取样

从总体中抽取个体或样品的过程

取样是指从总体中抽取个体或样品的过程，也即对总体进行试验或观测的过程。分随机抽样和非随机抽样两种类型。前者指遵照随机化原则从总体中抽取样本的抽样方法，它不带任何主观性，包括简单随机抽样、系统抽样、整群抽样和分层抽样。后者是一种凭研究者的观点、经验或者有关知识来抽取样本的方法，带有明显主观色彩。参见“随机抽样”、“非随机抽样”。

基本概念

在这里做个形象的比喻：简单的说就是比如要化验一亩地的的土壤成分，或者酸碱性，那就要取样了。你如果在地中间取了一块但是那里恰好曾经有个西红柿腐烂在那里，它的酸性肯定大，并不能代表这块地的土壤特性，所以你必须要用科学的方法取样，比如固体粉末取样要把粉末搅匀堆成一个圆柱然后切四块，取对称的两块然后再堆成圆柱再分，就是一定要取的有代表性的意思。取样方法一般是固定的，很多方法都是可以的。

概念化解释：取样也叫采样，是把连续的模拟量用一个个离散的点来表示。将时间轴上连续的信号每隔一定的时间间隔抽取出一个信号的幅度样本，使其成为时间上离散的脉冲序列。其中，样本之间的时间间隔称为取样周期（Ts），其倒数称为取样频率（fs）。

分类

从统计学角度看，取样的方法有随机抽样和非随机抽样两种。

随机抽样法

是指调查对象总体中每个部分都有同等被抽中的可能，是一种完全依照机会均等的原则进行的抽样调查方法。随机抽样法主要有简单随机抽样、系统抽样、分组抽样、分层抽样四种。

①简单随机抽样

是指从总体N个单位中任意抽取n个单位作为样本，使每个可能的样本被抽中的概率相等的一种抽样方式。简单随机抽样的缺陷在于事先要把研究对象编号，比较费时、费力。当样本容量较小时，可能发生偏向，影响样本的代表性。

②系统抽样（又称等距抽样）

是指先将总体的全部单元按照一定顺序排列，采用简单随机抽样抽取第一个样本单元（或称为随机起点），再顺序抽取其余的样本单元的一种抽样方式。相对于简单随机抽样方式，系统抽样最主要的优势就是经济性。等距抽样方式比简单随机抽样更为简单，花的时间更少，并且花费也少。使用等距抽样方式最大的缺陷在于总体单位的排列上。

③分组抽样（又称整群抽样）

即按照某一标准将总体单位分成“群”或“组”，从中抽选“群”或“组”，然后把被抽出的“群”或“组”所包含的个体合在一起作为样本，被抽出的“群”或“组”的所有单位都是样本单位，最后利用所抽“群”或“组”的调查结果推断。这种抽样方法的优点是实施方便、节省经费。缺点是往往由于不同群之间的差异较大，由此而引起的抽样误差往往大于简单随机抽样、样本分布面不广、样本对总体的代表性相对较差等。

④分层抽样

是从一个可以分成不同子总体（或称为层）的总体中，按规定的比例从不同层中随机抽取样品（个体）的方法。这种方法的优点是，能够避免简单随机抽样中样本集中于某种特性或缺少某种特性的现象，样本的代表性比较好，抽样误差比较小。缺点是抽样手续较简单随机抽样还要繁杂些。

非随机抽样法

是指抽样时不是遵循随机原则，而是按照研究人员的主观经验或其它条件来抽取样本的一种抽样方法。主要有偶遇抽样、判断抽样、等额抽样、滚雪球抽样。

①偶遇抽样

是指完全按调查者的意愿选取样本的一种方法。这种抽样方法的优点是方便、灵活，简便易行，及时取得所需资料，节约时间和费用成本低。缺点是由于个体差异性，抽样误差很大，结果不够可靠，应用价值较低。

②判断抽样

是指由市场调查的专家依据自己的判断来选取样本的一种方法。优点是按照调查人员的需要来选定样本，所以较好地满足了特殊的调查需要。缺点是如果调查人员在选取样本时主观判断出现偏差，则判断抽样极易发生较大的抽样误差。

③等额抽样（配额抽样）

是指按照一定的标准确定地区别和职业别等不同群体的样本配额，然后由调查人员主观地抽取配额内样本的方法。这种抽样适用于设计调查者对总体的有关特征具有一定的了解而样本数较多的情况下，实际上，配额抽样属于先“分层”（事先确定每层的样本量）再“判断”（在每层中以判断抽样的方法选取抽样个体）。优点是费用不高，易于实施，能满足总体比例的要求。缺点是容易掩盖不可忽略的偏差。

④滚雪球抽样

是指先随机选择一些被访者并对其实施访问，再请他们提供另外一些属于所研究目标总体的调查对象，根据所形成的线索选择此后的调查对象的抽样方法。这种抽样方法的优点是调查费用大大减少，缺点是样本很可能出现偏差，不能很好地代表整个总体。

应用

生物领域

调查种群密度，一般采取样方法。

样方法的基本规则：划定样方，样方的大小一般以1㎡的正方形为宜。常用的样方法有五点取样法和等距取样法。取样关键：要做到随机取样，不能参入主观因素。

五点取样法：一般取顶边、左边、左下角的样本。

等距取样法：当调查的总体为长条形时，可用等距取样法，先将调查总体分成若干等份，由抽样比率决定距离或间隔，然后按这一相等的距离或间隔抽取样方的方法，叫做等距取样法。例如，长条形的总体为100m长，如果要等距抽取10样方，那么抽样的比率为1/10，抽样距离为10m，然后可再按需要在每10m的前1m内进行取样，样方大小要求一致。

适合范围：植物、活动能力弱的生物。如昆虫弄卵的密度、作物植株上蚜虫的密度、跳蝻的密度等。

取样步骤：

①准备：来到调查地点后，先大致观察一下地形，分析有没有安全注意事项；

②确定调查对象；

③选取样方：随机取样，不能参入主观因素；

④计数：计数每个样方内该种群数量；样方法的两种边角统计方式

⑤计算：取各样方平均数。

矿石开采领域

在矿石开采领域常见的取样方法有以下几种。

1.物理取样（physical sampling）：又称技术取样（sampling for technical determination）。为了研究矿产和岩石的技术物理性质而进行的取样工作。

其具体任务是：①对一部分借助化学取样还不足以确定质量的矿产，主要是测定与矿产用途有关的物理和技术性质。例如：石棉的含棉率、纤维长度、抗张强度和耐热性等；云母片的大小、剥分性、绝缘性、耐酸性等；建筑石材的孔隙度、吸水率、抗压强度、抗冻性、耐磨性等；宝石的晶体大小、晶形、颜色等；耐火粘土的耐火度；等等，从而为矿床评价，确定矿产的质量和工业用途，提供资料依据。②对一般矿产，主要是测定矿石和围岩的物理机械性质，如矿石的体重和湿度，矿石和围岩的松散系数、坚固性、抗压强度、裂隙性等，从而为矿产储量计算和矿山设计提供必要的参数和资料。为后一目的而进行的技术取样，中国又常称矿床开采技术取样。

2.化学取样（sampling for chemical analysis）：为测定物质的化学成分及其含量而进行的取样工作。在固体矿产地质勘探工作中，化学取样的对象主要是与矿产有关的各种岩石、矿体及其围岩、矿山生产的原矿、精矿、尾矿、矿渣等。通过样品的化学分析，为寻找矿床，确定矿产的有益及有害组分，圈定矿体和计算储量，以及为解决有关地质构造、矿山开采和矿石加工等问题，提供资料依据。

3.钽舟取样（tantalum boat sampling）：火焰原子吸收光谱分析中的一种微量取样技术。

将液体或固体试样置于50mm长的钽舟内，把该舟推人空气-乙炔火焰中进行试样原子化。

4.辐射取样（radiometric sampling）

是在探槽、坑道中的含矿地段，用辐射仪按一定点距精确测量放射性射线照射量率，来确定矿体厚度和含量的方法。它与刻槽取样的结果相同，但克服了刻槽取样的成本高、效率低、不能及时指导生产以及刻槽工人可能吸人矿尘而引发的矽肺病等缺点。为了消除周围射线的影响，辐射取样早期往往采用抽插铅屏进行差值测量，主要用定向辐射仪。在平衡偏铀的矿区采用β+γ取样，在铀、钍混合矿区采用γ能谱取样。

5.矿产取样（sampling in mineral deposit）

按一定的规格或要求，从矿体、围岩和矿山生产的产品（如原矿、精矿、尾矿、矿渣等）中，采集一定数量的样品，通过加工、分析、试验、鉴定，研究矿产的质量、矿石和围岩的物理和化学性质、矿石加工技术性能、矿床的开采技术条件等，为矿床评价、计算储量以及解决有关地质、采矿、选冶和矿产综合利用等方面的问题，提供资料依据。这种专门性的取样工作，称矿产取样。

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