
资源介绍
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本书共 13 章,结构由基础铺垫到方法应用逐步递进,兼顾理论阐释与实践指导:
(一)基础预备章节(1-5 章)
多元分析基础:通过麻雀风暴存活研究、埃及头骨测量、蝴蝶种群分布等 5 个跨学科实例,直观展示多元数据的特点,提出多元分析需解决的核心问题(如变量间关系、组间差异等),并简要介绍多元正态分布与计算机工具应用。
矩阵代数:作为多元统计的数学基础,简明讲解矩阵、向量的定义、运算规则、逆矩阵、特征值与特征向量等关键概念,新增缺失值处理章节,补充协方差矩阵与均值向量的实用计算方法,无需深厚代数功底即可理解。
多元数据展示:介绍二维 / 三维散点图、散点图矩阵(制图师图)、切尔诺夫面孔、星形图、变量轮廓图等可视化方法,解决多变量数据的二维呈现难题,帮助读者快速发现数据规律。
多元数据的显著性检验:扩展单变量检验逻辑,涵盖 Hotelling's T² 检验(两样本均值向量比较)、威尔克斯 lambda 等四种多样本均值向量检验方法,以及 Box's M 检验(协方差矩阵齐性检验),并提供稳健检验替代方案。
多元距离测量与检验:详细讲解欧氏距离、马氏距离、彭罗斯距离等常用距离度量方法,介绍相似性矩阵构建(适用于存在 - 缺失数据),以及用于验证两个距离矩阵相关性的曼德尔随机化检验,为后续聚类、判别分析奠定基础。
(二)核心多元统计方法(6-12 章)
主成分分析:多元统计中最基础的降维方法,通过线性组合将多个相关变量转化为少数不相关的主成分,保留数据核心变异信息。书中结合麻雀体型测量、欧洲健康饮食成本数据,演示方法步骤、结果解释及缺失值处理策略。
因子分析:基于统计模型的降维技术,假设原始变量可由少数潜在因子与独特因子构成,通过因子载荷、旋转(方差最大旋转等)提取有实际意义的因子。示例中通过欧洲食品成本数据展示因子解释与命名过程,对比主成分分析的异同。
判别函数分析:用于组间分离与分类,包括基于马氏距离的分类方法、典型判别函数构建(最大化组间变异与组内变异比值),支持逐步判别、交叉验证等功能。结合埃及头骨分类、欧洲国家分组案例,展示其在组间差异识别中的应用。
聚类分析:无监督学习方法,分为层次聚类(凝聚法、分裂法)与划分聚类(K - 均值等),讲解不同距离度量与聚类准则的选择。通过欧洲国家聚类、犬科物种亲缘关系分析,演示方法实操与结果解读。
典型相关分析:分析两组变量间的整体相关性,通过线性组合构建典型变量,最大化两组变量的相关系数。结合环境变量与遗传变量的相关性分析案例,展示其在多变量关系挖掘中的价值。
多维标度法:从距离矩阵出发,构建低维空间映射,保留对象间的相对距离关系,适用于无法直接测量变量但可获取距离的场景(如物种亲缘关系、国家差异)。
排序方法:整合主成分分析、主坐标分析、对应分析等方法,用于生态、社会学等领域的对象排序与关系揭示,通过植物物种分布、墓葬文物数据示例说明应用场景。
(三)总结与拓展(13 章)
第 13 章为结语,总结多元统计分析的关键要点与注意事项,提供后续学习方向,帮助读者构建完整的知识体系。
三、书籍特色亮点
低门槛入门:最小化数学推导,侧重概念理解与实际应用,仅要求读者具备基础统计学(正态分布、t 检验、方差分析等)与简单代数知识,适合初学者。
内容与时俱进:第五版全面修订各章节,更新案例(涵盖生态、环境、经济、医学等领域)、习题与参考文献,新增 R 语言编程基础附录,补充缺失值处理、相似性矩阵等实用内容。
实操性强:所有示例与习题数据均可通过配套网站获取,详细提供 R 语言代码实现,支持 Minitab 等其他统计软件,兼顾编程与非编程用户需求。
跨学科适用:案例覆盖生物学、考古学、环境科学、公共卫生等多个领域,展示多元统计方法的广泛适用性,帮助不同背景读者快速迁移应用。
逻辑清晰连贯:章节间由基础到进阶层层递进,前 5 章铺垫理论与工具,后 7 章聚焦具体方法,各方法均配有实例、步骤、结果解释与软件实现,形成完整学习闭环。
四、适用场景与价值
本书适合作为高等院校统计学、生物学、环境科学、经济学、社会学等专业的本科或研究生入门教材,也可作为科研人员、数据分析从业者的实用参考手册。通过学习本书,读者能够掌握多元数据的描述、降维、分类、聚类等核心技能,解决实际研究或工作中多变量相关的问题,如数据简化、组间差异识别、潜在规律挖掘等,提升数据分析的深度与科学性。其强调的 “概念优先、数学适度、实操导向” 理念,让非数学背景读者也能轻松入门多元统计,并逐步构建系统的分析能力。