本周SPSS视频教程更新了判别分析章节,主要介绍了Fisher典型判别和贝叶斯判别两个方法。
关于分类规则方面的应用支持,这套教程中已包括系统聚类、K均值聚类、二步聚类,再加上现在的判别分析,相对来说是比较全面的了。
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今天找到一篇核心期刊论文,给大家展示一下,系统聚类和判别分析这两个方法在实际科研分析中的应用。
论文信息
张建辉,汪霞丽,胡勇辉等.同位素比值分析应用于3种茶叶的产地鉴别[J].食品与机械,2017,33(10):74-77.DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2017.10.016.
研究意义
每种茶叶都具有一定的地域特色和品质特征,市场以次充好、以假冒真现象也日趋严重。因此,研究茶叶产地间的差异性,开发茶叶产地真实性鉴别技术,具有理论意义和实际价值。
数据收集
在湖南安化、石门和古丈的茶叶种植基地或生产企业采集新鲜茶叶或茶叶成品共97份,确保所采集的茶叶为原产地样品,3个产地的样品采集量分别为38,36,23份。按规范处理后,测定锂(6Li、7Li)、镁(24Mg、25Mg、26Mg)、铜(63Cu、65Cu)、锌(64Zn、66Zn、67Zn、68Zn、70Zn)、镉(110Cd、111Cd、112Cd、114Cd)、铅(204Pb、206Pb、207Pb、208Pb)同位素离子计数。重复3次。
方差分析
由下表1可知,不同产地茶叶的部分同位素比值存在一定的差异性。在95%的显著水平上,26Mg/25Mg、66Zn/67Zn、68Zn/67Zn、114Cd/110 Cd、114Cd/112Cd、112Cd/110Cd、206Pb/207Pb、208Pb/206Pb8个比值存在显著差异。
其中3个产地的茶叶在206Pb/207Pb和66Zn/67Zn2个比值的F值较大,表明在这两个方面的差异较为明显。
小兵:单因素方差分析的作用在于初步判断同位素比值在3个茶叶产地有无差异。对于那些差异有统计学意义同位素比值,提示下一步研究的价值较大。比如用于聚类分析和判别分析时,原则上,我们希望聚类变量或者说判别变量对分类是有价值的。
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系统聚类分析
结合方差分析和指标变量的聚类结果,选择206Pb/207Pb、66 Zn/67 Zn、68 Zn/67 Zn、114 Cd/110 Cd、12 Cd/110 Cd、26 Mg/25 Mg这6个指标进行样品聚类,结果发现,安化、古丈和石门3个产地的样品较好地聚成了三类,仅有少量样品归类错误,其中5个古丈产地的样品(g12、g13、g16、g17、g21)误归类到安化;石门产地的样品s17和s34分别误归类到安化和古丈;安化产地的样品a8、a25、a38分别误归类到古丈、石门(见图2)。
古丈、石门和安化3个产地样品聚类正确率分别为78.26%,94.44%,92.10%,由此可见,采用同位素比值进行聚类分析,可以较好地区分3个产地的样品。
小兵:作者先对同位素指标变量进行聚类,结合认为某些类的指标对于茶叶产地鉴别具有主要作用。接着对茶叶样品进行聚类,并讨论聚成3个类别是各类的成员构成和特征。所得3个类基本符合安化、古丈、石门茶叶的分布,准确率在78%到94%。
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贝叶斯判别分析
本试验采用Bayes判别法对茶叶产地进行鉴别分析,结果表明,安化、古丈和石门3个产地样品的判别正确率分别为97.37%,86.96%,94.44%(见表2),判别错误的样品编号分别为a25、g16、g17、g20、s17、s34。
与聚类分析结果相比,除古丈产地的1个样品(g20)不包含在聚类分析归类错误样品之内,其他的都包含在内。从总体结果来看,对同位素比值进行判别分析,也能较好地鉴别茶叶产地,且与聚类分析的结果较为一致。
小兵:该研究采用贝叶斯判别,它比典型判别在新样品预测方面更具有优势,推荐使用。SPSS软件输出的结果虽然把典型判别和贝叶斯判别混杂一块,但总体来说是可以完整实现贝叶斯判别。
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