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第四章 實證分析

第二節 在體胖預測上的應用

當自變數在多種屬性間具潛在交互作用時,利用傳統可加性整合來預測應變數 的效果常不佳。所以,本節在體胖的預測上採用在基於相同γ -模糊支撐下,比較 在不同模糊測度的Choquet 積分迴歸模式的預測效力。

壹、資料來源之探討

本節所採用資料為根據一標準公約(Weiner & Lourie, 1981)所測得的人體的 一些層面資料,如身高、體重、二頭肌、三頭肌、肩胛骨下肌、腸胃上肌等。在 身高部份是利用了人體測量儀測到最接近的0.1 公分。體重部份則是測到最接近的 0.1 公斤。同時,利用體胖分析儀(TBF310; Tanita, Tokyo, Japan)測量人體生物電 子電阻抗,並用來估算人體體胖百分比(%肥胖)。另外,以 GMP 皮膚折測徑器

(Siber Hegener and Co. Ltd, Switzerland)測量在人體右側的二頭肌、三頭肌、肩 胛骨下肌、腸胃上肌之皮膚皺折厚度。為求資料測得的一致性及可靠性,委由一 位有經驗的施測者在相同的施測部位重複做二次測量。從每一施測部位所測得的 數據,求其平均值用來計算人體的構成成份。

從在台灣的一所小學的128 位學生樣本中,施測獲得了實際的資料,這些資料 包括了自變數-4 種具交互作用之皮膚皺折測定值以及應變數-每一個學生的BIA 測定值(如附錄二)。這些實際的資料被用來計算並比較基於相同γ -支撐及不同的 五種 P-模糊測度、 λ-模糊測度、L-模糊測度、Delta-模糊測度以及複合

L -

δ 模糊測 度的Choquet 積分迴歸模式及 EMS 脊迴歸模式、複線性迴歸模式的預測效力。

貳、不同模式比較之步驟

本研究的主要目的是在基於相同γ -模糊支撐下,比較在不同模糊測度的 Choquet 積分迴歸模式的預測效力。分別考慮 P-模糊測度、λ-模糊測度、L-模糊測 度、Delta-模糊測度以及複合

L -

δ 模糊測度之五種 Choquet 積分迴歸模式,與 EMS

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脊迴歸及複線性迴歸模式等預測模式的效力,以MATLAB 軟體撰寫上述的迴歸模 式及5-fold CV 進行預測效力的比較。其預測比較包括以下六個步驟:

一、首先以SPSS 軟體針對上述實證資料 128 筆,進行複迴歸模式適合度檢定,判 斷複迴歸模式是否適合應用於本研究資料。

二、依據自變數:二頭肌、三頭肌、肩胛骨下肌、腸胃上肌的測定值與應變數:

每一個學生的BIA測定值以及利用本研究前述之公式(6)求算出γ -支撐。

三、分別求出基於相同γ -支撐的 P-模糊測度的 Choquet 積分值、 λ-模糊測度的 Choquet 積分值、L-模糊測度的 Choquet 積分值、Delta-模糊測度的 Choquet 積分值與複合

L -

δ 模糊測度之Choquet 積分值。

四、利用MATLAB 軟體及利用前述 Choquet 積分值求出 Choquet 積分迴歸模式,

並求出最適複線性迴歸模式與最適EMS 脊迴歸模式。

五、採取5-fold 交互驗證法,利用前述之 Choquet 積分迴歸模式與複線性迴歸模式、

EMS 脊迴歸模式,計算個別的均方誤差(MSE)。

六、以 MSE 為準則,進行上述各種迴歸模式的預測效力比較,並找出最小 MSE 的預測模式。

參、預測效力評估

根據不同迴歸模式預測比較之步驟逐一實施後,其中步驟二,經利用前述之 公式(6)求算出自變數:二頭肌、三頭肌、肩胛骨下肌、腸胃上肌的測定值與應 變數:每一個學生的BIA 測定值效標相關的γ -支撐如下:

{0.2396, 0.2466, 0.254, 0.2596}

最後,可以得出在γ -模糊支撐下的查德的 P-模糊測度、菅野道夫的λ-模糊測 度、L-模糊測度、Delta-模糊測度及混合

L -

δ 模糊測度的Choquet 積分迴歸模式、EMS 脊迴歸及複線性迴歸模式之預測效力的比較,在5-fold CV 取法下,進行預測效力 比較,結果如表4 所示:

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表4 不同預測模式的均方誤差

迴歸模式

模糊測度 模糊支撐

5-fold 均方誤差

L

δ γ 13.7136

L γ 14.2344 δ γ 14.4228 λ γ 14.9218

Choquet 積分迴歸模式

P γ 18.3846

EMS 脊迴歸 15.7434

複線性迴歸 16.1122

由表4 可知,複合

L -

δ 模糊測度與γ -支撐的 Choquet 積分迴歸模式獲得最佳的 預測效力,其餘預測模式之預測效力的精準度依序是 L-模糊測度、Delta-模糊測 度、λ-模糊測度、P-模糊測度分別結合γ -支撐的 Choquet 積分迴歸模式、EMS 脊 迴歸模式、複線性迴歸模式。

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