎo)。有關(guān)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算方法，本教材不再采用以往教材介紹的

適用于筆算的冗長(zhǎng)公式和繁瑣的算法，而是介紹思路清晰、方法簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)整理和計(jì)算器中數(shù)

據(jù)的輸入與輸出過(guò)程。 目的在于使讀者通過(guò)本書的學(xué)習(xí)，掌握試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理與方法，了解有關(guān)統(tǒng)計(jì)分析方法的原理與適用條件，能熟練地運(yùn)用ExceZ、DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果作出正確的專業(yè)解釋。

在本書的編寫過(guò)程中參考了國(guó)內(nèi)外的有關(guān)書籍和資料(主要書目列于書后)，引用了其中的一些內(nèi)容和實(shí)例，在此，對(duì)所有作者和譯者表示誠(chéng)摯的感謝。本書的編寫得到了浙江大學(xué)教材建設(shè)委員會(huì)和環(huán)境與資源學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持；浙江大學(xué)理學(xué)院陳叔平教授對(duì)本書的編寫提出了很多建設(shè)性的意見；浙江大學(xué)出版社領(lǐng)導(dǎo)和工作人員特別是杜玲玲編輯對(duì)本書的出版給予了熱情的支持和幫助，在此，一并表示衷心的感謝。

由于編者水平所限，雖經(jīng)反復(fù)修改但錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

方 萍

2003年1月于杭州華家池

第一章 統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié) 幾個(gè)常用統(tǒng)計(jì)術(shù)語(yǔ)

一、總體與樣本

二、變數(shù)與數(shù)據(jù)資料

三、參數(shù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)

四、誤差與錯(cuò)誤

五、準(zhǔn)確性與精確性

第二節(jié) 數(shù)據(jù)資料的初步整理

第三節(jié) 統(tǒng)計(jì)特征數(shù)

一、表征數(shù)據(jù)資料集中趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)

二、表征數(shù)據(jù)資料變異程度的統(tǒng)計(jì)特征數(shù)

三、常用統(tǒng)計(jì)特征數(shù)的計(jì)算器求算

第四節(jié) 概率論基礎(chǔ)

一、隨機(jī)事件與概率

二、概率分布

第五節(jié) 抽樣分布

一、樣本平均數(shù)的分布

二、樣本平均數(shù)差數(shù)的分布

三、t分布

四、x2卡方)分布

五、F分布

第二章 統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)

第一節(jié) 試驗(yàn)結(jié)果的直觀分析及其存在問(wèn)題

一、試驗(yàn)結(jié)果直觀分析及其存在問(wèn)題

二、試驗(yàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)原因

第二節(jié) 統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)概述

一、統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的意義

二、統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的基本步驟

三、統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的兩類錯(cuò)誤

四、雙尾檢驗(yàn)與單尾檢驗(yàn)

五、假設(shè)檢驗(yàn)應(yīng)注意的問(wèn)題

第三節(jié) 平均數(shù)比較的假設(shè)檢驗(yàn)

一、單個(gè)總體平均數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)

二、兩個(gè)正態(tài)總體平均數(shù)比較假設(shè)檢驗(yàn)

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統(tǒng)計(jì)量樣本矩

設(shè)x1,x2，…，xn是一個(gè)大小為n的樣本，對(duì)自然數(shù)k，分別稱 為k階樣本原

點(diǎn)矩和k階樣本中心矩，統(tǒng)稱為樣本矩。許多最常用的統(tǒng)計(jì)量，都可由樣本矩構(gòu)造。例如，樣本均值（即α1）和樣本方差 是常用的兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量，前者反映總體中心位置的信息，后者反映總體分散情況。還有其他常用的統(tǒng)計(jì)量，如樣本標(biāo)準(zhǔn)差，樣本變異系數(shù)S/塣，樣本偏度，樣本峰度等都是樣本矩的函數(shù)。若(x1,Y1），（x2,Y2），…，（xn,Yn）是從二維總體（x，Y）抽出的簡(jiǎn)單樣本，則樣本協(xié)方差·及樣本相關(guān)系數(shù) 也是常用的統(tǒng)計(jì)量，r可用于推斷x和Y的相關(guān)性。

統(tǒng)計(jì)量次序統(tǒng)計(jì)量

把樣本X1,x2，…，xn由小到大排列，得到，稱之為樣本x1,x2，…

,xn的次序統(tǒng)計(jì)量。其中最小次序統(tǒng)計(jì)量x⑴最大次序統(tǒng)計(jì)量x(n）稱為極值，在那些如年枯水量、年最大地震級(jí)數(shù)、材料的斷裂強(qiáng)度等的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題中很有用。還有一些由次序統(tǒng)計(jì)量派生出來(lái)的有用的統(tǒng)計(jì)量，如：樣本中位數(shù) 是總體分布中心位置的一種度量，若樣本大小n為奇數(shù)，，若n為偶數(shù)，，它容易計(jì)算且有良好的穩(wěn)健性。樣本p分位數(shù)Zp(0<p<1）及極差x(n)-x⑴也是重要的統(tǒng)計(jì)量。其中Zp當(dāng)時(shí)即為中位數(shù)，而當(dāng)時(shí)，表示不超過(guò)1 np的最大整數(shù)）。樣本分位數(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用是構(gòu)造連續(xù)總體分布的非參數(shù)性容忍區(qū)間（見區(qū)間估計(jì)）。

統(tǒng)計(jì)量U統(tǒng)計(jì)量

這是W.霍夫丁于1948年引進(jìn)的，它在非參數(shù)統(tǒng)計(jì)中有廣泛的應(yīng)用。其定義是：設(shè)x1,x2，…，xn，為簡(jiǎn)單樣本，m為不超過(guò)n的自然數(shù)，為m元對(duì)稱函數(shù)，則稱 為樣本x1,x2，…，xn的以為核的U統(tǒng)計(jì)量。樣本均值和樣本方差都是它的特例。從霍夫丁開始，這種統(tǒng)計(jì)量的大樣本性質(zhì)得到了深入的研究，主要應(yīng)用于構(gòu)造非參數(shù)性的量的一致最小方差無(wú)偏估計(jì)（見點(diǎn)估計(jì)），并在這種估計(jì)的基礎(chǔ)上檢驗(yàn)非參數(shù)性總體中的有關(guān)假設(shè)。

統(tǒng)計(jì)量秩統(tǒng)計(jì)量

把樣本X1，X2，…，Xn 按大小排列為，若 則稱Ri為xi的秩，全部n個(gè)秩R1，R2，…，Rn構(gòu)成秩統(tǒng)計(jì)量，它的取值總是1,2，…，n的某個(gè)排列。秩統(tǒng)計(jì)量是非參數(shù)統(tǒng)計(jì)的一個(gè)主要工具。

還有一些統(tǒng)計(jì)量是因其與一定的統(tǒng)計(jì)方法的聯(lián)系而引進(jìn)的。如假設(shè)檢驗(yàn)中的似然比原則所導(dǎo)致的似然比統(tǒng)計(jì)量，K.皮爾森的擬合優(yōu)度（見假設(shè)檢驗(yàn)）準(zhǔn)則所導(dǎo)致的Ⅹ統(tǒng)計(jì)量，線性統(tǒng)計(jì)模型中的最小二乘法所導(dǎo)致的一系列線性與二次型統(tǒng)計(jì)量，等等。