Statistische Datenanalyse mit. SPSS für Windows. 3. Auflage

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1 Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows 3. Auflage

2 Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

3 J ürgen J anssen Wilfried Laatz Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows Eine anwendungsorientierte Einführung in das Basissystem Version 8 und das Modul Exakte Tests Dritte, neubearbeitete und erweiterte Auflage Mit 366 Abbildungen und 156 Tabellen, Springer

4 Jürgen Janssen, Dozent für Volkswirtschaftslehre Professor Dr. Wilfried Laatz, Professor für Soziologie Hochschule für Wirtschaft und Politik Von-Meile-Park 9 D Hamburg Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Janssen, Jürgen: Statistische Datenanalyse mit SPSS für Windows : eine anwendungsorientierte Einführung in das Basissystem Version 8 und das Modul Exakte Tests I Jürgen Janssen : Wilfried Laatz. - 3., neubearb. und erw. Auf!. ISBN ISBN (ebook) DOI / Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung 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 zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994, Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewYork 1999 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 wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: Künkel & Lopka, Heidelberg SPIN Gedruckt auf säurefreiem Papier

5 Vorwort zur dritten Auflage Zur Anpassung an die neueren Versionen von SPSS für Windows war wieder einmal eine komplette Überarbeitung des Buches notwendig. Alle Neuerungen der Basisversion von Version 7.5 und 8.0 von SPSS für Windows sind eingearbeitet, ergänzt um das Modul Exact Tests. Ohne im einzelnen alle Neuerungen aufzuzählen, seien einige für den Anwender besonders bedeutsame genannt: Die multivariaten statistischen Verfahren der Diskriminanz-, Cluster- und Faktorenanalyse sind in den neueren Version enthalten und werden im Buch eingehend behandelt. Für die Varianzanalyse werden neue und erweiterte Verfahren angeboten. Interessante Neuerungen gibt es auch im Bereich der Grafikerstellung und -überarbeitung: Interaktive Grafiken ergänzen das Spektrum der Grafik von SPSS und erlauben neue Grafikformen wie z.b. 3D-Grafiken und neue Layoutmöglichkeiten für herkömmliche Grafiken. 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, die Ergebnisse werden ausführlich kommentiert und erklärt. Dabei werden die statististischen Verfahren mit ihren theoretischen Grundlagen und Voraussetzungen in die Darstellung einzubezogen. Neben Daten aus dem ALLBUS (Allgemeine Bevölkerungsumfrage der Sozialwissenschaften) werden unter anderen volkswirtschaftliche Daten, Daten aus der Wahlforschung, der Schuldnerberatung, der Qualitätskontrolle und Medizin verwendet. Der Service zum Zugang zu den verwendeten Datendateien wird fortgeführt. Man kann die Datendateien entweder per Post oder per Internet beziehen (siehe Anhang C). Die von uns zum Buch eingerichtete Website ( bietet nicht nur einen schnellen Zugang zu den Datendateien, sondern wird für weitere Informationsangebote zu unserem Buch ausgebaut. Man kann dort Ergänzungstexte (zum Hilfesystem von SPSS für Windows, zur Mehrweg-Varianzanalyse der Vorgängerversionen, zum Übernehmen von Daten aus Datenbanken über die ODBC-Schnittstelle in früheren Versionen etc.) und Übungsaufgaben mit Lösungen finden. Obwohl sich die Version 8.0 durch viele Erweiterungen und Verbesserungen auszeichnet, können auch Anwender früherer Versionen dieses Buch sehr gut nutzen. 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 Instal-

6 VI Vorwort zur dritten Auflage lation des Programms und gibt weitere Hinweise rund um die Installation. Kapitel 2 dient zur Einführung in die Programmbedienung. Ein Anfänger erhält eine sehr leicht nachvollziehbare Anleitung zum Selbststudium für das Umgehen mit SPSS für Windows. Dabei hat er die Möglichkeit, alle gezeigten grundlegenden Anwendungschritte nachzuvollziehen. Im Anhang werden dafür für ca. 30 Fälle die Daten der benutzten Variablen aus dem ALLBUS aufgelistet. Zum Üben und Nachvollziehen anderer Anwendungen werden volkswirtschaftliche Daten aufgeführt. Über den Dateienservice kann man sich aber auch schnell und kostenlos alle verwendeten Datendateien besorgen (siehe Anhang C). 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 22 geht auf alle statistischen Verfahren im Menü "Statistik" ein. Kapitel 23 bis 24 befassen sich mit der Erzeugung und Überarbeitung von Grafiken. In Kapitel 25.2 wird anhand eines Beispiels in mehreren Schritten die komplette Überarbeitung einer erzeugten herkömmlichen Grafik für Präsentationszwecke aufgezeigt. In Kapitel 26 werden weitere Programmelemente sowie Programmfunktionen erklärt. In Kapitel 27 wird die Theorie und praktische Anwendung von Exact Tests erläutert. Exact Tests erlaubt für die nichtparametrischen Tests sowie für den Chi Quadrat-Test im Rahmen von Kreuztabellierung genaue Signifikanzprüfungen. Dieses Ergänzungsmodul ist unverzichtbar, wenn nur kleine oder unausgewogene Stichproben vorliegen. Unser herzlicher Dank geht an SPSS GmbH Software in München für die Überlassung des Programms sowie für die weitere gute Unterstützung, an den Springer Verlag für die harmonische Zusammenarbeit, an Marco Mühlen, der uns seit der ersten Auflage tatkräftig dabei geholfen hat, den Text eine ansprechende Form zu geben und uns trotz seiner hohen Arbeitsbelastung in seiner neuen Rolle als Unternehmer im Softewarebereich unterstützt hat und an Prof. Dr. Berg vom Universitätskrankenhaus Eppendorf in Hamburg, der uns eine Datendatei für die Diskriminanzanalyse zur Verfügung gestellt hat. Gerne möchten wir auch diesesmal unsere Leser bitten: Schreiben Sie uns, wenn Sie Fehler entdecken oder sonstige Verbesserungsvorschläge haben. Insbesondere möchten wir unsere Leser auf unsere -Adressen hinweisen. Hamburg, im November Jürgen Janssen Wilfried Laatz JanssenJ@hwp.uni-hamburg.de LaatzW@hwp.uni-hamburg.de

7 Inhaltsverzeichnis 1 Installieren von SPSS Anforderungen an die Hard- und Software Die Installation durchführen Weitere Hinweise Einführende Übungen mit 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 Miuelwertvergleiche Indexe bilden, Daten transformieren Gewichten Definieren und Modifizieren einer Datendatei Definieren von Variablen Variablen definieren mit Hilfe von Vorlagen Vorlagen erstellen bzw. verändern Vorlagen anwenden Eingeben von Daten Editieren der Datenmatrix Einstellungen für den Dateneditor Drucken, Speichern, Öffnen, Schließen einer Datendatei 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... 74

8 VIII Inhaltsverzeichnis Ändern von Tabellenformaten Arbeiten mit dem Textviewer Arbeiten im Syntaxfenster Erstellen und Ausführen von Befehlen Charakteristika der Befehlssyntax Transformieren von Daten Berechnen neuer Werte Verwenden von Bedingungsausdrücken Urnkodieren von Werten Zählen des Auftretens bestimmter Werte Transformieren in Rangwerte Automatisches Urnkodieren 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 ODBC-Schnittstelle "Datenbank einlesen... " Übernehmen von Daten aus ASCII-Dateien Daten in externe Formate ausgeben Transformieren von Dateien Daten sortieren, Daten transponieren Daten sortieren Transponieren von Fällen und Variablen Zusammenfügen VOn Dateien Hinzufügen neuer Fälle Hinzufügen neuer Variablen Gewichten von Daten 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 und deskriptive Statistiken Überblick über das Menü "Zusammenfassen" Durchführen einer Häufigkeitsauszählung Erstellen einer Häufigkeitstabelle

9 Inhaltsverzeichnis IX Festlegen des Ausgabeformats von Tabellen Grafische Darstellung von Häufigkeitsverteilungen... I Statistische Maßzahlen Definition und Aussagekraft Berechnen statistischer Maßzahlen Bestimmen von Konfidenzintervallen Das Menü "Deskriptive Statistiken" 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 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 Das Menü "Fälle zusammenfassen" Listen erstellen Kombinierte Berichte erstellen Erstellen von Berichten mit "gegliederte Berichte" 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 multiplen Kategorien- Set Erstellen einer Häufigkeitstabelle für einen multiplen Dichotomien- Set

10 x Inhaltsverzeichnis 12.4 Kreuztabellen für Mehrfachantworten-Sets Speichern eines Mehrfachantworten-Sets Mittelwertvergleiche und t-tests Überblick über die Menüs,,Mittelwerte vergleichen" und "GLM - Allgemein mehrfaktoriell " 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 (Schaltfläche "Post Hoc") Kontraste zwischen apriori definierten Gruppen (Schaltfläche "Kontraste") Erklärung der Varianz durch Polynome Mehr-Weg-Varianzanalyse Faktorielle Designs mit gleicher ZellhäufigkeiL Faktorielle Designs mit ungleicher Zellhäufigkeit Mehrfachvergleiche zwischen Gruppen 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

11 Inhaltsverzeichnis XI Ergänzende Statistiken zum Regressionsmodell (Schaltfläche "Statistik") 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 Vorschaltung einer Faktorenanalyse Diskrirninanzanalyse 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

12 XII Inhaltsverzeichnis Weitere Optionen Nichtparametrische Tests Einführung und Überblick Tests für eine Stichprobe Chi-Quadrat-Test (Anpassungstest) Binomia1-Test Sequenz-Test (Runs-Test) für eine Stichprobe Ko1mogorov-Smirnov-Test für eine Stichprobe Tests für 2 unabhängige Stichproben Mann-Whitney V-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-Homogenitäts-Test Tests für k verbundene Stichproben Friedman-Test Kendall's W-Test Cochran Q-Test 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 Übersicht Balkendiagramme erzeugen Einfaches Balkendiagramm Gruppiertes Balkendiagramm Gestapeltes Balkendiagramm Wahlmöglichkeiten Liniendiagramme erzeugen Einfaches Liniendiagramm Mehrfaches Liniendiagramm Verbundliniendiagramm Wahlmöglichkeiten

13 Inhaltsverzeichnis XIII 24.4 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 Differenzliniendiagramm Wahlmöglichkeiten 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 Streudiagramme erzeugen Einfaches Streudiagramm Streudiagramm in Matrixform Überlagertes Streudiagramm Dreidimensionales Streudiagramm (3D) Wahlmöglichkeiten Histogramme erzeugen P-P- und Q-Q-Diagramme erzeugen Sequenzdiagramme erzeugen Autokorrelations- und Kreuzkorrelationsdiagramme erzeugen Autokorrelationsdiagramme Kreuzkorrelationsdiagramme Herkömmliche Grafiken gestalten Das Diagramm-Editorfenster Ein Beispiel zum Gestalten einer Grafik Wechseln zwischen Grafiktypen (Menü "Galerie")

14 XIV Inhaltsverzeichnis 25.4 Überarbeiten von Objekten einer Grafik (Menü "Diagramme") Objekte einer Grafik Optionen zum Gestalten von Diagrammen (Menü "Optionen") Gestalten der Achsen von Diagrammen (Menü "Achse") Balkenabstände festlegen (Menü "Balkenabstand") Titel, Fußnoten, Legenden und Anmerkungen einfügen bzw. verändern Bezugslinien einfügen bzw. verändern (Menü "Bezugslinie ") Innerer und äußerer Rahmen für Grafiken Daten anzeigen und transponieren (Menü "Datenreihen ") Datenreihen anzeigen Daten transponieren Layoutmerkmale von Grafikobjekten modifizieren Verschiedenes Drucken Das Menü "Extras" Verwenden von Skripts und Autoskripts Verwenden eines vorgefertigten Beispielskripts Verwenden eines vorgefertigten Autoskripts 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 Exakte Tests... : Anhang Literaturverzeichnis Sachverzeichnis