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【统计分析软件SPSS】183、时间序列分析——绘制序列图

【统计分析软件SPSS】183、时间序列分析——绘制序列图

本系列文章(基于SPSS 31版本)配套数据可通过百度网盘获取:

链接:https://pan.baidu.com/s/1AGizNngKrzAVapWtNcc-VA?pwd=mnsj 提取码:mnsj
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01
应用场景

序列图,又称时间序列图,是一种以时间为横轴、变量值为纵轴的折线图(或面积图),用于展示一个或多个变量随时间变化的趋势。它特别适用于:

  • 观察数据是否存在上升/下降趋势;
  • 判断是否存在周期性或季节性波动;
  • 比较多个时间序列的走势差异。

在构建模型进行时间序列分析之前,绘制序列图了解数据的性质是一个好习惯。只有先把握数据,才能进一步建模预测(如ARIMA、指数平滑等)。因此序列图是时间序列分析中第一步要做的探索性分析。

02
操作步骤
加载示例数据【broadband_1.sav】(软件自带样本数据)。
该数据为美国85个地区连续4年(每月)的宽带用户数。

点击顶部菜单栏的【分析→时间序列预测→序列图】,在打开的对话框进行相应设置:

  • 一、主对话框:

主要用于设置变量及变量转换方式。

选项
含义
变量

要分析的数值型变量可选多个变量进行对比。

时间轴标签

表示时间的分类变量,可以是数值、字符串或长字符串,其值将用于标注时间轴。

转换
选择数据转换方式,用于对原始序列进行预处理,以满足平稳性要求

自然对数转换

对时间序列数据取自然对数(以e为底)。常用于:

  • 稳定数据的方差(尤其适用于异方差数据);

  • 将指数增长趋势转化为线性趋势,便于观察和建模;

  • 处理增长率或百分比变化的数据。

差异

计算相邻两个时间点的差值。常用于:

  • 消除趋势(如线性增长),使序列趋于平稳;

  • ARIMA模型中的“差分阶数”(d)。

此时需输入数字表示差分阶数,例如:

  • 1表示一阶差分(当前值减去前一个值)。

  • 2表示二阶差分(对一阶差分再做一次差分)。

节性差异

用当前值减去上一个周期相同时间点的值常用于:

  • 消除季节性模式(如每年12月销量上升)。

  • 处理具有明显周期性的数据。

此时需输入数字表示季节周期长度。当前周期性显示在这些选项下方。这些选项仅对时间序列或类似数据才有意义。

每个变量对应一个图表

勾选为每个变量生成一个图表,以便为“变量”字段中的每个变量生成单独的图表。如果不勾选此项,所有变量都将绘制在同一张图表上。

本次将总订阅用户数设置为分析变量,将日期设置为「时间轴标签」。

  • 二、时间线对话框:

定义时间轴的参考线。

选项
含义

无参考线

不显示任何参考线。

以下对象的每次变动对应一条参考线

如果选择该项,必须从左侧变量列表(已在主对话框中选定的变量除外)中选择一个参考变量。

每当参考变量的值在序列中发生变化时,就会显示一条参考线。

绘制日期参考线

在特定点(通过日期定义)显示单条参考线。

本次保持默认即可。

  • 三、格式对话框:

定义哪条轴显示时间、图表是线图还是面积图,以及是否在序列均值处显示参考线。

选项
含义
时间处于水平轴

勾选该选项后将在横轴上显示时间值,在纵轴上显示序列值。取消勾选则会在纵轴上显示时间值,在横轴上显示序列值。

单变量图

如果在主对话框中仅选择了一个变量,或者选择了「为每个变量生成一个图表」选项,则可以设置单变量图表类型(线图或面积图)。

其中,「绘制序列平均值参考线」将绘制一条指示序列均值的参考线。

在变量之间连接个案

如果在图表上显示多个变量,勾选该选项后将绘制每个序列的值,并通过线条将每个观测值的值连接起来。

本次选择的是单个变量,保持默认即可。

设置完成,点击确定,SPSS会在输出窗口生成一张(或多张)序列图。

在本次示例中,生成的序列图呈现出一种极其平滑且持续向上的趋势,未显示出任何明显的季节性变化迹象。尽管在某些序列中可能存在季节性的现象,但总体而言,此数据集并不以季节性为其显著特征。

在彻底排除季节性因素之前,建议对每一个序列进行细致检查。通过这种方式,可以识别出那些具有季节性波动特性的序列,并对其进行单独分析与建模。但在本次示例中,其余85个序列(85个地区市场的订阅用户数)均不显示季节性特征。

因此,可以合理地得出结论:对于本次示例数据集而言,季节性不是一个需要考虑的重要因素。

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