統計資料(或稱統計數據)是透過測量或蒐集所得到的結果,可能具有多種不同的類型和複雜的層次,而測量尺度(scales/levels of measurement)就是用來指出被測量的內容和代表被測量內容的數值之間的關係,是社會統計裡一個很重要的基礎概念。
每一種測量尺度都有其數學屬性,而且決定之後可使用的統計檢定方式。理論上,測量尺度的數學屬性包括大小、等距和絕對零點(absolute zero point),而一種測量尺度可能具備一個或多個數學屬性。依據數學屬性的多寡,測量尺度從最低到最高層次依序為名義尺度、次序尺度、等距尺度與比率尺度,以下將分別說明這4種測量尺度,並介紹在SPSS裡調整測量尺度的方法。
測量尺度的分類
1. 名義尺度(nominal scale)
名義尺度為最低層次的測量尺度,通常為質性的變項(variable)。名義尺度的變項被劃分為數個互斥的類別,受測對象在接受測量後被歸入其所屬的類別,這些類別即構成該名義尺度變項的組成單元。最基本的類型為僅有兩個類別的變項,通常稱為二元變項(binary variable)或二分變項(dichotomous variable),例如生理女性和男性、活著和死亡、有工作和沒有工作。
名義尺度變項的各個互斥類別間只有異同,並沒有大小之分,也沒有等距和絕對零點等數學屬性,但在分析上可計算出各個類別的數量,也就是次數分配。例如可分為生理女性和男性的生理性別,並無法區分大小,但為了統計分析的方便,可將生理男性編碼為1、生理女性編碼為2,藉此來計算兩者個別的人數。
2. 次序尺度(ordinal scale)
次序尺度為高於名義尺度一個層次的測量尺度。次序尺度變項的各個類別間不僅有異同,還有大小之分,所以可進行排序,用來決定、或。
不過,次序尺度變項雖然可以進行大小、高低、優劣或多寡等比較,卻無法說明差異的確切大小,也就是不具備等距的數學屬性。例如馬拉松比賽的名次,第1名的完賽時間少於第2名,第2名的完賽時間少於第3名,但第1名與第2名的時間差距不一定相同於第2名與第3名的時間差距。
3. 等距尺度(interval scale)
等距尺度為高於次序尺度一層次的測量尺度。除了具備次序尺度的大小(能夠排序)特質外,等距尺度變項同時具有等距的數學屬性,也就是相鄰單位之間具有相等的變化量,但沒有絕對零點的特性。
絕對零點為熱力學理論裡的最低溫度,為攝氏溫度(Celsius)零下273.15度,凱氏溫度(Kelvin)的0度,是指沒有溫度的狀態,此處意味著欲測量的現象不存在。
攝氏溫度即為等距尺度的例子,攝氏20度低於攝氏23度,攝氏23度低於攝氏26度,攝氏20度與23度之間的差異等於攝氏23度與26度之間的差異,但攝氏0度並不代表沒有溫度。因此,等距尺度不但可決定大小,、或,也可決定相鄰單位之間是否具有相等的變化量,、或。
4. 比率尺度(ratio scale)
比率尺度為最高層次的測量尺度,除了具有等距尺度的大小、等距之數學屬性外,還帶有絕對零點。因為有絕對零點的特質,所以能夠計算比率。
比率尺度的一個例子為凱氏溫度。不同於不具有絕對零點的攝氏溫度,凱氏溫度具有絕對零點,也就是完全沒有溫度的狀態,因此可用比率概念說明溫差,例如凱氏30度是凱氏15度的2倍熱。此外,長度、重量、年齡等也屬於比率尺度,皆可進行加、減、乘、除的數學運算。
因此,整體來說,名義尺度具有的特性最少,只能夠比較異同;而比率尺度具備的特性最多,不但可比較異同,還能夠進行加減乘除的數學運算。四種測量尺度的差異可用下表來呈現:
由於變項的測量尺度會影響統計檢定方法的選擇,所以使用統計分析軟體時,最好明確地指出每一個變項的測量尺度,以下簡單地介紹SPSS測量尺度的調整欄位。
SPSS測量尺度的調整欄位
SPSS資料編輯器的變數視圖頁面的測量欄位,可進行變項測量尺度的修改。在測量欄位,按一下儲存格右側的按鈕,下拉選單包含三種尺度:名義、序數和尺度(見下圖紅色框處)。名義即為名義尺度,序數為次序尺度,尺度則包括等距尺度和比率尺度。
雖然只要變項的數值具有順序且為有意義的計量(也就是可進行數值之間距離的比較),SPSS皆將他們歸類為尺度,但資料分析人員最好還是辨明變項為等距或比率尺度,才能夠選擇合適的統計檢定方式。關於SPSS的操作介面,可參考SPSS操作環境和資料輸入或直接點選本網頁右側邊列的圖示。
以上為本篇文章對測量尺度的意義和分類的說明,至於各種測量尺度的變項在社會統計分析裡的實際應用,將會在本網站的其他文章裡進行介紹喔!
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寫的非常詳盡!看的出來作者的用心