SPSS ftirwindows. Statistische Datenanalyse mit. Jürgen Janssen. Wilfried Laatz. Eine anwendungsorientierte Einführung in das Basissystem

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2 Jürgen Janssen. Wilfried Laatz Statistische Datenanalyse mit SPSS ftirwindows Eine anwendungsorientierte Einführung in das Basissystem Mit 380 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH

3 Jürgen Janssen, Dozent ftirvolkswirtschaftslehre Prof. Dr. Wilfried Laatz, Professor ftir Soziologie Hochschule ftirwirtschaft und Politik Von-Meile-Park Hamburg ISBN ISBN (ebook) DOI / Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte,insbesondere die der Übersetzung, des Nachdruckes, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendungen, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung aufanderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes odervon Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen dergesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der Fassung vom 24. Juni 1985 zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1994 Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Tokyo 1994 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. 42/ Gedruckt auf säurefreiem Papier

4 Vorwort SPSS für Windows in der deutschen Version 6.01 des bekanntesten Datenanalysesystems bietet gegenüber der bisherigen DOS-Version eine Vielzahl von Erweiterungen und Neuerungen. Die Windows-Version hat insbesondere folgende Vorzüge zur Erhöhung des Anwenderkomforts und der Produktivität: Eine grafische, deutsche Oberfläche mit der benutzerfreundlichen Windows Technik. Nur in Ausnahmefällen ist eine Programmierung von Datenanalysen mittels der Befehlsprache von SPSS erforderlich. Einen integrierten Dateneditor. Dieser entspricht vom Erscheinungsbild einer Kalkulationstabelle eines Spreadsheets und erlaubt eine einfache Definition, Eingabe, Korrektur, Ergänzung und Einsichtnahme der Daten. Ein integriertes Grafiksystem mit Grafikeditor. Die Erzeugung einer Vielzahl hochauflösender, mehrfarbiger Grafiken ist eine. Standardleistungen des Systems. Der Grafikeditor ermöglicht als objektorientiertes System eine umfassende Überarbeitung der von SPSS erzeugten Diagramme. Erweiterte Möglichkeiten zum Verarbeiten (Im- und Exportieren) von Daten in Fremdformaten (ASKII-, dbase-, Excel-, Lotus-, SPSSIPC+-, SPSS portable-, SAS- und SYLK-Dateien). Des weiteren gibt es eine integrierte Schnittstelle zu Oracle und SQL-Server. Dank ODBC kann auf Daten aus Datenbanken, die ODBC stützen, zugegriffen werden (z.b. Access von Microsoft). Der Dynamische Datenaustausch (DDE) für Text, Daten und Grafik wird unterstützt. Auch können SPSS-Grafiken in OLE-fähige Anwendungen eingebunden werden. Ein kontextbezogenes Hilfssystem ist verfiigbar. In diesem Buch wird das Basissystem von SPSS für Windows behandelt. Obwohl sich die Version insbesondere durch zahlreiche Erweiterungen und Verbesserungen gegenüber 5.0 auszeichnet, können auch Anwender von 5.0 dieses Buch nutzen. Das Buch wendet sich sowohl an den Anfänger, der zum erstenmal eine statistische Auswertung vornimmt, als auch den erfahrenen Anwender. Dabei werden zwei konzeptionelle Leitlinien verfolgt: Alle Anwendungen - statistische Auswertungen, Erstellungen von Grafiken, Umgang mit Fremddateien etc - werden anhand von Beispielen aus der Praxis demonstriert. Neben Daten aus dem ALLBUS (Allgemeine Bevölkerungsum-

5 VI frage der Sozialwissenscahften) werden unter anderen volkswirtschaftliche Daten, Daten aus der Wahlforschung, der Schuldnerberatung und der Qualitätskontrolle verwendet. Es wird nicht nur die Vorgehensweise bei einer statistischen Auswertung gezeigt, sondern es werden auch die Ergebnisse kommentiert und erklärt. Die verwendeten statistischen Verfahren und Methoden werden mit ihren Anwendungsvorausetzungen erläutert, so daß das Buch weit über ein Handbuch zur Programmbedienung hinausgeht. Nach unserer Auffassung kann eine sachgerechte Anwendung von statistischen Verfahren sowie die Kommentierung und Ergebniserläuterung nur auf der Grundlage fundierter methodischer Kenntnisse basieren. 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. Kapitel 2 dient zur Einführung in die Programmbedienung. Sowohl der Anfänger als auch der geübte SPSS-Anwender, der auf die Windows Version umsteigt, kann sich hier mit dem Programm vertraut machen. 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. Für die Möglichkeit zum Üben anderer Anwendungen werden auch volkswirtschaftliche Daten aufgelistet. 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 19 geht auf alle statistischen Verfahren im Menü "Statistik" ein. Kapitel 20 und 21 befassen sich mit der Erzeugung und Überarbeitung von Grafiken. In Kapitel 21.2 wird anhand eines Beispiels in mehreren Schritten die komplette Überarbeitung einer erzeugten Grafik für Präsentationszwecke aufgezeigt. Schließlich wird in Kapitel 22 auf das Hilfesystem eingegangen und in Kapitel 23 werden weitere Programmelemente sowie Programmfunktionen erklärt. An dieser Stelle möchten wir uns nochmals ganz herzlich für unterstützende Hilfen bedanken: SPSS GmbH Softeware in München hat uns das Programm zur Verfügung gestellt. Christiane Diek hat einige Grafiken zum Kapitel "Lineare Regressionsanalyse" angefertigt. Marco Mühlen und Horst Meier haben es mit hohem Engagement und in vielen Stunden übernommen, Korrektur zu lesen. Ohne diese Hilfen wäre das Buch nicht entstanden. Aus Erfahrung wissen wir, daß ein solches Buch selten ohne Fehler bleibt. Daher möchten wir unsere Leser bitten: ärgern Sie sich nicht nur über eventuelle Fehler, sondern schreiben Sie uns, wenn sie Fehler finden oder sonstige Verbesserungen vorschlagen können. Hamburg, im August Jürgen Janssen Wilfried Laatz

6 Inhaltsverzeichnis Installation von SPSS Anforderungen an die Hard- und Software Die Installationsprozedur Einführende Übungen mit SPSS Die Oberfläche von SPSS fiir Windows Eirrfiihrung in die Benutzung von Menüs Dateneingabe im Dateneditorfenster Eingabe von Daten Speichern und Laden einer Datendatei Änderung des Variablenformats Datenbereinigung Einfache statistische Auswertungen Häufigkeitstabellen Kreuztabellen Mittelwertvergleiche Indexbildung, Datentransformation Gewichten Der Dateneditor Variablen definieren Variablendefinition mit Hilfe von Vorlagen Erstellung bzw. Veränderung von Vorlagen Vorlagen anwenden Eingeben von Daten Editieren der Datenmatrix Einstellungen Drucken, Speichern, Öffnen, Schließen einer Datendatei Editieren des Ausgabe- und Syntaxfensters Arbeiten im Ausgabefenster Öffnen von Dateien in einem oder mehreren Ausgabefenstern Textdateien editieren Arbeiten im Syntaxfenster Charakteristika der Befehlssyntax... 73

7 VIII Inhaltsverzeichnis 5 Datentransformation Berechnung neuer Werte Verwendung von Bedingungsausdrücken Urnkodieren von Werten Zählen des Auftretens bestimmter Werte Transformation in Rangwerte Automatisches Urnkodieren Transformation von Zeitreihendaten Offene Transformationen Datenaustausch mit anderen Programmen Übernahme von Daten aus Fremddateien Übernahme von Dateien mit SPSS Portable-Format Übernahme von Dateien aus einem Tabellenkalkulationsprogramm Übernahme von Dateien aus einem Datenbankprogramm Übernahme von Daten aus ASCII-Dateien Datenausgabe in externe Formate Transformation von Dateien Daten sortieren, Dateien 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 Dateien Teilmengen von Fällen auswählen Erstellung einer Datei mit aggregierten Variablen Häufigkeiten und univariate Statistiken Überblick über das Menü "Deskriptive Statistik" Die Durchführung einer Häufigkeitsauszählung Die Erstellung einer Häufigkeitstabelle Formatierungsoptionen Grafische Darstellung von Häufigkeitsverteilungen Statistische Maßzahlen Univariate Statistiken

8 Inhaltsverzeichnis IX 9 Exploration von Daten Das Unterprogramm "Explorative Datenanalyse" Robuste Lagepararneter Grafische Darstellung von Daten Univariate Grafiken: Histogramm und Stem-and-LeafPlot Boxplots Überprüfung von Verteilungsannahmen Überprüfung der Voraussetzung homogener Varianzen Überprüfung der Voraussetzung der Normalverteilung Kreuztabellierung und Zusammenhangsmaße Kreuztabellierung Der Chi-Quadrat Unabhängigkeitstest Zusammenhangsmaße Zusammenhangsmaße für nominal skalierte Daten Zusammenhangsmaße für ordinalskalierte Daten Zusammenhangsmaße unter Einschluß intervallskalierter Variablen Spezielle Maße Statistiken in drei- und mehrdimensionalen Tabellen Fälle auflisten und Berichte erstellen Listen erstellen mit dem Befehl "Fälle auflisten" Erstellen von Berichten (Reports) Zeilenweise Berichte Spaltenweise Berichte Analyse von Mehrfachantworten Definieren eines Mehrfachantworten-Sets Erstellen einer Häufigkeitstabelle Die Erstellung einer Häufigkeitstabelle für einen multiplen Dichotomien-Set Kreuztabellen mit Mehrfachantworten-Sets Mittelwertdifferenzen und t-tests Überblick über die Menüs "Mittelwertvergleiche" und "ANOVA Modelle" Mittelwerte Anwendung von "Mittelwerte" Einbeziehung einer Kontrollvariablen Weitere Optionen T-Tests für Mittelwertdifferenzen Die Funktionsweise von Signifikanztests

9 x Inhaltsverzeichnis T-Test für zwei unabhängige Stichproben T-Test für abhängige Stichproben Einfaktorielle V arianzanalyse (ANOVA) Theoretische Grundlagen der Varianzanalyse ANOV A in der praktischen Anwendung Multiple Vergleiche (Schaltfläche "Post Hoc") Kontraste zwischen apriori definierte Gruppen (Schaltfläche "Kontraste") Erklärung der Varianz durch Polynome Mehr-Weg-V arianzanalyse Faktorielle Designs mit gleicher Zellhäufigkeit Faktorielle Designs mit ungleicher Zellhäufigkeit Multiple Klassifikationsanalyse (MCA) Korrelation Bivariate Korrelation Partielle Korrelation Lineare Regressionsanalyse Theoretische Grundlagen der Regressionsanalyse Regression als deskriptive Analyse Regression als stochastisches Modell Regression in praktischer Anwendung Ermittlung einer Regressionsgleichung und Ergebnisinterpretation Ergänzende Statistiken zum Regressionsmodell (Schaltfläche "Statistik") Ergänzende Grafiken zum Regressionsmodell (Schaltfläche "Grafiken") Speichern von neuen Variablen des Regressionsmodells (Schaltfläche "Speichern") Optionale Vorgaben für die Berechnung einer Regressionsgleichung (Schaltfläche Optionen") Verschiedene Verfahren zum Einschluß von erklärenden Variablen in die Regressionsgleichung Die Verwendung von Durnmy-Variablen Prüfungen auf Verletzung von Modellbedingungen Autokorrelation der Residualwerte und Verletzung der Linearitäts-Bedingung Homo- bzw. Heteroskedastizität Normalverteilung der Residualwerte

10 Inhaltsverzeichnis XI Multikollinearität Ausreißer und fehlende Werte Modelle zur Kurvenanpassung l Modelltypen und Kurvenformen Modellschätzung Nichtparametrische Tests Tests fiir eine Stichprobe Chi-Quadrat-Test (Anpassungstest) Binomial-Test Sequenz-Test fiir eine Stichprobe Kolmogorov-Smimov-Test Tests fiir 2 unabhängige Stichproben Mann-Whitney U-Test Moses-Test bei extremer Reaktion Kolmogorov-Smimov Z-Test Wald-Wolfowitz-Test Tests fiir k unabhängige Stichproben Kruskal Wallis H-Test Median-Test Tests fiir 2 abhängige Stichproben Wilcoxon-Test... ; Vorzeichen(Sign)-Test McNemar-Test Tests fiir k abhängige Stichproben Friedman-Test Kendall's W-Test Cochrans Q-Test Grafiken erzeugen Einführung und Übersicht Das Grafik-Karussel Balkendiagramme erzeugen Einfaches Balkendiagramm Gruppiertes Balkendiagramm Gestapeltes Balkendiagramm Optionale Wahlmöglichkeiten Liniendiagramme erzeugen Einfaches Liniendiagramm Mehrfaches Liniendiagramm Verbundenes Liniendiagramm Optionale Wahlmöglichkeiten

11 XII Inhaltsverzeichnis 20.5 Flächendiagramme erzeugen Einfaches Flächendiagramme Gestapeltes Flächendiagramm Optionale Wahlmöglichkeiten Kreisdiagramme erzeugen Hoch-Tief-Diagramme erzeugen Einfaches Hoch-Tief-Schluß-Diagramm Gruppiertes Hoch-Tief-Schluß-Diagramm Einfaches Bereichsbalkendiagramm Gruppiertes Bereichsbalkendiagramm Differenzliniendiagramm Optionale Wahlmöglichkeiten Pareto-Diagramme erzeugen Einfaches Pareto-Diagramm Gestapeltes Pareto-Diagramm Optionale Wahlmöglichkeiten Kontrollkarten-Diagramme erzeugen Diagrammtyp: X-Quer, R, s Diagrammtyp: Individuelle Werte, Gleitende Spannweite Diagrammtyp: p, np Diagrammtyp: u, c Optionale Wahlmöglichkeiten Boxplot-Diagramme erzeugen Einfaches Boxplot-Diagramm Gruppiertes Boxplot-Diagramm Optionale Wahlmöglichkeiten Fehlerbalkendiagramme erzeugen Einfaches Fehlerbalkendiagramm Gruppiertes Fehlerbalkendiagramm Scatterplot-Diagramme erzeugen Einfacher Scatterplot Scatterplot in Matrixform Überlagerter Scatterplot Dreidimensionaler Scatterplot (3-D) Optionale Wahlmöglichkeiten Histogramme erzeugen Normalverteilungsdiagramme erzeugen Sequenzdiagramme erzeugen Autokorrelations- und Kreuzkorrelationsdiagramme Autokorrelationsdiagramme erzeugen Kreuzkorrelationsdiagramme erzeugen Grafiken überarbeiten und gestalten Das Grafik-Fenster Ein Beispiel zur Gestaltung einer Grafik

12 Inhaltsverzeichnis XIII 21.3 Wechseln zwischen Grafiktypen (Menü Galerie) Wechseln zwischen Balken-, Linien-, Flächenund Kreisdiagrammen Wechsel zwischen Scatterplots und zu Histogrammen Überarbeiten von Objekten einer Grafik (Menü Grafik) Objekte einer Grafik Optionen zur Gestaltung von Diagrammen (Menü Optionen) Gestaltung der Achsen von Diagrammen (Menü Achse) Balkenabstände festlegen (Menü Balkenabstand) Titel, Fußnoten, Legenden und Anmerkungen einfügen bzw. verändern Referenzlinien einfügen bzw. verändern (Menü Referenzlinie) Innerer und äußerer Rahmen für Grafiken Daten auswählen und transponieren (Menü Datenreihen) Datenreihen anzeigen Daten transponieren Attribute von Grafikobjekten modifizieren SPSS-Hilfesystem Hilfe als Top-Down Menüsystem nutzen Bewegen im Hilfesystem Hilfe für das Arbeiten mit dem Hilfesystem Besonderheiten der Hilfe in den Ausgabe- und Syntaxfenstem Hilfe kontextsensitiv benutzen... ~ Arbeiten im Hilfefenster: Drucken, Kopieren, Anmerken, Lesezeichen Setzen Verschiedenes Drucken Extras Einstellungen Fenster anordnen und einrichten Arbeiten mit großen Dateien SPSSTRAN Übersetzung von OEM-Dateien in ANSI-Dateien Übersetzung von ANSI-Dateien in OEM-Dateien Hinweise zum Scrollen und Markieren in den Auswahllisten Anhang Literaturverzeichnis Sachverzeichnis