在SPSS中如何判断是否存在多重线性回归方差不齐?

学术   科学   2024-10-10 07:32   陕西  


大家好,我是数据小兵。

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我的线性回归满足等方差要求吗?怎么看回归残差是不是异方差呢

线性回归有诸多假设条件,对于残差来说,要求符合正态性、等方差性、无自相关,因此残差诊断分析成为线性回归中必不可少一个环节。


△图来自医咖会

利用残差散点图来判断检验以上残差问题是常用,直观,而且简单有效的方法。

具体来说,残差图是指以某种残差为纵坐标,以其他适宜的变量为横坐标的散点图,所以残差图、残差散点图都是一个概念。这里横坐标有多种选择,最常见的选择是:1.因变量的拟合值;2. 某自变量的观察值等。

等方差图

金标准


那怎么看残差图呢?能看出什么吗?我的经验是,利用反证法、倒推的方法来看。

我们与【金标准】的等方差特征来对比。

咱们先明确一下完全满足线性回归假设条件的情况下,残差图应该什么样子的,把这个特征作为标准,然后自己做残差图出来,只要发现它的分布特征和标准特征有偏离有不同,那么就可以粗暴认为残差诊断存在问题

一般统计教材关于线性拟合完美残差图的描述大概是这样子的:

残差均值为0;
各残差点随机、均匀分布与-2到2之间;
残差点的分布看不出任何规律;
残差不应该包含任何可预测的信息;

好,这些特征就是金标准了,我们可以简单粗暴的,把与此金标准有较大偏差的残差图,都认为是或多或少存在问题的即可。

有人用散点图的形式做了形象展示:


△上图来自网络

上面两个图形中,只有第一个(a)图为等方差分布特征其他均有不同程度的异方差问题。

看一看

具体案例示范


咱们马上用一枚案例来说明问题。


以当前薪金为Y,起始薪金为X,拟合简单线性回归模型。


打开【图】对话框,在这里我们要定制残差散点图。

虽然我一直说SPSS是最好的统计软件,但我看到左侧的可用变量框里面有DEPENDNT、ZPRED、ZRESID、DRESID、ADJPRED等7个变量时还是有点懵,软件给的越多,越是会给使用者造成更多的困扰,7个变量可用于残差图,我到底选择哪两个作为横轴和纵轴呢?

多不如少,繁不如简。

我建议使用(标准化残差)ZRESID为Y轴,(标准化预测值)ZPRED为X轴制作标准化残差图。或者保存标准化残差变量,然后与自变量X构成残差图。

来看残差图的结果。


我在软件输出的原始图基础上描了两个红箭头,总体来看残差点的分布并不是随机均匀分散的,疏密对比明显,而且总体上呈现出一个【大喇叭】的形状,且有部分点在正负3外,这显然与【金标准】图形特征是有明显区别的

所以简单粗糙地认为本次线性回归拟合并未完全满足使用条件,存在异方差和其他拟合不足的问题。

小结:残差散点图法是辅助型的,观察型的,在宽松的研判前提下可以开心使用。

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本文完
文/图=数据小兵



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