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后浪云带你简单聊聊SAS里头那个单因素方差分析到底咋用怎么搞

主要是根据网上一个叫“后浪云”的平台上,有人分享的关于SAS做单因素方差分析的经验来聊的,咱们就按照那个路子,用大白话把它捋一捋。

先整明白咱们要干啥:单因素方差分析是啥?

想象一下,你是个农学家,有三种不同品牌的肥料(比如叫A肥、B肥、C肥),你想知道,这三种肥料对玉米的产量到底有没有区别,你不能光凭感觉说“我觉得B肥好”,你得用数据说话。

这时候,单因素方差分析就派上用场了,这个“单因素”指的就是你研究的那个唯一的不同点,也就是“肥料品牌”,这个因素有三个“水平”,就是A、B、C三种肥料,而“方差分析”呢,简单说,就是看看不同品牌肥料组之间的产量差异(组间差异),是不是远远大于用了同一种肥料的不同地块之间的产量差异(组内差异)。

如果组间差异明显大于组内差异,那就说明肥料品牌这个“因素”对产量确实有影响,不是随机波动造成的,反之,如果组间差异和组内差异差不多,那可能说明这三种肥料效果没啥显著区别。

单因素方差分析的核心目的,就是检验一个分类变量(比如肥料品牌)对一个连续变量(比如玉米产量)是否产生了显著影响。

SAS里头怎么操作?主要用哪个“家伙什”?

根据“后浪云”提到的,在SAS里做这个分析,最常用、最直接的程序步是 PROC ANOVA,当然还有个 PROC GLM 更强大更通用,也能干这个活儿,但单因素的情况下,ANOVA 就够用了,而且更专一。

你的数据大概得长这样,假设你有一个数据集叫 corn_yield

后浪云带你简单聊聊SAS里头那个单因素方差分析到底咋用怎么搞

地块 肥料品牌 产量(公斤)
1 A 550
2 A 580
3 A 560
4 B 600
5 B 620
6 B 590
7 C 580
8 C 570
9 C 575

动手写代码

代码其实非常简洁,后浪云分享的核心代码框架是这样的:

proc anova data=corn_yield;
class fertilizer_brand;
model yield = fertilizer_brand;
means fertilizer_brand;
run;

咱们一句句掰开看:

  1. proc anova data=corn_yield;

    • proc anova:告诉SAS,“我要开始进行方差分析了”。
    • data=corn_yield:告诉SAS,“我要分析的数据集名字叫 corn_yield”,你得保证你的工作库里有这个数据集。
  2. class fertilizer_brand;

    • 这行是关键!class 语句是用来指明哪个变量是你的“分类变量”,也就是那个“因素”,这里就是“肥料品牌”(fertilizer_brand),SAS会知道,这个变量里的值(A, B, C)是代表不同的组,而不是具体的数值。
  3. model yield = fertilizer_brand;

    • model 语句是核心模型,它用公式的形式告诉SAS你要分析的关系,左边的 yield 是你的结果变量,也就是“产量”,它是连续型的数值,右边的 fertilizer_brand 就是那个分类因素,等号 可以理解成“被...所影响”或“由...来解释”,整句话就是:我想看产量是否受到肥料品牌的显著影响。
  4. means fertilizer_brand;

    后浪云带你简单聊聊SAS里头那个单因素方差分析到底咋用怎么搞

    • means 语句是可选的,但非常有用,它让SAS计算出每个肥料品牌组(A组、B组、C组)产量的平均值、标准差等描述性统计量,光知道有没有差异不行,还得看看谁高谁低,means 语句就能给你这个基本信息。
  5. run;

    告诉SAS,“我代码写完了,你开始跑吧”。

怎么看结果?重点瞅哪儿?

你运行完代码,SAS会输出一坨结果,别慌,咱们抓最重要的看,后浪云的内容里也重点强调了这一点。

找一张叫做 “方差分析表”(Analysis of Variance)” 的表,它大概长这样(数字是假设的):

来源 自由度DF 平方和SS 均方MS F值 Pr > F
模型(Model) 2 3000 1500 00 0025
误差(Error) 6 600 100
合计(Corrected Total) 8 3600

这里面,咱们最需要关心的就俩东西:

  1. F值:这个值越大,通常说明组间差异相对于组内差异越大,但光看绝对值不行,还得看下一个。
  2. P值(Pr > F):这个是终极判决书,通常我们以一个标准(比如0.05)作为界限。
    • 如果P值小于0.05(比如上面的0.0025),说明结果“显著”,意味着我们有足够的证据认为,这三种肥料带来的产量差异不是偶然发生的,肥料品牌对产量有显著影响,这时候你就可以兴奋地说:“看!不同的肥料效果就是不一样!”
    • 如果P值大于0.05(比如0.15),说明结果“不显著”,意味着目前的证据还不足以说明三种肥料有差别,观察到的差异很可能是随机误差导致的,你可能得考虑是不是样本量不够,或者肥料本身真就没区别。

如果显著了,接下来干啥?

后浪云带你简单聊聊SAS里头那个单因素方差分析到底咋用怎么搞

当P值显著,告诉你“有区别”之后,你自然会问:“那是谁和谁有区别?A和B一样吗?B比C好吗?” 这时候就需要进行“两两比较”。

后浪云提到了一个叫 “Tukey's HSD检验” 的方法,这个方法的好处是它同时比较所有组,能更好地控制犯错误的概率。

怎么用呢?就在刚才的代码里,给 means 语句加个选项就行了:

proc anova data=corn_yield;
class fertilizer_brand;
model yield = fertilizer_brand;
means fertilizer_brand / tukey;
run;

注意 means 那一行变成了 means fertilizer_brand / tukey;,多了个 / tukey

运行后,输出结果里会多出一张表,专门显示Tukey检验的结果,它会用字母或者直接给出P值来标明哪两组之间有显著差异,哪两组之间没有,比如可能会显示A和B有显著差异,但A和C、B和C之间没差异,这样你就知道,主要是B肥料的效果脱颖而出。

总结一下

所以你看,用SAS搞单因素方差分析,其实就这几步:

  1. 把数据准备好,一个分类因素,一个连续结果。
  2. proc anova 过程。
  3. class 语句指定分类变量。
  4. model 语句设定模型。
  5. means 语句看基本统计量,加 tukey 选项做两两比较。
  6. 在结果里重点看方差分析表的P值,判断是否显著;如果显著,再看Tukey检验的结果,具体了解差异在哪里。

整个过程,后浪云分享的那个思路就是抓住核心,别被SAS输出的其他复杂表格吓到,盯住关键指标,问题就变得简单了。