本文目录一览：
- 1、pytnon中如何计算皮尔逊的p值
- 2、Python气象数据处理与绘图(2)：常用数据计算方法
- 3、初学python，怎样用python做pearson相关系数的检验呢，求指导啊
- 4、相关性系数介绍+python代码实现 correlation analysis
pytnon中如何计算皮尔逊的p值
如何理解皮尔逊相关系数（Pearson Correlation Coefficient）？
皮尔逊相关系数理解有两个角度
其一, 按照高中数学水平来理解, 它很简单, 可以看做将两组数据首先做Z分数处理之后, 然后两组数据的乘积和除以样本数
Z分数一般代表正态分布中, 数据偏离中心点的距离.等于变量减掉平均数再除以标准差.(就是高考的标准分类似的处理)
标准差则等于变量减掉平均数的平方和,再除以样本数,最后再开方.
所以, 根据这个最朴素的理解,我们可以将公式依次精简为:
其二, 按照大学的线性数学水平来理解, 它比较复杂一点,可以看做是两组数据的向量夹角的余弦.
皮尔逊相关的约束条件
从以上解释, 也可以理解皮尔逊相关的约束条件:
1 两个变量间有线性关系
2 变量是连续变量
3 变量均符合正态分布,且二元分布也符合正态分布
4 两变量独立
在实践统计中,一般只输出两个系数,一个是相关系数,也就是计算出来的相关系数大小,在-1到1之间;另一个是独立样本检验系数,用来检验样本一致性.
先举个手算的例子
使用维基中的例子:
例如，假设五个国家的国民生产总值分别是1、2、3、5、8（单位10亿美元），又假设这五个国家的贫困比例分别是11%、12%、13%、15%、18%。
创建2个向量.(R语言)
x-c(1,2,3,5,8)
y-c(0.11,0.12,0.13,0.15,0.18)
按照维基的例子,应计算出相关系数为1出来.我们看看如何一步一步计算出来的.
x的平均数是:3.8
y的平均数是0.138
所以,
sum((x-mean(x))*(y-mean(y)))=0.308
用大白话来写就是:
(1-3.8)*(0.11-0.138)=0.0784
(2-3.8)*(0.12-0.138)=0.0324
(3-3.8)*(0.13-0.138)=0.0064
(5-3.8)*(0.15-0.138)=0.0144
(8-3.8)*(0.18-0.138)=0.1764
0.0784+0.0324+0.0064+0.0144+0.1764=0.308
同理, 分号下面的,分别是:
sum((x-mean(x))^2)=30.8 sum((y-mean(y))^2)= 0.00308
用大白话来写,分别是:
(1-3.8)^2=7.84 #平方
(2-3.8)^2=3.24 #平方
(3-3.8)^2=0.64 #平方
(5-3.8)^2=1.44 #平方
(8-3.8)^2=17.64 #平方
7.84+3.24+0.64+1.44+17.64=30.8
同理,求得:
sum((y-mean(y))^2)= 0.00308
然后再开平方根,分别是:
30.8^0.5=5.549775 0.00308^0.5=0.05549775
用分子除以分母,就计算出最终结果:
0.308/(5.549775*0.05549775)=1
再举个简单的R语言例子(R在这里下载: )
假设有100人, 一组数据是年龄,平均年龄是35岁,标准差是5岁;另一组数据是发帖数量,平均帖子数量是45份post,标准差是8份帖子.
假设这两组都是正态分布.我们来求这两者的皮尔逊相关系数,R脚本如下:
x-rnorm(n=100,mean=35,sd=5) #创建一组平均数为35,标准差为5,样本数为100的随机数
y-rnorm(n=100,mean=45,sd=8) #创建一组平均数为45,标准差为8,样本数为100的随机数
cor.test(x,y,method="pearson") #计算这两组数的相关,并进行T检验
然后R输出结果为:
Pearson's product-moment correlation
data: x and y
t = -0.0269, df = 98, p-value = 0.9786
alternative hypothesis: true correlation is not equal to 0
95 percent confidence interval:
-0.1990316 0.1938019
sample estimates:
cor
-0.002719791
当然,这里是随机数.也可以用非随机的验证一下计算.
皮尔逊相关系数用于网站开发
直接将R与Ruby关联起来
调用很简单,仿照上述例子:
cor(x,y)
就输出系数结果了.
有这么几个库可以参考:
...
...
说明, 以上为ruby调用库. pythone程序员可以参考: Rpy ()
简单的相关系数的分类
0.8-1.0 极强相关
0.6-0.8 强相关
0.4-0.6 中等程度相关
0.2-0.4 弱相关
0.0-0.2 极弱相关或无相关
ps : 这个网站开发者不要再次发明轮子,本来用markdown语法写作很爽,结果又不得不花时间来改动.请考虑尽快支持Markdown语法.
皮尔森相关系数的就是
x和y的协方差/(x的标准差∗y的标准差)
判断两组数的线性关系程度。
Python气象数据处理与绘图(2)：常用数据计算方法
对于气象绘图来讲，第一步是对数据的处理，通过各类公式，或者统计方法将原始数据处理为目标数据。
按照气象统计课程的内容，我给出了一些常用到的统计方法的对应函数：
在计算气候态，区域平均时均要使用到求均值函数，对应NCL中的dim_average函数，在python中通常使用np.mean()函数
numpy.mean(a, axis, dtype)
假设a为[time,lat,lon]的数据，那么
需要特别注意的是，气象数据中常有缺测，在NCL中，使用求均值函数会自动略过，而在python中，当任意一数与缺测(np.nan)计算的结果均为np.nan，比如求[1,2,3,4，np.nan]的平均值，结果为np.nan
因此，当数据存在缺测数据时，通常使用np.nanmean()函数，用法同上，此时[1,2,3,4，np.nan]的平均值为(1+2+3+4)/4 = 2.5
同样的，求某数组最大最小值时也有np.nanmax(), np.nanmin()函数来补充np.max(), np.min()的不足。
其他很多np的计算函数也可以通过在前边加‘nan’来使用。
另外，
也可以直接将a中缺失值全部填充为0。
np.std(a, axis, dtype)
用法同np.mean()
在NCL中有直接求数据标准化的函数dim_standardize()
其实也就是一行的事，根据需要指定维度即可。
皮尔逊相关系数：
相关可以说是气象科研中最常用的方法之一了，numpy函数中的np.corrcoef(x, y)就可以实现相关计算。但是在这里我推荐scipy.stats中的函数来计算相关系数：
这个函数缺点和有点都很明显，优点是可以直接返回相关系数R及其P值，这避免了我们进一步计算置信度。而缺点则是该函数只支持两个一维数组的计算，也就是说当我们需要计算一个场和一个序列的相关时，我们需要循环来实现。
其中a[time,lat,lon]，b[time]
(NCL中为regcoef()函数)
同样推荐Scipy库中的stats.linregress(x,y)函数：
slop: 回归斜率
intercept：回归截距
r_value： 相关系数
p_value： P值
std_err： 估计标准误差
直接可以输出P值，同样省去了做置信度检验的过程，遗憾的是仍需同相关系数一样循环计算。
初学python，怎样用python做pearson相关系数的检验呢，求指导啊
scipy.stats.pearsonr(x, y)
x和y为相同长度的两组数据
返回值 r, p-value
r是相关系数，取值-1~1. 表示线性相关程度
p-value越小，表示相关程度越显著。按照文档的说法“The p-values are not entirely reliable but are probably reasonable for datasets larger than 500 or so.”，p-value在500个样本值以上有较高的可靠性
相关性系数介绍+python代码实现 correlation analysis
参考文献：
1. python 皮尔森相关系数
2. 统计学之三大相关性系数（pearson、spearman、kendall）
皮尔森系数
重点关注第一个等号后面的公式，最后面的是推导计算，暂时不用管它们。看到没有，两个变量(X, Y)的皮尔森相关性系数(ρX,Y)等于它们之间的协方差cov(X,Y)除以它们各自标准差的乘积(σX, σY)。
公式的分母是变量的标准差，这就意味着计算皮尔森相关性系数时，变量的标准差不能为0（分母不能为0），也就是说你的两个变量中任何一个的值不能都是相同的。如果没有变化，用皮尔森相关系数是没办法算出这个变量与另一个变量之间是不是有相关性的。
皮尔森相关系数（Pearson correlation coefficient）也称皮尔森积矩相关系数(Pearson product-moment correlation coefficient) ，是一种线性相关系数。皮尔森相关系数是用来反映两个变量线性相关程度的统计量。相关系数用r表示，其中n为样本量，分别为两个变量的观测值和均值。r描述的是两个变量间线性相关强弱的程度。r的绝对值越大表明相关性越强。
简单的相关系数的分类
0.8-1.0 极强相关
0.6-0.8 强相关
0.4-0.6 中等程度相关
0.2-0.4 弱相关
0.0-0.2 极弱相关或无相关
r描述的是两个变量间线性相关强弱的程度。r的取值在-1与+1之间，若r0，表明两个变量是正相关，即一个变量的值越大，另一个变量的值也会越大；若r0，表明两个变量是负相关，即一个变量的值越大另一个变量的值反而会越小。r 的绝对值越大表明相关性越强，要注意的是这里并不存在因果关系。
斯皮尔曼相关性系数，通常也叫斯皮尔曼秩相关系数。“秩”，可以理解成就是一种顺序或者排序，那么它就是根据原始数据的排序位置进行求解，这种表征形式就没有了求皮尔森相关性系数时那些限制。下面来看一下它的计算公式：
计算过程就是：首先对两个变量（X, Y）的数据进行排序，然后记下排序以后的位置（X’, Y’），（X’, Y’）的值就称为秩次，秩次的差值就是上面公式中的di，n就是变量中数据的个数，最后带入公式就可求解结果
带入公式，求得斯皮尔曼相关性系数：ρs= 1-6 (1+1+1+9)/6 35=0.657
而且，即便在变量值没有变化的情况下，也不会出现像皮尔森系数那样分母为0而无法计算的情况。另外，即使出现异常值，由于异常值的秩次通常不会有明显的变化（比如过大或者过小，那要么排第一，要么排最后），所以对斯皮尔曼相关性系数的影响也非常小！
由于斯皮尔曼相关性系数没有那些数据条件要求，适用的范围就广多了。
肯德尔相关性系数，又称肯德尔秩相关系数，它也是一种秩相关系数，不过它所计算的对象是分类变量。
分类变量可以理解成有类别的变量，可以分为
无序的，比如性别（男、女）、血型（A、B、O、AB）；
有序的，比如肥胖等级（重度肥胖，中度肥胖、轻度肥胖、不肥胖）。
通常需要求相关性系数的都是有序分类变量。
举个例子。比如评委对选手的评分（优、中、差等），我们想看两个（或者多个）评委对几位选手的评价标准是否一致；或者医院的尿糖化验报告，想检验各个医院对尿糖的化验结果是否一致，这时候就可以使用肯德尔相关性系数进行衡量。
pandas.DataFrame.corr()
DataFrame.corr(method='pearson', min_periods=1)[source]
Compute pairwise correlation of columns, excluding NA/null values
Parameters:
method : {‘pearson’, ‘kendall’, ‘spearman’}
pearson : standard correlation coefficient
kendall : Kendall Tau correlation coefficient
spearman : Spearman rank correlation
min_periods : int, optional
Minimum number of observations required per pair of columns to have a valid result. Currently only available for pearson and spearman correlation
Returns:
y : DataFrame
numpy.corrcoef（x，y = None，rowvar = True，bias = class'numpy._globals._NoValue'，ddof = class'numpy._globals._NoValue' ）
返回Pearson乘积矩相关系数。
cov有关更多详细信息，请参阅文档。相关系数矩阵R和协方差矩阵C之间的关系为
R的值在-1和1之间（含）。
参数：
x：array_like
包含多个变量和观察值的1维或2维数组。x的每一行代表一个变量，每一列都是对所有这些变量的单独观察。另请参阅下面的rowvar。
y：array_like，可选
一组额外的变量和观察。y的形状与x相同。
rowvar：布尔，可选
如果rowvar为True（默认），则每行表示一个变量，并在列中有观察值。否则，该关系将被转置：每列表示一个变量，而行包含观察值。
bias : _NoValue, optional Has no effect, do not use. Deprecated since version 1.10.0.
ddof : _NoValue, optional Has no effect, do not use. Deprecated since version 1.10.0.
返回：
R：ndarray 变量的相关系数矩阵。