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과학

스피어만 순위상관계수

스피어만 순위상관계수과학
영문명
Spearman rank correlation coefficient
표기
ρ 또는 rₛ
값의 범위
-1부터 1까지
핵심 대상
순위에 나타나는 단조 관계
스피어만 순위상관계수는 두 변수의 값이 같은 방향이나 반대 방향으로 단조롭게 변하는 정도를 순위로 측정한다. 값은 -1부터 1 사이이며, 직선 관계만을 대상으로 하는 지표와 구별된다.

직선이 아니어도 같은 순서

X=(1, 2, 3), Y=(1, 4, 9)는 직선 위의 세 점이 아니지만 두 변수의 순위는 같다. 이때 스피어만 계수는 1이다. 값 사이 간격이 얼마나 커지는지보다 증가 순서가 유지되는지가 핵심이라는 점을 보여 준다.

순서가 일부 뒤바뀌면

X=(1, 2, 3), Y=(2, 1, 3)에서는 앞의 두 관측값 순서가 바뀐다. 이 예의 스피어만 계수는 1/2이다. 순위가 완전히 반대일 때의 -1과 완전히 같을 때의 1 사이에서 순서 관계의 정도를 나타낸다.

0이 독립을 뜻하지는 않는다

X=(-1, 0, 1), Y=(1, 0, 1)처럼 U자 모양 관계에서는 스피어만 계수가 0이 될 수 있다. 그렇다고 두 변수 사이에 관계가 전혀 없는 것은 아니다. 이 예에서는 Y가 X의 제곱이므로, 단조 관계를 측정하는 지표의 한계를 구분해야 한다.

계수와 검정의 구별

상관계수의 크기와 p값은 다른 정보다. SciPy는 상수 배열에서는 계수가 정의되지 않는다고 처리하며, 작은 표본에서 p값을 구할 때 순열 검정을 고려하도록 안내한다. 같은 대상에서 나온 두 변수의 관측값을 올바르게 대응시키는 것도 중요하다.

관련 문서

켄달 타우 / 순열 검정 / 상관관계 / p값 / 단조함수 / 순위