復雜抽樣下樣本輪換連續(xù)調查的統(tǒng)計方法及應用.pdf

1、目的:為了調查總體在不同時間上的水平及其變化、累計或平均水平，須采用連續(xù)調查。眾多醫(yī)學參考值已不能代表現(xiàn)時變化了的指標水平。流行病學隊列研究中，因研究時期長樣本脫落多，需要設計合理的樣本輪換方法、提供正確的統(tǒng)計分析公式。我國建立的統(tǒng)計調查體系正是以經常性的連續(xù)調查為主體。對固定樣本進行多次調查存在代表性下降和樣本疲勞兩個嚴重問題;在不同次調查中重新抽取不同的新樣本，也存在另幾個嚴重問題:如不能很好反應總體在不同時間的變化，不能利用固定樣

2、本的前期資料對現(xiàn)期總體作出精度較高的回歸組合估計，與固定樣本相比，調查費用、時間、難度更高等等。為了權衡這兩方面的問題，國內外的統(tǒng)計學家早已研究出樣本輪換（在樣本容量不變的前提下，每隔一定時間更換部分樣本單位）的好方法。樣本輪換(sample rotation)由于既保留了部分原有樣本單位，又增加了部分新樣本單位，所以兼有全新樣本與固定樣本的優(yōu)點，能在抽樣費用與抽樣精度之間取得平衡，是減少和控制非抽樣誤差的重要手段。
　　國內外對

3、一次性（橫斷面）抽樣調查的統(tǒng)計方法研究較多，理論及方法比較成熟;對于連續(xù)抽樣調查的統(tǒng)計方法，主要局限于對簡單隨機抽樣調查中的樣本輪換問題的研究，而對實際調查中常需采用的各種復雜抽樣下樣本輪換的統(tǒng)計方法研究甚少。鑒于此，本文第一部分，分別對分層簡單隨機抽樣下樣本輪換連續(xù)調查、整群抽樣下樣本輪換連續(xù)調查、分層整群抽樣下樣本輪換連續(xù)調查、兩階段抽樣下樣本輪換連續(xù)調查、分層兩階段抽樣下樣本輪換連續(xù)調查、分層兩階段整群抽樣下樣本輪換連續(xù)調查六種連

4、續(xù)調查方法的相應統(tǒng)計量計算公式，進行推導證明，填補相應空白。本文第二部分對某核電站職工的血液學指標開展兩階段抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，為中國核電站職工健康狀況的評價及探討其健康危險因素提供可靠有效精度高的數(shù)據;對某市中小學生的體質指標開展分層整群抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，為中小學生的體質評價提供可靠有效精度高的數(shù)據;同時通過實例調查與統(tǒng)計，說明本文研究的連續(xù)調查方法及其統(tǒng)計公式的實際應用效果。第三部分對本文研究的六種復雜抽樣下樣本輪換的

5、連續(xù)調查方法及其公式，進行大樣本個數(shù)的計算機模擬抽樣調查與統(tǒng)計分析，對本文所研究的連續(xù)調查方法及其統(tǒng)計公式進行效度、信度評價。
　　方法:在調查方法的設計及統(tǒng)計公式的推導證明中:統(tǒng)計抽樣的理論方法、回歸估計的理論方法、比率估計的理論方法、連續(xù)調查的理論方法、樣本輪換的理論方法及概率統(tǒng)計的基本理論方法被應用;分層簡單隨機抽樣、整群抽樣、分層整群抽樣、兩階段抽樣、分層兩階段抽樣、分層兩階段整群抽樣六種復雜的抽樣方法被采用。在實例調查中

6、，本文研究的調查方法及其統(tǒng)計公式被使用，區(qū)間估計與Z檢驗的方法被采用。在效度信度評價中，運用了效度、信度的評價方法，計算機模擬方法、SAS的基本知識、計算機編程技術與區(qū)間估計等方法。
　　結果:
　　1.對分層簡單隨機抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，設計出調查方法并推導出總體均值的估計量及其方差與估計方差、最優(yōu)樣本輪換率、最優(yōu)組合估計權數(shù)的計算公式。對全部統(tǒng)計公式編寫出SAS計算程序。
　　2.對整群抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查

7、，設計出調查方法并推導出總體均值估計量及其方差與估計方差、最優(yōu)樣本輪換率、最優(yōu)組合估計權數(shù)的計算公式。對全部統(tǒng)計公式編寫出SAS計算程序。
　　3.對分層整群抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，設計出調查方法并推導出總體均值估計量及其方差與估計方差、最優(yōu)樣本輪換率、最優(yōu)組合估計權數(shù)的計算公式。對全部統(tǒng)計公式編寫出SAS計算程序。
　　4.對兩階段抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，設計出調查方法并推導出總體均值的估計量及其方差與估計方差、最優(yōu)樣

8、本輪換率、最優(yōu)組合估計權數(shù)的計算公式。對全部統(tǒng)計公式編寫出SAS計算程序。
　　5.對分層兩階段抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，設計出調查方法并推導出總體均值的估計量及其方差與估計方差、最優(yōu)樣本輪換率、最優(yōu)組合估計權數(shù)的計算公式。對全部統(tǒng)計公式編寫出SAS計算程序。
　　6.對分層兩階段整群抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，設計出調查方法并推導出總體均值的估計量及其方差與估計方差、最優(yōu)樣本輪換率、最優(yōu)組合估計權數(shù)的計算公式。對全部統(tǒng)計公式

9、編寫出SAS計算程序。
　　7.于2009-2011年采用二階段抽樣下樣本輪換連續(xù)調查3次，每次調查9個處、3次共調查619人次，估計出某核電站職工血液學指標（以白細胞WBC為例）各年度樣本均值及其估計方差，指標變量2009年與2010年間、2010年與2011年間的回歸系數(shù)與相關系數(shù)，最優(yōu)樣本輪換率，最優(yōu)組合權數(shù)，總體均值的估計量及其估計方差;估計出2010年和2011年總體均值的95％置信區(qū)間分別為(5.40，6.36)和(5

10、.34，6.34)，對該總體均值估計量與一般成人總體均數(shù)的差異進行了假設檢驗得p＜0.05，提示該核電站職工白細胞低于一般成人水平。
　　8.于2010年10月和2011年6月采用分層整群抽樣下樣本輪換連續(xù)調查2次，兩層兩次共調查中小學生1971人次，估計出某市中小學生體質指標（以肺活量為例）前、后期樣本均值及其估計方差，指標變量兩期間的回歸系數(shù)與相關系數(shù)，最優(yōu)樣本輪換率，最優(yōu)組合權數(shù)，總體均值的估計量及其估計方差;估計出2011

11、年總體均值的置信區(qū)間為(2065，2374)，對該總體均值估計量與全國總體均數(shù)的差異進行了假設檢驗得p＞0.05，提示該市中小學生肺活量與全國中小學生平均水平相當。
　　9.對分層簡單隨機抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，分別在10％、40％兩種抽樣比下，各計算機模擬抽樣100個樣本的調查分析結果:100個總體均值的95％可信區(qū)間幾乎均包含模擬總體均數(shù)。
　　10.對整群抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，分別在10％、40％兩種抽樣比下，各

12、計算機模擬抽樣100個樣本的調查分析結果:100個總體均值的95％可信區(qū)間幾乎均包含模擬總體均數(shù)。
　　11.對分層整群抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，分別在10％、40％兩種抽樣比下，各計算機模擬抽樣100個樣本的調查分析結果:100個總體均值的95％可信區(qū)間幾乎均包含模擬總體均數(shù)。
　　12.對兩階段抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，分別在僅次級單元樣本輪換、初級與次級單元樣本均輪換兩種輪換方式與次級單元按10％、40％兩種抽樣比組合

13、的四種情況下，各計算機模擬抽樣100個樣本的調查分析結果:100個總體均數(shù)的95％可信區(qū)間幾乎均包含模擬總體均數(shù)。
　　13.對分層兩階段抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，分別在次級單元按10％、40％兩種抽樣比下，各計算機模擬抽樣100個樣本的調查分析結果:100個總體均值的95％可信區(qū)間幾乎均包含模擬總體均數(shù)。
　　14.對分層兩階段整群抽樣下樣本輪換的連續(xù)調查，分別在次級單元按10％、40％兩種抽樣比下，各計算機模擬抽樣100

14、個樣本的調查分析結果:100個總體均值的95％可信區(qū)間幾乎均包含模擬總體均數(shù)。
　　15.本文所研究的六種復雜抽樣方法下，樣本輪換的連續(xù)調查與固定樣本的連續(xù)調查相比，在10％的抽樣比下，除兩階都輪換的兩階段抽樣外，其余樣本輪換的抽樣方法抽樣精度均較固定樣本的抽樣方法精度高;在40％抽樣比下，除分層兩階段整群抽樣精度次于固定樣本、兩階段抽樣精度等于固定樣本外，其余樣本輪換的抽樣方法抽樣精度均較固定樣本的抽樣方法精度高。
　　結