7.2.4 等距抽样(systematic sampling)
设总体由N个单位组成,要在其中抽取容量为n的样本.将总体中的N个单位按某种顺序编上1至N号.选取与
最为接近的整数k.先在前k个单位中随机抽取一个单位,以后每隔k个单位抽取一个单位,直至抽得全部n个样本.这个整数k称为抽样间隔.例如,N=150,n=10,则k=
=15.若在1,2,…,15中抽得随机数9,那么编号为9,24,39,…,129,144的单位便被抽取入样.这样的抽取方法称为等距抽样.由此可见,只要抽取了第一个单位,等距抽样的整个样本也就确定了.
一般情况下,
并不是整数,因此实际抽得的样本的容量与n可能会相差1.例如,N=29,n=5时,k=6,可能得到的等距样本为下面数据中的某一列:
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 (https://www.daowen.com)
可见,前5个样本的容量都是5,而最后一个样本的容量则为4.
为了确保样本大小为n,可以将总体中的所有单位排成一个圆圈,并按某种顺序(顺时针方向或逆时针方向)编上1至N号.仍然取k为最接近
的整数.在1~N中抽一个随机数,将编号为该数的单位抽取出来;然后沿着圆圈,每隔k个单位抽取一个单位,直到抽满n个单位为止.在上例中,如果抽得的随机数为12,则编号为12,18,24,1,7这5个单位入样.在实际问题中,如果容量n大于50,就可以不考虑由于
不是整数引起的麻烦.
倘若将上表中的每一行看成一层,则等距抽样就相当于分层抽样的一个特例:每层中只抽取一个样本单位,并且该单位在各层中有固定的位置.倘若将上表中的每一列看作一群,则等距抽样又可看作整群抽样的一个特例:只抽取一个群作为样本.
等距抽样又称为系统抽样或机械抽样.西方国家一般称为系统抽样(systematic sampling),过去我们按前苏联名称译为机械抽样.后来在推行中,结合各地的实践经验,改称为等距抽样.因为它是将总体中的各个单位按一定的顺序排列、每隔相等的间距抽取样本.
等距抽样可以按时间间距抽选样品,一般运用在工业产品的质量检查中.例如,在一条机器生产流水线上,每隔若干时间,抽取一两件成品或半成品作为样品进行检验,以评估产品的废品率或不合格率.也可以按空间间距抽选样品,一般是在野外作业中,事先确定一定的长度距离或平方面积,每隔若干长度或面积大小抽取一个样本.例如,在农作物产量的实割实测中抽取割测地块.还可以按总体中各抽样单位的自然排列次序抽选样本.一般是按被调查的人或物所在的位置或某种特征的顺序,每隔一定的间距抽取一个样本.例如,在选择城市居民家庭收支调查户时,可按每户家庭年收入的高低顺序进行排队.
等距抽样最显著的优点是实施起来方便,特别适合在现场进行.因此,我国许多大型的抽样调查,往往采用等距抽样.
值得注意的是,等距抽样的精度会受到单位排列次序的影响.如果总体中的单位排列次序呈周期性变化,而这个变化又恰好与抽样间隔相重合,这时用样本估计总体的精度就会显著降低.因此,在使用等距抽样时,必须特别关注单位的排列次序.