Компонентный анализ в среде StatGraphics
Для проведения расчетов в среде StatGraphics нужно занести данные на электронный лист, например, скопировать через буфер обмена с листа Excel. Лучший вариант – сохранение данных в формате листа Excel ранних версий. Рассмотрим ключевые этапы работы для примера с морфологической изменчивостью гадюк.
Открыть в среде StatGraphics файл следует командой меню или кнопкой Open Data File.
Чтобы имена переменных, назначенных в Excel, автоматически становились именами столбцов, они должны даваться латиницей; в окошке запроса отметить, что имена переменных в первом ряду есть.
Результаты экспорта данных можно посмотреть в окне данных, специально распахнув окно иконки, лежащей на сером поле слева в нижнем углу.
Запустить программу компонентного анализа можно только командой меню Special\ Multivariate Methods\ Principal Components.
Выбрав мышкой имена нужных переменных, кнопкой Data: их нужно скопировать в правое окно, ОК. Для дальнейшей идентификации объектов, их метки следует поместить в окно Point Labels:.
В появившемся окне Principal Component Analysis четыре кнопки играют важную роль. Первая слева кнопка Input Dialog позволяет вернуться на предыдущий шаг и переопределить список анализируемых переменных. Кнопка Tabular Options обеспечивает доступ ко всем результатам анализа (All, OK). Окно Analysis Summary выводит значения дисперсий главных компонент, окно Table of Component Weights дает значения факторных нагрузок, в окно Table of Principal Components выведены значения главных компонент.
Кнопка Graphical Options раскрывает окна с графическими иллюстрациями (All, OK).
Все окно результатов компонентного анализа предстает в виде десяти небольших окошек; распахнуть любое из них позволяет двойной клик левой кнопкой мыши.
Полнота результатов вычислений во многом определяется установками в окне Principal Components Options, которое вызывается командой контекстного меню Analysis options… (правый клик на любом окне анализа). Минимально необходимый объем информации появляется, если в блоке Extract by … Number of Components задать число 2 (т. е. выводить результаты для двух компонент); кроме того, можно задать иное минимальное значение дисперсии главной компоненты (Eigenvalue), чем принятое по умолчанию значение 1. В результате на графиках и в таблицах будут отображаться данные по компонентам, дисперсия которых превышает заданный уровень.
Диаграмма факторных нагрузок (Plot of Component Weights) копирует таблицу Table of Component Weights и призвана наглядно представить степень коррелированности соответствующих признаков.
График Scree Plot отражает изменение дисперсий компонент и (пунктиром) минимальный уровень значимых компонент.
Наиболее интересна диаграмма Scatterplot, где представлена ординация объектов в осях компонент,
а также Biplot, где к диаграмме Scatterplot добавлена диаграмма Plot of Component Weights в форме лучей.
Каждый из этих лучей построен по двум опорным точкам: в месте пересечения осей компонент (0,0) и в точке с координатами факторных нагрузок двух первых компонент (a1j,a2j) (здесь j – номер соответствующего признака). Это возможно потому, что и компоненты, и факторные нагрузки есть безразмерные признаки. Биплот наглядно показывает направления изменчивости данных, за которые ответственны определенные признаки. По промерам гадюк видно, что первое направление изменчивости (выявленное первой главной компонентой) определяет отличие особей по массе (W) и длине тела (Lt), а второе (вторая компонента) связано в основном с отличиями по длине хвоста (Lc).
Результаты расчетов можно поместить на электронный лист (с помощью кнопки Save results, поставив галочки в нужных окошках), через буфер обмена скопировать на лист Excel, и воспользоваться его богатыми графическими возможностями.
В частности, чтобы понять принцип построения биплота, следует объединить (копированием) две точечные диаграммы, построенные раздельно по значениям главных компонент и факторных нагрузок, соединив лучами точки нагрузок с пересечением осей.
10