1、计量地理学 （徐建华，高等教育出版社，2005）配套实习指导11. Matlab 与 SPSS 软件简介1.Matlab 简介Matlab 除具备卓越的数值计算能力外，还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。Matlab 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似，故用 Matlab 来解算问题要比用 C，Fortran 等语言完相同的事情简捷得多。当前流行的 Matlab 5.3/Simulink 3.0 包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox)。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充 Mat
2、lab 的符号计算，可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包,通信工具包等都属于此类。开放性，使 Matlab 广受用户欢迎。除内部函数外，所有 Matlab 主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包。Matlab 的语言特点一种语言之所以能如此迅速地普及，显示出如此旺盛的生命力，是由于它有着不同于其他语言的特点，正如同 Fortran 和 C 等高级语言使人们摆脱了需要直接对计算机硬件资源进行操作一样，被称作为第四代计算机语言的 Matlab，利用其丰富的函数资源，使编程
3、人员从繁琐的程序代码中解放出来。Matlab 最突出的特点就是简洁。Matlab 用更直观的，符合人们思维习惯的代码，代替了C 和 Fortran 语言的冗长代码。Matlab 给用户带来的是最直观，最简洁的程序开发环境。以下简单介绍一下 Matlab 的主要特点。 语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富。Matlab 程序书写形式自由，利用起丰富的库函数避开繁杂的子程序编程任务，压缩了一切不必要的编程工作。由于库函数都由本领域的专家编写，用户不必担心函数的可靠性。计量地理学 （徐建华，高等教育出版社，2005）配套实习指导2可以说，用 Matlab 进行科技开发是站在专家的肩膀上。具有
4、Fortran 和 C 等高级语言知识的读者可能已经注意到，如果用 Fortran 或C 语言去编写程序，尤其当涉及矩阵运算和画图时，编程会很麻烦。例如，如果用户想求解一个线性代数方程，就得编写一个程序块读入数据，然后再使用一种求解线性方程的算法（例如追赶法）编写一个程序块来求解方程，最后再输出计算结果。在求解过程中，最麻烦的要算第二部分。解线性方程的麻烦在于要对矩阵的元素作循环，选择稳定的算法以及代码的调试都不容易。即使有部分源代码，用户也会感到麻烦，且不能保证运算的稳定性。解线性方程的程序用 Fortran 和 C 这样的高级语言编写，至少需要 400 多行，调试这种几百行的计算程序可以说
5、很困难。以下用 Matlab 编写以上两个小程序的具体过程。Matlab 求解下列方程，并求解矩阵 A 的特征值。Ax=b,其中：A= 32 13 45 6723 79 85 1243 23 54 6598 34 71 35b= 1234解为：x=Ab; 设 A 的特征值组成的向量 e，e=eig （ A） 。可见，Matlab 的程序极其简短。更为难能可贵的是，Matlab 甚至具有一定的智能水平，比如上面的解方程，Matlab 会根据矩阵的特性选择方程的求解方法，所以用户根本不用怀疑 Matlab 的准确性。 运算符丰富。由于 Matlab 是用 C 语言编写的，Matlab 提供了和 C
6、 语言几乎一样多的运算符，灵活使用 Matlab 的运算符将使程序变得极为简短。 Matlab 既具有结构化的控制语句（如 for 循环，while 循环，break 语句和 if 语句） ，又有面向对象编程的特性。 程序限制不严格，程序设计自由度大。例如，在 Matlab 里，用户无需计量地理学 （徐建华，高等教育出版社，2005）配套实习指导3对矩阵预定义就可使用。 程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行。 Matlab 的图形功能强大。在 Fortran 和 C 语言里，绘图都很不容易，但在Matlab 里，数据的可视化非常简单。Matlab 还具有较
7、强的编辑图形界面的能力。 Matlab 的缺点是，它和其他高级程序相比，程序的执行速度较慢。由于Matlab 的程序不用编译等预处理，也不生成可执行文件，程序为解释执行，所以速度较慢。 功能强大的工具箱是 Matlab 的另一特色。Matlab 包含两个部分：核心部分和各种可选的工具箱。核心部分中有数百个核心内部函数。其工具箱又分为两类：功能性工具箱和学科性工具箱。功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能，图示建模仿真功能，文字处理功能以及与硬件实时交互功能。功能性工具箱用于多种学科。而学科性工具箱是专业性比较强的，如control,toolbox,signl proceessing toolb
8、ox,commumnication toolbox 等。这些工具箱都是由该领域内学术水平很高的专家编写的，所以用户无需编写自己学科范围内的基础程序，而直接进行高、精、尖的研究。 源程序的开放性。开放性也许是 Matlab 最受人们欢迎的特点。除内部函数以外，所有 Matlab 的核心文件和工具箱文件都是可读可改的源文件，用户可通过对源文件的修改以及加入自己的文件构成新的工具箱。2.SPSS 简介SPSS 是“社会科学统计软件包”（Statistical Package for the Social Science）的简称，是一种集成化的计算机数据处理应用软件。SPSS 软件的特点 集数据录入、
9、资料编辑、数据管理、统计分析、报表制作、图形绘制为计量地理学 （徐建华，高等教育出版社，2005）配套实习指导4一体。从理论上说，只要计算机硬盘和内存足够大，SPSS 可以处理任意大小的数据文件，无论文件中包含多少个变量，也不论数据中包含多少个案例。 统计功能，包括常规的集中量数和差异量数、 相关分析、回归分析、方差分析、卡方检验、t 检验和非参数检验；也包括近期发展的多元统计技术，如多元回归分析、聚类分析、判别分析、主成分分析和因子分析等方法，并能在屏幕( 或打印机 )上显示( 打印) 如正态分布图、直方图、散点图等各种统计图表。从某种意义上讲，SPSS 软件还可以帮助数学功底不够的使用者学
10、习运用现代统计技术。使用者仅需要关心某个问题应该采用何种统计方法，并初步掌握对计算结果的解释，而不需要了解其具体运算过程，可能在使用手册的帮助下定量分析数据。 自从 1995 年 SPSS 公司与微软公司合作开发 SPSS 界面后，SPSS 界面变得越来越友好，操作也越来越简单。熟悉微软公司产品的用户学起 SPSS 操作很容易上手。SPSS for Windows 界面完全是菜单式，一般稍有统计基础的人经过三天培训即可用 SPSS 做简单的数据分析，包括绘制图表、简单回归、相关分析等等，关键在于如何进行结果分析及解释，这一方面需要学习一些数理统计的基本知识，另一方面也要多进行实践，在实践中了解各种统计结果的实际意义。SPSS 软件的主窗口，从上到下为：（1）10 个主要的下拉菜单：文件；编辑；视图；数据；转换；统计分析；作图；工具； 窗口转换（Windows） ； 帮助（Help ） 。计量地理学 （徐建华，高等教育出版社，2005）配套实习指导5（2）快捷工具栏：小图标表示常用操作，如：打开、存盘等。（3）数据输入栏：二维数据表（每列为一个变量；每行为一个案例） 。（4） “数据视图 ”与“变量视图”转换按钮。
