9.13 : 표본추출 계획

표본추출은 분석 화학에서 중요한 단계로, 연구자들이 대규모 모집단에서 대표적 자료를 수집할 수 있도록 합니다. 일반적인 표본추출 방법에는 무작위, 판단적, 체계적, 계층적 및 클러스터 표본추출이 있습니다.

무작위 표본추출은 모집단의 각 구성원이 표본에 선택될 확률이 동일한 방법입니다. 여기에는 종종 난수 생성기 또는 복권 유형의 방법을 사용하여 개인을 무작위로 선택하는 것이 포함됩니다. 예를 들어, 폴리머 시트의 특성을 분석할 때 무작위 표본추출은 시트를 1cm x 1cm의 동일한 섹션으로 나눈 다음 난수 표를 사용하여 분석을 위해 무작위로 10개의 섹션을 선택하여 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 시트 전체에서 편향되지 않은 표본이 선택됩니다. 무작위 표본추출은 편향을 최소화하고 전체 모집단을 정확하게 나타내는 표본을 생성하는 데 도움이 됩니다.

의도적 또는 선택적 표본추출이라고도 하는 판단적 표본추출은 연구에 가장 적합하다고 여겨지는 개인이나 표본을 선택하기 위해 연구자의 판단이나 전문성에 의존하는 비확률 방법입니다. 예를 들어, 연구자가 물고기에서 폴리염소비페닐(PCB)의 생물 축적을 연구하고 있다고 가정해 보겠습니다. 이 경우, 그들은 더 작거나 건강에 해로워 보이는 것과 같은 특정 기준을 충족하는 물고기만 선택적으로 표본을 추출할 수 있습니다. 이 방법은 규제 기관에서 수집하는 표본을 정의하기 위해 특정 기준을 요구할 때 자주 사용됩니다.

체계적 표본 추출은 무작위로 시작점을 선택한 후 개체군에서 n번째 개체를 선택하는 것을 포함합니다. 예를 들어, 환경 연구에서 체계적 표본 추출은 호수를 격자로 나누고 각 섹션에서 정기적으로 표본을 채취하여 호수 전체에 걸쳐 공간적 범위를 확보하여 표본을 수집하는 데 사용할 수 있습니다. 이 접근 방식은 물 속 산소 분포와 같은 공간적 추세를 포함하는 연구에 도움이 됩니다.

계층적 표본 추출은 연구와 관련된 특정 특성을 기반으로 개체군을 별개의 하위 그룹 또는 계층으로 나누는 것을 포함합니다. 그런 다음 개체군에서의 표현에 비례하여 각 계층에서 표본을 무작위로 선택합니다. 예를 들어, 도시 대기의 입자 물질을 연구할 때 계층적 표본 추출은 개체군을 입자 크기 범주(예: 미세, 거칠음)로 나누어 사용할 수 있습니다. 그런 다음 각 입자 크기 그룹에서 표본을 채취하여 전체 오염 수준에 대한 기여도를 평가합니다. 이 방법은 각 하위 그룹 내에서 보다 정확한 분석을 제공하고 표본추출 오류를 줄입니다.

클러스터 표본추출은 인구를 클러스터 또는 그룹으로 나누는 것을 포함하며, 이상적으로는 인구의 미니 표현입니다. 몇몇 클러스터는 무작위로 선택되고 선택된 클러스터 내의 모든 사람이 표본추출됩니다. 이 방법은 일반적으로 물류적 제약으로 인해 표본추출 장소 수가 제한되는 대규모 연구에서 사용됩니다. 예를 들어 지하수 오염에 대한 연구에서는 지리적 경계를 기준으로 지역을 클러스터로 나눈 다음 사용 가능한 모든 우물을 표본추출하기 위해 몇몇 클러스터(지역)를 무작위로 선택할 수 있습니다.