Accuracy准确度与精确度.ppt
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1、基本概念(基本概念(Basic Concepts)1.总体(总体(population):具有共同性质的个体所组成的集团。具有共同性质的个体所组成的集团。分为有限总体和无限总体。分为有限总体和无限总体。2.样本(样本(Sample):):从总体中抽出的若干个个体组成样本。从总体中抽出的若干个个体组成样本。3.观察值(观察值(Observed Value):):每一个体的某一性状、特性每一个体的某一性状、特性的测定数值。的测定数值。4.变数(变数(Variable):):凡表现出变异的观察值称为变数。凡表现出变异的观察值称为变数。5.参数(参数(Parameter):):由总体的全部观察值而计算
2、得到的由总体的全部观察值而计算得到的总体特征数,如总体平均数等。总体特征数,如总体平均数等。6.统计数(统计数(Statistic):):测定样本中的各个体而得到的特征测定样本中的各个体而得到的特征数,如样本平均数等。数,如样本平均数等。7.随机样本(随机样本(Random Sample):从总体中随机抽取的样本。):从总体中随机抽取的样本。水平(水平(Level):):因素内设置的不同处理级别。因素内设置的不同处理级别。处理(处理(Treatment):):几个因素不同水平的组合。几个因素不同水平的组合。准确度(准确度(Accuracy):):同一处理的观察值与其真实值的接同一处理的观察值与
3、其真实值的接近程度。近程度。精确度(精确度(Precision):):同一处理的重复观察值间彼此接近程同一处理的重复观察值间彼此接近程度。度。试验单元(试验单元(Experimental Unit):):是指接受某种处理的最是指接受某种处理的最小的一个独立的试验材料单位。如一张叶片、一个果实、小的一个独立的试验材料单位。如一张叶片、一个果实、一个枝条、一个植株等。一个枝条、一个植株等。13.误差(误差(Error):观察值与处理真实值间的偏离程度。):观察值与处理真实值间的偏离程度。14.系统误差(系统误差(Systematic Error):观察值与处理真实值间):观察值与处理真实值间 出现
4、有一定方向的系统偏离,如供试材料的遗传背景、仪出现有一定方向的系统偏离,如供试材料的遗传背景、仪器等方面存在的可辨识的差别所造成的误差。器等方面存在的可辨识的差别所造成的误差。15.随机误差(随机误差(Random Error):):观察值与处理真实值间出观察值与处理真实值间出现的大小、方向不同的微小差异。如在试验单元、管理方现的大小、方向不同的微小差异。如在试验单元、管理方法、操作方法等方面存在的不可辨识的差别所造成的误差。法、操作方法等方面存在的不可辨识的差别所造成的误差。16.样本含量(样本含量(Sample Size/Capacity):):样本中所包含的个样本中所包含的个体数目。体数
5、目。第一节第一节 试验设计试验设计experiment design试验和实验试验和实验试验是在人为控制条件下有目的地进行的一种实践活动。试验是在人为控制条件下有目的地进行的一种实践活动。一、试验类型(一)一、试验类型(一)1.田间试验田间试验2.温室试验温室试验3.实验室试验实验室试验4.皿内试验皿内试验5.人工气候室内试验等等人工气候室内试验等等二、试验的基本要求:二、试验的基本要求:1.目的明确目的明确2.结果可靠结果可靠3.试验条件有代表性试验条件有代表性4.试验结果能够重复试验结果能够重复精确度准确度UxFig.1 Mathematical model of experiment 离
6、散的测定几个点,采用统计学的方法经验的估计离散的测定几个点,采用统计学的方法经验的估计 xf(U)(如上图所示),显然观测点未必都在曲线上。如果估(如上图所示),显然观测点未必都在曲线上。如果估计出了计出了xf(U),我们就掌握了,我们就掌握了x随随U而变化的规律,就可以而变化的规律,就可以进行预测和控制。进行预测和控制。三、处理设计三、处理设计田间试验按试验小区大小、试验年份、试验地点等可分为田间试验按试验小区大小、试验年份、试验地点等可分为若干类,但最基本的是根据试验因素可将田间试验分为:若干类,但最基本的是根据试验因素可将田间试验分为:单因素试验(单因素试验(Singlefactor e
7、xperiment)仅研究某一个仅研究某一个问题,如施肥对产量的影响,可以包含肥料的不同等级。问题,如施肥对产量的影响,可以包含肥料的不同等级。优点:试验简单,容易分析、但是不能了解各因素之间的优点:试验简单,容易分析、但是不能了解各因素之间的关系。关系。多因素试验(多因素试验(Multiple-factor experiment)中包含了不中包含了不同因素及不同水平的组合。优点:便于了解各因素之间的同因素及不同水平的组合。优点:便于了解各因素之间的相互关系,试验复杂,设计不妥时不便于分析。相互关系,试验复杂,设计不妥时不便于分析。综合试验(综合试验(Comprehensive experim
8、ent)是在进行多因素是在进行多因素研究之后,将重要因素重新组合,进行试验分析,各因素研究之后,将重要因素重新组合,进行试验分析,各因素的水平不需要构成平衡处理。的水平不需要构成平衡处理。四、试验单元的排列方式四、试验单元的排列方式 试验设计的目的是避免系统误差,缩小随机误差,以保证试验设计的目的是避免系统误差,缩小随机误差,以保证试验的准确度和精确度。试验的准确度和精确度。试验设计的三个基本原理:试验设计的三个基本原理:1.重复(重复(Replication):):重复的作用(重复的作用(1)若试验中没有系统误差)若试验中没有系统误差存在,只有随机误差,则可用处理多次重复观察值间的参差不存在
9、,只有随机误差,则可用处理多次重复观察值间的参差不弃程度来估计随机误差。只有弃程度来估计随机误差。只有1次重复就无法估计随机误差次重复就无法估计随机误差(2)同一处理多次观察值的平均值是处理真值的最好估计。)同一处理多次观察值的平均值是处理真值的最好估计。2.随机化(随机化(Randomization):):通过试验单元的随机化排列来消通过试验单元的随机化排列来消除试验单元间的系统误差。除试验单元间的系统误差。3.局部控制(局部控制(Local control):):将整个试验空间分成若干个各自将整个试验空间分成若干个各自相对均匀的局部(区组),所以的区组构成区组因素。作用相对均匀的局部(区组
10、),所以的区组构成区组因素。作用(1)可将系统误差分离出来增加准确度;()可将系统误差分离出来增加准确度;(2)区组内保证试)区组内保证试验单元的一致性,增加精确度。验单元的一致性,增加精确度。随机化排列随机化排列 重重复复 I重重复复 IIbcdefgck2ckckheabcfgdaabcdefghck1 1、田间试验设计、田间试验设计ckabcgedf利用查表或产生随机数的方法进行设计利用查表或产生随机数的方法进行设计ck2五、局部控制五、局部控制1 1、田间试验设计、田间试验设计abcdefck设置重复设置重复随机化排列随机化排列局部控制局部控制消除系统误差,消除系统误差,无偏试验误差估
11、计无偏试验误差估计估计和降低估计和降低随机误差随机误差与随机化结合与随机化结合分离系统误差分离系统误差降低随机误差降低随机误差提高准确度和精确度提高准确度和精确度保证统计推断的可靠性保证统计推断的可靠性试验类型(二)试验设计可以归纳为全面实施试验和部分实施试试验设计可以归纳为全面实施试验和部分实施试验两种类型。验两种类型。全面实施试验分为顺序排列的试验设计和随全面实施试验分为顺序排列的试验设计和随机排列的试验设计两大类。前者常用在处理数量机排列的试验设计两大类。前者常用在处理数量大、精确度要求不高、不须作统计推断的预备试大、精确度要求不高、不须作统计推断的预备试验,容易发生系统误差;后者强调有
12、合理的试验验,容易发生系统误差;后者强调有合理的试验误差估计,常用于对精确度要求较高的试验。误差估计,常用于对精确度要求较高的试验。全面实施试验(全因子试验)全面实施试验(全因子试验)一、顺序排列的试验设计一、顺序排列的试验设计1.对比法设计(contrast design)常用于少数处理试验及示范性试验,其试验单元排列特点是处理单元直接排列在对照区旁边,使每一小区可与其邻旁的对照区直接比较。IIIIII1CK23CK 45678CKCK7CK81CK 23456CKCK5CK67CK 81234CKCK2.间比法设计(interval contrast design)常用处理试验单元较多的试
13、验,要求不高,但用随机区组排列有困难的试验。其试验单元排列特点是第一个小区和末尾小区一定是对照,每二个对照之间排列相同数目的处理小区,通常是4或9个,重复24次。CKCKCKCK123456789 10 11 1212个小麦品种的间比法排列个小麦品种的间比法排列二、随机排列的试验设计二、随机排列的试验设计1.完全随机设计(completely random design)将各个处理随机分配到各个试验单元(或小区)中,每一个处理的重复数可以相等或不相等。这种设计灵活机动,单因素和多因素均可使用。2.随机区组设计(randomized blocks design)亦称完全随机区组设计(random
14、 complete block design)根据局部控制的原则将试验地划分为等于重复次数的区组,一个区组安排一个重复,区组内各处理都独立随机排列。主要特点(1)简单;(2)适应性广;(3)能提供无偏的误差估计,降低误差;(4)对试验地形要求不严格;(5)试验的处理数目一般不要超过20。74211317368548732164524887566532IIIIIIIV肥力梯度:肥力梯度:8个品种个品种4次重复的随机区组排列次重复的随机区组排列3.拉丁方设计(latin square design)将各个处理从纵横两个方向排列为区组(或重复),使每一个处理在每一列和每一行中出现的次数相等(通常一次
15、)。所以它比随机区组多一个方向进行局部控制的随机排列设计。拉丁方设计具有双向控制土壤差异的作用,有较高的精确度,但缺乏伸缩性,适应于48个处理的试验设计。ABCDEBCDEACDEABDEABCEABCD4.裂区设计(split-plot design)是多因素试验的一种设计形式。先按一个因素设计主处理小区(main plot),然后在这个主处理小区内引进第二个因素的各个处理的小区(副区或裂区,split-plot)。152541243634362651高高低低中中653231163142465254低低中中高高246532142135461653高高中中低低IIIIII5.再裂区设计(spl
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