Statistische Datenanalyse mit. SPSS fçr Windows. 5. Auflage

Transkript

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2 Statistische Datenanalyse mit SPSS fçr Windows 5. Auflage

3 Jçrgen Janssen Wilfried Laatz Statistische Datenanalyse mit SPSS fçr Windows Eine anwendungsorientierte Einfçhrung in das Basissystem und das Modul Exakte Tests Fçnfte, neu bearbeitete und erweiterte Auflage Mit 384 Abbildungen und 163 Tabellen 12

4 Jçrgen Janssen, Dozent fçr Volkswirtschaftslehre Dr. Wilfried Laatz, Professor fçr Soziologie Universitåt Hamburg Fakultåt Wirtschafts- und Sozialwissenschaften Department Wirtschaft und Politik Von-Melle-Park Hamburg janssenj@hwp-hamburg.de laatzw@hwp-hamburg.de Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet çber < abrufbar. ISBN Springer Berlin Heidelberg New York ISBN X 4. Auflage Springer Berlin Heidelberg New York Dieses Werk ist urheberrechtlich geschçtzt. Die dadurch begrçndeten Rechte, insbesondere die der Ûbersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfåltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfåltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulåssig. Sie ist grundsåtzlich vergçtungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer ist ein Unternehmen der BertelsmannSpringer Science+Business Media springer.de Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994, 1997, 1999, 2003, 2005 Printed in Germany Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wåren und daher von jedermann benutzt werden dçrften. Umschlaggestaltung: design & production GmbH, Heidelberg SPIN / ± Gedruckt auf såurefreiem Papier

5 Vorwort zur fünften Auflage Zur Anpassung an die Neuerungen von SPSS für Windows war eine Überarbeitung des Buches notwendig. Alle Neuerungen bis einschließlich der Version 13 sind in das Buch aufgenommen. In Ergänzung der Clusteranalyseverfahren ist die Two-Step-Clusteranalyse verfügbar. Unter den besonders nützlichen Erweiterungen sei auch der Bereichsteiler hervorgehoben, mit dessen Hilfe eine sehr flexible und schnelle Klassifizierung metrischer Daten vorgenommen werden kann. Mit der neuen Exportfunktion spart man viel Arbeitsaufwand beim Übertragen größerer Outputs in ein Textverarbeitungsprogramm, in Excel oder in PowerPoint. Eine Menge Neuerungen gibt es bei den Grafiken. Eine Reihe zusätzlicher Grafikvarianten erlauben interessante Möglichkeiten zur grafischen Präsentation von Daten. Insbesondere erwähnt seien die Grafiken mit Feldern und die neuen 3D- Balkendiagramme, die ein leistungsfähiges Instrument zur explorativen Datenanalyse sind. Die komplett neuen Grafikbearbeitungsfeature für alle Standarddiagramme sind ein großer Fortschritt in der Bedienungsfreundlichkeit Das bewährte Grundkonzept des Buches wurde beibehalten: Dem Anfänger wird ein leichter Einstieg und dem schon erfahrenen Anwender eine detaillierte und umfassende Nachschlagemöglichkeit gegeben. Die Darstellung ist praxisorientiert mit vielen Beispielen. Die Vorgehensweise bei einer statistischen Auswertung wird gezeigt und die Ergebnisse werden ausführlich kommentiert und erklärt. Dabei werden die statististischen Verfahren mit ihren theoretischen Grundlagen und Voraussetzungen in die Darstellung einbezogen. Neben Daten aus dem ALLBUS (Allgemeine Bevölkerungsumfrage der Sozialwissenschaften) werden unter anderen volkswirtschaftliche Daten, Daten aus der Wahlforschung, der Schuldnerberatung, der Qualitätskontrolle, der Telekommunikation und Medizin verwendet. Der Service zum Zugang zu den verwendeten Datendateien wird fortgeführt. Man kann die Datendateien via Internet beziehen. Die von uns zum Buch eingerichtete Website bietet nicht nur einen schnellen Zugang zu den Datendateien, sondern enthält weitere Informationsangebote zu unserem Buch. Man kann dort Ergänzungstexte zum Buch und Übungsaufgaben mit ihren Lösungen finden. ( siehe auch Anhang B). Obwohl sich die Version 13 durch Erweiterungen und Verbesserungen auszeichnet, können auch Anwender früherer Programmversionen dieses Buch sehr gut nutzen. Wenn bisher im Buch beschriebene Prozeduren durch grundlegende Programmänderungen neu gefasst werden müssen, wie z.b. bei der Bearbeitung von Standarddiagrammen, so wird auf der Website die alte Textfassung bereitgestellt.

6 VI Vorwort zur fünften Auflage Die Gliederung des Buches orientiert sich stark an den Elementen und Menüs des Programms damit der Programmbenutzer sich leicht und schnell zurechtfindet. Darüberhinaus besteht folgende Gliederungsstruktur: Kapitel 1 erläutert die Installation des Programms und gibt weitere Hinweise rund um die Installation. Kapitel 2 gibt dem Anfänger einen leichten und schnellen Einstieg in das Datenanalysekonzept von SPSS für Windows und in die Programmbedienung. Zudem hat er die Möglichkeit, alle gezeigten grundlegenden Anwendungschritte nachzuvollziehen. Kapitel 3 bis 7 behandelt das Daten- und Dateienmanagement in SPSS. In diesen Kapiteln werden die Menüs "Datei", "Bearbeiten", "Daten" und "Transformieren" behandelt. Kapitel 8 bis 24 geht auf alle statistischen Verfahren im Menü "Analysieren" ein. Kapitel 25 bis 27 befassen sich mit der Erzeugung und Überarbeitung von interaktiven und herkömmlichen Grafiken. In Kapitel 27 wird zuerst ein Überblik über das Grundkonzept der Grafiküberarbeitung gegeben und anschließend wird anhand von einigen Beispielen detailliert - Mausklick für Mausklick - die komplette Überarbeitung von erzeugten Standardgrafiken für Präsentationszwecke aufgezeigt. In Kapitel 28 werden weitere Programmelemente sowie Programmfunktionen erklärt. In Kapitel 29 wird die Theorie und praktische Anwendung von Exakte Tests erläutert. Exakte Tests erlaubt für die nichtparametrischen Tests sowie für den Chi-Quadrat-Test im Rahmen von Kreuztabellierungen genaue Signifikanzprüfungen. Dieses Ergänzungsmodul ist unverzichtbar, wenn nur kleine oder unausgewogene Stichproben vorliegen. Unser herzlicher Dank geht an die Fa. SPSS GmbH Software in München für die Überlassung des Programms sowie für die weitere sehr gute Unterstützung und an den Springer-Verlag für die harmonische Zusammenarbeit. Gerne möchten wir erneut unsere Leser ermuntern und bitten: Schreiben Sie uns eine , wenn Sie Fehler entdecken oder sonstige Verbesserungsvorschläge haben. Hamburg, im Mai Jürgen Janssen Wilfried Laatz JanssenJ@hwp-hamburg.de LaatzW@hwp-hamburg.de

7 Inhaltsverzeichnis 1 Installieren von SPSS Anforderungen an die Hard- und Software Die Installation durchführen Weitere Hinweise Schneller Einstieg in SPSS Die Oberfläche von SPSS für Windows Einführen in die Benutzung von Menüs und Symbolleisten Daten im Dateneditorfenster eingeben und definieren Eingeben von Daten Speichern und Laden einer Datendatei Variablen definieren Daten bereinigen Einfache statistische Auswertungen Häufigkeitstabellen Kreuztabellen Mittelwertvergleiche Index bilden, Daten transformieren Gewichten Definieren und Modifizieren einer Datendatei Definieren von Variablen Variablendefinitionen ändern, kopieren und übernehmen Variablendefinitionen kopieren Umdefinieren und Übertragen von Variableneigenschaften (Option Variableneigenschaften definieren ) Variablendefinition aus einer bestehenden Datei übernehmen Eingeben von Daten Editieren der Datenmatrix Dublettensuche (Doppelte Fälle ermitteln) Einstellungen für den Dateneditor Drucken, Speichern, Öffnen, Schließen einer Datendatei...73

8 VIII Inhaltsverzeichnis 4 Arbeiten im Ausgabe- und Syntaxfenster Arbeiten mit dem Viewer Öffnen von Dateien in einem oder mehreren Ausgabefenstern Arbeiten mit der Gliederungsansicht Aufrufen von Informationen und Formatieren von Pivot-Tabellen Pivotieren von Tabellen Ändern von Tabellenformaten Arbeiten mit dem Textviewer Arbeiten im Syntaxfenster Erstellen und Ausführen von Befehlen Charakteristika der Befehlssyntax Transformieren von Daten Berechnen neuer Variablen Verwenden von Bedingungsausdrücken Umkodieren von Werten Klassifizieren und Kategorisieren von Daten (Bereichseinteiler) Zählen des Auftretens bestimmter Werte Transformieren in Rangwerte Automatisches Umkodieren Transformieren von Datums- und Uhrzeitvariablen Transformieren von Zeitreihendaten Offene Transformationen Daten mit anderen Programmen austauschen Übernehmen von Daten aus Fremddateien Übernehmen von Daten mit SPSS Portable-Format Übernehmen von Daten aus einem Tabellenkalkulationsprogramm Übernehmen von Daten aus einem Datenbankprogramm Übernehmen aus dbase-dateien Übernehmen über die Option Datenbank öffnen Übernehmen von Daten aus ASCII-Dateien Daten in externe Formate ausgeben Transformieren von Dateien Daten sortieren, transponieren und umstrukturieren Daten sortieren Transponieren von Fällen und Variablen Daten umstrukturieren Zusammenfügen von Dateien Hinzufügen neuer Fälle Hinzufügen neuer Variablen Gewichten von Daten...183

9 Inhaltsverzeichnis IX 7.4 Aufteilen von Dateien und Verarbeiten von Teilmengen der Fälle Aufteilen von Daten in Gruppen Teilmengen von Fällen auswählen Erstellen einer Datei mit aggregierten Variablen Häufigkeiten, deskriptive Statistiken und Verhältnis Überblick über die Menüs Deskriptive Statistiken, Berichte und Mehrfachantworten Durchführen einer Häufigkeitsauszählung Erstellen einer Häufigkeitstabelle Festlegen des Ausgabeformats von Tabellen Grafische Darstellung von Häufigkeitsverteilungen Statistische Maßzahlen Definition und Aussagekraft Berechnen statistischer Maßzahlen Bestimmen von Konfidenzintervallen Das Menü Deskriptive Statistiken Das Menü Verhältnis Explorative Datenanalyse Robuste Lageparameter Grafische Darstellung von Daten Univariate Diagramme: Histogramm und Stengel-Blatt-Diagramm Boxplot Überprüfen von Verteilungsannahmen Überprüfen der Voraussetzung homogener Varianzen Überprüfen der Voraussetzung der Normalverteilung Kreuztabellen und Zusammenhangsmaße Erstellen einer Kreuztabelle Kreuztabellen mit gewichteten Daten Der Chi-Quadrat-Unabhängigkeitstest Zusammenhangsmaße Zusammenhangsmaße für nominalskalierte Variablen Zusammenhangsmaße für ordinalskalierte Variablen Zusammenhangsmaße für intervallskalierte Variablen Spezielle Maße Statistiken in drei- und mehrdimensionalen Tabellen Fälle auflisten und Berichte erstellen Erstellen eines OLAP-Würfels Das Menü Fälle zusammenfassen Listen erstellen Kombinierte Berichte erstellen...290

10 X Inhaltsverzeichnis 11.3 Erstellen von Berichten in Zeilen oder Spalten Berichte in Zeilen Zusammenfassende Berichte Auflistende Berichte Kombinierte Berichte Berichte in Spalten Analysieren von Mehrfachantworten Definieren eines Mehrfachantworten-Sets (Multiple Kategorien-Set) Erstellen einer Häufigkeitstabelle für einen multiple Kategorien- Set Erstellen einer Häufigkeitstabelle für einen multiple Dichotomien- Set Kreuztabellen für Mehrfachantworten-Sets Speichern eines Mehrfachantworten-Sets Mittelwertvergleiche und t-tests Überblick über die Menüs Mittelwerte vergleichen und Allgemein lineares Modell Das Menü Mittelwerte Anwenden von Mittelwerte Einbeziehen einer Kontrollvariablen Weitere Optionen Theoretische Grundlagen von Signifikanztests T-Tests für Mittelwertdifferenzen T-Test für eine Stichprobe T-Test für zwei unabhängige Stichproben Die Prüfgröße bei ungleicher Varianz Die Prüfgröße bei gleicher Varianz Anwendungsbeispiel T-Test für zwei abhängige (gepaarte) Stichproben Einfaktorielle Varianzanalyse (ANOVA) Theoretische Grundlagen ANOVA in der praktischen Anwendung Multiple Vergleiche ( Post Hoc ) Kontraste zwischen a priori definierten Gruppen (Schaltfläche Kontraste ) Erklären der Varianz durch Polynome Mehr-Weg-Varianzanalyse Faktorielle Designs mit gleicher Zellhäufigkeit Faktorielle Designs mit ungleicher Zellhäufigkeit Mehrfachvergleiche zwischen Gruppen...381

11 Inhaltsverzeichnis XI 16 Korrelation und Distanzen Bivariate Korrelation Partielle Korrelation Distanz- und Ähnlichkeitsmaße Lineare Regressionsanalyse Theoretische Grundlagen Regression als deskriptive Analyse Regression als stochastisches Modell Praktische Anwendung Berechnen einer Regressionsgleichung und Ergebnisinterpretation Ergänzende Statistiken zum Regressionsmodell (Schaltfläche Statistiken ) Ergänzende Grafiken zum Regressionsmodell (Schaltfläche Diagramme ) Speichern von neuen Variablen des Regressionsmodells (Schaltfläche Speichern ) Optionen für die Berechnung einer Regressionsgleichung (Schaltfläche Optionen ) Verschiedene Verfahren zum Einschluss von erklärenden Variablen in die Regressionsgleichung ( Methode ) Verwenden von Dummy-Variablen Prüfen auf Verletzung von Modellbedingungen Autokorrelation der Residualwerte und Verletzung der Linearitätsbedingung Homo- bzw. Heteroskedastizität Normalverteilung der Residualwerte Multikollinearität Ausreißer und fehlende Werte Modelle zur Kurvenanpassung Modelltypen und Kurvenformen Modelle schätzen Clusteranalyse Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Anwendungsbeispiel zur hierarchischen Clusteranalyse Anwendungsbeispiel zur Clusterzentrenanalyse Anwendungsbeispiel zur Two-Step-Clusteranalyse Vorschalten einer Faktorenanalyse...477

12 XII Inhaltsverzeichnis 20 Diskriminanzanalyse Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Faktorenanalyse Theoretische Grundlagen Anwendungsbeispiel für eine orthogonale Lösung Die Daten Anfangslösung: Bestimmen der Zahl der Faktoren Faktorrotation Berechnung der Faktorwerte der Fälle Anwendungsbeispiel für eine oblique (schiefwinklige) Lösung Ergänzende Hinweise Faktordiagramme bei mehr als zwei Faktoren Deskriptive Statistiken Weitere Optionen Nichtparametrische Tests Einführung und Überblick Tests für eine Stichprobe Chi-Quadrat-Test (Anpassungstest) Binomial-Test Sequenz-Test (Runs-Test) für eine Stichprobe Kolmogorov-Smirnov-Test für eine Stichprobe Tests für 2 unabhängige Stichproben Mann-Whitney U-Test Moses-Test bei extremer Reaktion Kolmogorov-Smirnov Z-Test Wald-Wolfowitz-Test Tests für k unabhängige Stichproben Kruskal-Wallis H-Test Median-Test Jonckheere-Terpstra-Test Tests für 2 verbundene Stichproben Wilcoxon-Test Vorzeichen-Test McNemar-Test Rand-Homogenität-Test Tests für k verbundene Stichproben Friedman-Test Kendall's W-Test Cochran Q-Test...559

13 Inhaltsverzeichnis XIII 23 Reliabilitätsanalyse Konstruktion einer Likert-Skala: Itemanalyse Reliabilität der Gesamtskala Reliabilitätskoeffizienten-Modell Weitere Statistik-Optionen Multidimensionale Skalierung Theoretische Grundlagen Praktische Anwendung Ein Beispiel einer nichtmetrischen MDS MDS bei Datenmatrix- und Modellvarianten Interaktive Grafiken erzeugen und gestalten Interaktive Grafiken erzeugen Interaktive Grafiken verändern und gestalten Grundlegende Grafikveränderungen Grafiklayout gestalten Grafiklayout mit dem Diagramm-Manager gestalten Herkömmliche Grafiken erzeugen Einführung und Überblick Balkendiagramme erzeugen Einfaches Balkendiagramm Gruppiertes Balkendiagramm Gestapeltes Balkendiagramm Wahlmöglichkeiten D-Balkendiagramm erzeugen Liniendiagramme erzeugen Einfaches Liniendiagramm Mehrfaches Liniendiagramm Verbundliniendiagramm Wahlmöglichkeiten Flächendiagramme erzeugen Einfaches Flächendiagramm Gestapeltes Flächendiagramm Wahlmöglichkeiten Kreisdiagramme erzeugen Hoch-Tief-Diagramme erzeugen Einfaches Hoch-Tief-Schluss-Diagramm Gruppiertes Hoch-Tief-Schluss-Diagramm Einfaches Bereichsbalkendiagramm Gruppiertes Bereichsbalkendiagramm Differenzbereichdiagramm Wahlmöglichkeiten...638

14 XIV Inhaltsverzeichnis 26.8 Pareto-Diagramme erzeugen Einfaches Pareto-Diagramm Gestapeltes Pareto-Diagramm Wahlmöglichkeiten Regelkarten-Diagramme erzeugen Diagrammtyp: X-Quer, R, s Diagrammtyp: Einzelwerte, gleitende Spannweite Diagrammtyp: p, np Diagrammtyp: c, u Wahlmöglichkeiten Boxplot-Diagramme erzeugen Einfaches Boxplot-Diagramm Gruppiertes Boxplot-Diagramm Wahlmöglichkeiten Fehlerbalkendiagramme erzeugen Einfaches Fehlerbalkendiagramm Gruppiertes Fehlerbalkendiagramm Populationspyramiden erzeugen Streu-/Punktdiagramme erzeugen Einfaches Streudiagramm Matrix-Streudiagramm Überlagertes Streudiagramm Dreidimensionales Streudiagramm (3D) Einfaches Punktdiagramm Wahlmöglichkeiten Histogramme erzeugen P-P- und Q-Q-Diagramme erzeugen Sequenzdiagramme erzeugen ROC-Kurve erzeugen Autokorrelations- und Kreuzkorrelationsdiagramme erzeugen Autokorrelationsdiagramme Kreuzkorrelationsdiagramme Layout herkömmlicher Grafiken gestalten Grundlagen der Grafikgestaltung im Diagramm-Editor Beispiele zur Layoutgestaltung Gestalten eines gruppierten Balkendiagramms Gestalten eines gruppierten Streudiagramms Gestalten eines Kreisdiagramms Verschiedenes Drucken Das Menü Extras Datendatei-Informationen...707

15 Inhaltsverzeichnis XV 28.4 Verwenden von Skripts und Autoskripts Verwenden eines vorgefertigten Beispielskripts Verwenden eines vorgefertigten Autoskripts Ausgabeverwaltungssystem (OMS) Anpassen von Menüs und Symbolleisten Anpassen von Menüs Anpassen von Symbolleisten Ändern der Arbeitsumgebung im Menü Optionen Verwenden des Produktionsmodus Arbeiten mit großen Dateien Zum Scrollen und Markieren in den Auswahllisten SPSS-Ausgaben in andere Anwendungen übernehmen Übernehmen in ein Textprogamm (z.b. Word für Windows) Übernehmen von Grafiken Übernehmen von Daten in ein Tabellenkalkulationsprogramm Einbetten einer Pivot-Tabelle in eine andere Anwendung Ausgabe exportieren Exakte Tests Anhang Literaturverzeichnis Sachverzeichnis...745