主成分分析法及其在SPSS中的操作
主成分分析spss操作步骤
5.主成分表达式：将SPSS 软件中表“Component Matrix”中的第i列向量除以第 i个特征根的开根后就得到第i个主成分的变量系数向量（在“transform→compute”中进行计算），由此写出主成分表达式。
1.原始指标数据的标准化采集p维随机向量n个样品,，构造样本阵,对样本阵元进行标准化变换,得标准化阵Z。（一般由计算机自动完成）。
2.在“Analyze”菜单中选择“Data Reduction…factor”，把变量选入“variables”栏。
3.“Extraction”按钮：选择主成分法为系数矩阵计算方法，确定以相关系数阵（Correlation Matrix）为分析对象。
6.主成分命名，用 SPSS 软件中表“Component Matrix”中的第பைடு நூலகம்列中系数绝对值大的对应变量对命名。
7.主成分与综合主成分（评价）值。综合主成分（评价）公式：F 综合 = λ1F1+λ2F2+K+λkFkpΣi = 1λi其中 λipi = 1Σλi在SPSS 软件中表“ Total Variance Explained”下“ Initial Eig rnvalues（主成分方差）”栏的“% of Variance（方差率）”中。
用SPSS进行详细的主成分分析步骤
用SPSS进行详细的主成分分析步骤主成分分析是一种常用的多元统计分析方法，用于降低数据的维度从而简化数据集。
SPSS（统计软件）提供了强大的主成分分析功能，以下是详细的主成分分析步骤。
步骤1：打开数据集首先，打开SPSS软件并加载需要进行主成分分析的数据集。
选择“文件”>“打开”>“数据”，浏览并选择要进行主成分分析的数据文件，然后点击“打开”。
步骤2：选择变量在SPSS中，主成分分析可以应用于数值型变量。
在“数据视图”中，选择需要进行主成分分析的变量。
你可以按住Ctrl键选择多个变量，或者按住Shift键选择连续的变量。
步骤3：进行主成分分析在SPSS的主菜单中，选择“分析”>“降维”>“因子”（或者“主成分”）。
这将打开主成分分析的对话框。
步骤4：选择成分数量在主成分分析对话框中，选择“主成分”选项卡。
在该选项卡，你需要指定要提取的主成分数量。
通常，一个好的经验是提取具有特征值大于1的主成分。
步骤5：选择成分提取方法在同一选项卡，你可以选择主成分的计算方法。
最常用的方法是“主成分”和“因子”，但在大部分情况下，“主成分”方法效果更好。
步骤6：选择旋转方法在主成分分析对话框的“旋转”选项卡中，你可以选择使用特定的旋转方法。
主成分的旋转可以帮助解释和可解释性。
最常用的旋转方法是“变量最大化”（Varimax）或“正交旋转”。
步骤7：输出选项在主成分分析对话框的“输出”选项卡中，你可以选择需要输出的结果。
例如，你可以选择输出成分系数矩阵、方差解释和旋转后的成分矩阵等。
步骤8：点击运行完成以上设置后，点击“确定”按钮来运行主成分分析。
SPSS将执行主成分分析，并在输出窗口中显示结果。
步骤9：解释结果通过分析输出结果，你可以解释每个主成分的方差解释比例、因子载荷和特征值等。
方差解释比例表示每个主成分对总方差的贡献程度。
因子载荷表示每个变量对每个主成分的贡献程度。
步骤10：绘制因子图在SPSS中，你还可以绘制因子图来可视化主成分分析的结果。
主成分分析在SPSS中的操作应用
主成分分析在SPSS中的操作应用1.数据准备首先，将需要进行主成分分析的变量准备好，确保这些变量是数值型的，并且不含有缺失值。
如果有缺失值，可以选择删除这些观测值或者进行缺失值处理。
2.打开主成分分析对话框在SPSS软件的菜单栏中选择“Analyze”（分析）-> "Dimension Reduction"（降维）-> "Factor"（因子/主成分分析）。
弹出一个主成分分析对话框。
3.选择变量在主成分分析对话框的“Variables”（变量）栏中，选择要进行主成分分析的变量，并将其添加到“Variables”栏中。
可以使用“>”按钮将变量从“Variables”栏中添加到“Selected Variables”（已选择变量）栏中。
4.主成分提取方法5.成分数量在主成分分析对话框的“Extraction”选项卡中，还可以设置要提取的主成分数量。
可以手动设置数量，也可以选择提取具有特定特征值水平的主成分。
6.主成分旋转方法在主成分分析对话框的“Rotation”（旋转）选项卡中，可以选择主成分的旋转方法。
SPSS提供了多种方法，例如方差最大旋转法（Varimax Rotation）和直感旋转法（Quartimax Rotation）等。
选择适当的方法可以使得主成分更易解释。
7.结果解释8.导出结果在主成分分析结果中，可以选择导出一些结果，如旋转后的载荷矩阵，以便在后续分析中使用。
可以使用SPSS软件的导出功能，将结果保存为文本文件或Excel文件等格式。
总之，SPSS软件提供了简便而且强大的主成分分析功能，可以通过上述步骤进行操作应用。
熟悉主成分分析的相关知识，合理选择参数和方法，可以帮助我们更好地理解数据，并有效地进行数据压缩和特征提取。
如何正确应用SPSS软件做主成分分析
如何正确应用SPSS软件做主成分分析如何正确应用SPSS软件做主成分分析一、概述主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）是一种常用的多变量分析方法，通过将原始变量进行线性组合，得到少数几个新的主成分，用于降低原始变量的维度，并揭示变量之间的结构关系。
SPSS软件是目前主流的数据分析工具之一，本文旨在介绍如何正确应用SPSS软件进行主成分分析。
二、数据准备进行主成分分析前，首先需要将数据导入SPSS软件。
数据应以矩阵形式呈现，每一行代表一个观测对象，每一列代表一个变量。
确保数据清洗完整，并检查是否有缺失值。
若有缺失值，可以选择删除含有缺失值的观测对象，或者使用插补方法填充缺失值。
在数据导入完成后，可以根据需求选择进行标准化操作，以消除不同变量间的量纲差异。
三、主成分分析步骤1. 启动SPSS软件并打开数据文件。
2. 选择"分析"（Analyze）菜单中的"降维"（Dimension Reduction），然后选择"主成分"（Principal Components）。
3. 在"主成分"对话框中，将需要进行主成分分析的变量移动到"变量"框中的右侧。
4. 点击"图"按钮，弹出"主因子图"对话框。
可以选择生成散点图，查看主成分之间的关系。
5. 点击"提取"选项卡，查看提取出的主成分的方差解释比。
6. 可根据需要点击"选项"按钮进行参数设置，如旋转方法、因子得分计算等。
7. 点击"统计"按钮，可以查看每个主成分的特征值以及贡献度。
8. 点击"摘要"按钮，生成主成分分析结果的摘要信息。
四、结果解释与应用主成分分析结果可以通过以下几个方面进行解释与应用：1. 主成分贡献度：通过方差解释比可以判断每个主成分对原始变量的贡献程度。
主成分分析的SPSS实现
⑤ Reproduced 再生相关阵，选择此项给出因子分析后的相 关阵，还给出残差，即原软关与再生相关之间的差值。
⑥ Anti-image 反映象相关阵。包括偏相关系数的负数；反映 象协方差阵，包括偏协方差的负数；在一个好的因子模型 中除对角线上的系数较大外，远离对角线的元素应该比较 小。
⑦ KMO and Bartlett's test of sphericity KMO和球形 Bartlett 检验。选择此项给出对采样充足度的Kaisex-Meyer-Olkin测 度。检验变量间的偏相关是否很小。Bartlett球形检验，检 验的书相关阵是否是单位阵。它表明因子模型是否是不合 适宜的。
将SPSS软件中表“Component Matrix”中的第i
列向量除以第i个特征根的开根后就得到第i个主成分函
数Fi 的系数（将前m个因子载荷矩阵输入到数据编辑窗
口,为变量A1,A2, …,Am,在“transform -->compute”
中进行计算 Ui=Ai / SQRi (
此写出主成分Fi表达式。
（八）检验：综合主成分(评价)值用实际结果、 经验与原始数据做聚类分析进行检验（对有争议 的结果，可用原始数据做判别分析解决争议）。
（九）综合实证分析。
城镇居民消费支出的主成分分析
指标解释：
x1：人均粮食支出（元/人） x2：人均副食支出（元/人） x3：人均烟、酒、茶支出（元/人） x4：人均其他副食支出（元/人） x5: 人均衣着商品支出（元/人） x6: 人均日用品支出（元/人 x7: 人均燃料支出（元/人） x8: 人均非商品支出（元/人）
），得到特征向量Ui，由
（六）主成分Fi命名：用SPSS软件中表 “Component Matrix”中的第 i 列中系数绝对值大的对 应变量对Fi命名(有时命名清晰性低)。
主成分分析在SPSS中的实现和案例
主成分分析在SPSS中的实现和案例
主成分分析（PCA）是一种常用的数据降维方法，可以将多个相关变量转化为少数几个无关的主成分。
在SPSS中实现PCA的步骤如下：
1. 打开SPSS软件，并打开需要进行PCA分析的数据集。
2. 选择“分析”菜单下的“降维”选项，再选择“因子”。
3. 在弹出的窗口中，选择需要进行PCA分析的变量，添加至“因子”列表中。
4. 点击“提取”按钮，选择提取主成分的方式，可以选择保留的主成分个数或者保留的方差比例。
5. 点击“确定”按钮，返回因子分析结果窗口，可以查看提取的主成分特征根、方差贡献率以及旋转后的载荷矩阵等信息。
下面介绍一个PCA的案例：假设研究人员要对顾客满意度进行研究，数据集包括顾客的年龄、性别、消费金额、服务态度、产品质量等变量。
为了降低变量维度，可以进行PCA分析。
在SPSS 中进行该分析的步骤如上述操作。
结果表明，经过PCA分析，可以选择保留3个主成分，解释总方差达到了80%以上。
第一主成分代表消费水平，第二主成分代表服务品质，第三主成分代表年龄和性别。
这说明顾客的满意度受到这3个方面的影响较大。
总之，主成分分析在SPSS中的实现方法简单易行，可以有效地解决多变量相关性较强的问题，为研究提供更加深入的解释和认识。
主成分分析法及其在SPSS中的操作
一、（一）主成分分析基本原理概念：主成分分析是把原来多个变量划为少数几个综合指标的一种统计分析方法。
从数学角度来看，这是一种降维处理技术。
思路：一个研究对象，往往是多要素的复杂系统。
变量太多无疑会增加分析问题的难度和复杂性，利用原变量之间的相关关系，用较少的新变量代替原来较多的变量，并使这些少数变量尽可能多的保留原来较多的变量所反应的信息，这样问题就简单化了。
原理：假定有n 个样本，每个样本共有p 个变量，构成一个n ×p 阶的数据矩阵，记原变量指标为x 1，x 2，…，x p ，设它们降维处理后的综合指标，即新变量为 z 1，z 2，z 3，… ，z m (m ≤p)，则系数l ij 的确定原则：①z i 与z j （i ≠j ；i ，j=1，2，…，m ）相互无关；②z 1是x 1，x 2，…，x P 的一切线性组合中方差最大者，z 2是与z 1不相关的x 1，x 2，…，x P 的所有线性组合中方差最大者； z m 是与z 1，z 2，……，z m －1都不相关的x 1，x 2，…x P ，的所有线性组合中方差最大者。
新变量指标z 1，z 2，…，z m 分别称为原变量指标x 1，x 2，…，x P 的第1，第2，…，第m 主成分。
从以上的分析可以看出，主成分分析的实质就是确定原来变量x j （j=1，2 ，…， p ）在诸主成分z i （i=1，2，…，m ）上的荷载 l ij （ i=1，2，…，m ； j=1，2 ，…，p ）。
⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=np n n p p x x x x x x x x x X 212222111211⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+++=+++=+++=p mp m m m p p pp x l x l x l z x l x l x l z x l x l x l z 22112222121212121111............从数学上可以证明，它们分别是相关矩阵m 个较大的特征值所对应的特征向量。
主成分分析在SPSS中的操作应用(详细步骤
主成分分析在SPSS中的操作应用(1)一、引言主成分分析和因子分析在社会经济统计综合评价中是两个常被使用的统计分析方法。
现在SPSS SAS等统计软件使用越来越普遍，但SPSS并未像SAS—样，将主成分分析与因子分析作为两个独立的方法并列处理[注：主成分分析与因子分析二者是又有着区别与联系，最主要的不同在于它们的数学模型的构建上，具体区别请见参考文献2] ，而是根据二者之间的关系有机地将主成分分析嵌入到因子分析之中，这样虽然简化了分析程序，却为主成分分析的计算带来不便。
且国内许多SPSS教程并没有详细讲解如果应用SPSS进行主成分分析，如何使用SPSS对主成分分析进行计算呢？为使读者能够正确使用SPSS^件进行主成分分析，本文将通过一个实例来详细介绍如何用SPSS做主成分分析。
接下来先简单介绍主成分分析原理与模型，以便读者对主成分分析有个大致的了解。
二、主成分分析原理和模型[1]一)主分成分析原理主成分分析是设法将原来众多具有一定相关性(比如P个指标)，重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标。
通常数学上的处理就是将原来P个指标作线性组合，作为新的综合指标。
最经典的做法就是用F i(选取的第一个线性组合，即第一个综合指标)的方差来表达，即Var(F I)越大，表示F i包含的信息越多。
因此在所有的线性组合中选取的F i应该是方差最大的，故称F i 为第一主成分。
如果第一主成分不足以代表原来P个指标的信息，再考虑选取F2即选第二个线性组合，为了有效地反映原来信息，F i已有的信息就不需要再出现再F2中，用数学语言表达就是要求CoV(F i, F 2)=0 ,则称F2为第二主成分，依此类推可以构造出第三、第四，，，，第P个主成分。
二)主成分分析数学模型F2=a i2ZX+a22ZX2 ........... +aZχ0F p= a i m ZX i + a2m ZX2+ , , + a pm ZX p其中a ii, a 2i, ,,,a pi(i=i,,,,m)为X的协方差阵Σ的特征值多对应的特征向量，ZX i, ZX 2, ,,, ZXp 是原始变量经过标准化处理的值，因为在实际应用中，往往存在指标的量纲不同，所以在计算之前须先消除量纲的影响，而将原始数据标准化，本文所采用的数据就存在量纲影响[ 注：本文指的数据标准化是指Z标准化]。
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一、主成分分析基本原理概念:主成分分析就是把原来多个变量划为少数几个综合指标的一种统计分析方法。
从数学角度来瞧,这就是一种降维处理技术。
思路:一个研究对象,往往就是多要素的复杂系统。
变量太多无疑会增加分析问题的难度与复杂性,利用原变量之间的相关关系,用较少的新变量代替原来较多的变量,并使这些少数变量尽可能多的保留原来较多的变量所反应的信息,这样问题就简单化了。
原理:假定有n个样本,每个样本共有p个变量,构成一个n×p阶的数据矩阵,记原变量指标为x1,x2,…,xp,设它们降维处理后的综合指标,即新变量为z 1,z2,z3,… ,zm(m≤p),则系数lij的确定原则:①zi 与zj(i≠j;i,j=1,2,…,m)相互无关;②z1就是x1,x2,…,xP的一切线性组合中方差最大者,z2就是与z1不相关的x 1,x2,…,xP的所有线性组合中方差最大者; zm就是与z1,z2,……,zm－1都不相关的x1,x2, (x)P, 的所有线性组合中方差最大者。
新变量指标z1,z2,…,zm分别称为原变量指标x1,x2,…,xP的第1,第2,…,第m主成分。
从以上的分析可以瞧出,主成分分析的实质就就是确定原来变量x j (j=1,2 ,…, p)在诸主成分zi(i=1,2,…,m)上的荷载lij( i=1,2,…,m;j=1,2 ,…,p)。
从数学上可以证明,它们分别就是相关矩阵m个较大的特征值所对应的特征向量。
二、主成分分析的计算步骤1、计算相关系数矩阵r ij (i,j=1,2,…,p)为原变量x i与x j的相关系数, r ij=r ji,其计算公式为⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=npnnppxxxxxxxxxXΛMMMΛΛ212222111211⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+++=+++=+++=pmpmmmppppxlxlxlzxlxlxlzxlxlxlzΛΛΛ22112222121212121111............⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=pppppprrrrrrrrrRΛMMMΛΛ212222111211∑∑∑===----=nknkjkjikinkjkjikiijxxxxxxxxr11221)()())((2、计算特征值与特征向量解特征方程,常用雅可比法(Jacobi)求出特征值,并使其按大小顺序排列 ;分别求出对应于特征值 的特征向量 ,要求 =1,即 其中表示向量 的第j 个分量。
3、计算主成分贡献率及累计贡献率贡献率:累计贡献率:一般取累计贡献率达85%-95%的特征值, 所对应的第1、第2、…、第m (m ≤p )个主成分。
4、计算主成分载荷5、各主成分得分三、主成分分析法在SPSS 中的操作 1、指标数据选取、收集与录入(表1)2、Analyze →Data Reduction →Factor Analysis,弹出Factor Analysis 对话框:0=-R I λ021≥≥≥≥p λλλΛi λ),,2,1(p i e i L =i e 112=∑=pj ijeij e i e ),,2,1(1p i pk kiL =∑=λλ),,2,1(11p i pk k ik kL =∑∑==λλmλλλ,,,21L ),,2,1,(),(p j i e x z p l ij i j i ij L ===λ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=nm n n m m z z z z z z z z z Z ΛM M M ΛΛ2122221112113、把指标数据选入Variables 框,Descriptives: Correlation Matrix 框组中选中Coefficients,然后点击Continue, 返回Factor Analysis 对话框,单击OK。
注意:SPSS 在调用Factor Analyze 过程进行分析时, SPSS 会自动对原始数据进行标准化处理, 所以在得到计算结果后的变量都就是指经过标准化处理后的变量, 但SPSS 并不直接给出标准化后的数据, 如需要得到标准化数据, 则需调用Descriptives 过程进行计算。
从表3 可知GDP 与工业增加值, 第三产业增加值、固定资产投资、基本建设投资、社会消费品零售总额、地方财政收入这几个指标存在着极其显著的关系, 与海关出口总额存在着显著关系。
可见许多变量之间直接的相关性比较强, 证明她们存在信息上的重叠。
主成分个数提取原则为主成分对应的特征值大于1的前m个主成分。
特征值在某种程度上可以被瞧成就是表示主成分影响力度大小的指标, 如果特征值小于1, 说明该主成分的解释力度还不如直接引入一个原变量的平均解释力度大, 因此一般可以用特征值大于1作为纳入标准。
通过表4( 方差分解主成分提取分析) 可知, 提取2个主成分, 即m=2, 从表5( 初始因子载荷矩阵) 可知GDP、工业增加值、第三产业增加值、固定资产投资、基本建设投资、社会消费品零售总额、海关出口总额、地方财政收入在第一主成分上有较高载荷, 说明第一主成分基本反映了这些指标的信息; 人均GDP 与农业增加值指标在第二主成分上有较高载荷, 说明第二主成分基本反映了人均GDP 与农业增加值两个指标的信息。
所以提取两个主成分就是可以基本反映全部指标的信息, 所以决定用两个新变量来代替原来的十个变量。
但这两个新变量的表达还不能从输出窗口中直接得到, 因为“Component Matrix”就是指初始因子载荷矩阵, 每一个载荷量表示主成分与对应变量的相关系数。
用表5( 主成分载荷矩阵) 中的数据除以主成分相对应的特征值开平方根便得到两个主成分中每个指标所对应的系数。
将初始因子载荷矩阵中的两列数据输入( 可用复制粘贴的方法) 到数据编辑窗口( 为变量B1、B2) , 然后利用“Transform→Compute Variable”, 在Compute Variable对话框中输入“A1=B1/SQR(7、22)”[注: 第二主成分SQR后的括号中填1、235, 即可得到特征向量A1(见表6)。
同理, 可得到特征向量A2。
将得到的特征向量与标准化后的数据相乘, 然后就可以得出主成分表达式[注: 因本例只就是为了说明如何在SPSS 进行主成分分析, 故在此不对提取的主成分进行命名, 有兴趣的读者可自行命名。
标准化:通过Analyze→Descriptive Statistics→Descriptives 对话框来实现: 弹出Descriptives 对话框后, 把X1～X10选入Variables 框, 在Savestandardized values as variables 前的方框打上钩, 点击“OK”, 经标准化的数据会自动填入数据窗口中, 并以Z开头命名。
以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之与的比例作为权重计算主成分综合模型, 即用第一主成分F1 中每个指标所对应的系数乘上第一主成分F1 所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之与, 然后加上第二主成分F2 中每个指标所对应的系数乘上第二主成分F2 所对应的贡献率再除以所提取两个主成分的两个贡献率之与, 即可得到综合得分模型:根据主成分综合模型即可计算综合主成分值, 并对其按综合主成分值进行排序, 即可对各地区进行综合评价比较, 结果见表8。
具体检验还需进一步探讨与学习。