一、身高分析的常用方法
身高,是指人体在自然站立时,由脚跟地面至头颅顶端的距离。依据我国人体高度的整体分布和区别身高的习惯有高个、中等个和矮个之分。一般男性身高 175cm 以上为高个,165 -175cm 为中等个,165cm以下为矮个; 女性的身高等级是 170cm 以上为高个,160 - 170cm 以下为矮个。人的身高不是固定不变的,一般年轻时比年老后高,早晨比晚上高,躺下比站立时高。
(一) 赤足足迹分析身高
1. 立体赤足足迹分析身高
依照正常公式计算。正常情况下,人的足长与身高都成一定比例,虽然因民族、地域的原因比例系数不完全一致,但脚长与身高的比例一般都在 1: 6.876 左右。
公式一: 身高 = 赤足足迹全长 ×6.876
公式二: 身高 = 赤足足迹全长 ×7 -3
公式三: 身高 = 赤足足迹全长 ×4 +68
依照足迹全长推断身高等级。在实际现场中,若留下赤足足迹全长,准确测量全长后,参照足迹全长也可以分析作案人的高、中、低个头: 立体足迹中足迹全长在 25. 5cm 以上的为高个,身高多在 175cm 以上; 足迹全长在 24.0 -25.5cm 之间为中等个,身高多在 165 -175cm 之间; 足迹全长在 24.0cm 以下的为矮个,身高多在 165cm 以下。平面足迹全长一般比立体足迹全长短 0. 5cm 左右,在以平面足迹全长判断身高时,应加以掌握。
2. 平面赤足足迹分析身高
依照公式计算,身高 = (平面赤足足迹长 + 痕迹差) ×7(或 6.876)立体足迹要比平面足迹测数长,痕迹差是指二者长度相差的数,痕迹差一般掌握在 0.5cm 左右(如图 1 所示) 。
回归公式计算: 根据数量统计原理,用一元线性回归方法,建立了平面赤足足迹计算不同等级身高的公式:高个: 身高 =242.2 -2.56 × 平面赤足足迹长中等个: 身高 =117.3 +2.19 × 平面赤足足迹长矮个: 身高 =181.9 -0.84 × 平面赤足足迹长不分身高等级: 身高 =32.5 +5.5 × 平面赤足足迹长
(二) 鞋号分析身高
用此方法推算身高时首先要了解各种鞋的大小与全国统一鞋号的关系,以及鞋号与鞋痕长的关系。全国统一鞋号其特点是: 通过对国内各地区、各民族、各行业的 25万人的足型检测调查,经过分析研究、反复试制、试穿、修订,制定出适合我国人群足迹特点的鞋号标准。
鞋号是按足的长度确定的,1cm 为一个号,0. 5cm 为半个号,用 24、24. 5、25、25. 5、26 来表示。例如,足长为 25cm 的人,就穿 25 号的鞋,但每个人的足长不可能都是整数,制鞋厂为了批量生产,也不可能按每个人的具体尺寸分别制定鞋号,故只能取其“中值”,如 25 号的鞋,足长在24. 8cm - 25. 2cm 的人都能穿,25cm 就是 24. 8cm 和 25. 2cm 的“中值”,25 号的鞋是按其“中值”25cm 确定的,为了让略大于 25cm“中值”的足,在穿 25 号鞋时,足仍有能做各种动作的余地,因此鞋内长必须大于足长,即要保留有“放余量”。各种鞋的“放余量”标准因其式样和功能不同而不同,如男女前后空塑壳料凉鞋为 0. 5cm、胶鞋为 1cm、男皮鞋为1. 5cm。所以实际长度应该是每个鞋号加上各种鞋的标准“放余量”。
鞋号与鞋底长度的换算应是:
鞋号 = 鞋底长 - 内外差 - 放余量 + 后容差
鞋底长 = 鞋号 + 放余量 + 内外差 - 后容差
所谓内外差,是指鞋内长(即鞋楦长) 与鞋底外长之差,也就是鞋内实际长度加前、后鞋帮的厚度,再加(或减) 鞋底前、后边的宽度,才等于鞋底外长。利用穿鞋足迹反映出的赤足足迹长推算身高。现场如果遗留完整的穿鞋足迹,应先辨明鞋的种类,依据鞋底反映的磨损特征、趾压痕和跟压痕前后边缘,准确地判断出赤足足迹长,直接乘以 7 即可推算身高(如图 2 所示) 。
另外,勘查现场发现足迹,要细心注意小足穿大鞋,其特征为足迹前后边沿不整齐,后跟或前掌中心压痕重。出现擦痕、挑痕,无蹬痕,步子短,足迹反映为前撅后翘; 大足穿小鞋,鞋穿不进去或不到位时常常出现足痕或袜子底痕迹,勉强穿上时,足迹反映为足跟边缘压痕足掌压痕轻,多斜起足,迈步快,很少出现蹬痕、挖痕,足迹饱满,足弓底,四周完整。
(三) 身高分析注意事项
1. 利用足迹分析身高必须考虑种族因素. 不同种族人的身高与足长的关系不同,例如对居住在亚欧大陆接壤地区的少数民族(如新疆少数民族) 应注意调整系数。
2. 用穿鞋足迹分析身高时,必须考虑鞋的产地、所用鞋号. 以正确利用鞋号推算身高。
3. 分析身高时应适当考虑性别因素。不同性别人的身高与足长关系不同。一般而言,同身高,女性足迹相对瘦小。
4. 观测足迹还应特别注意早晚、季节、负重、长途行走所造成的足长变化,并加以修正。
二、实验
(一) 实验目的
通过测量 30 位女性的赤足长度、赤足痕迹长度、行走足迹长度和穿鞋足迹长度,得出四者与身高之间的线性关系。利用 EXCEL 软件做出散点图及回归方程,分别计算出赤足长与身高、赤足足迹长度与身高、行走足迹长度与身高和穿鞋足迹长度与身高之间的回归系数。对系数进行分析、讨论,寻求各长度与身高之间的对应关系,为今后的足迹研究提供一些数据和帮助。
(二) 实验材料
捺印板、照相机、捺印台、直尺、EXCEL 软件、足长测量器。
(三) 实验步骤
1. 按照《痕迹检验实验指导》中关于足迹的捺印与测量要求,借助捺印盒,收取被捺印对象完整的赤足足迹、行走足迹、穿鞋足迹各 30 枚样本。并利用足长测量器分别测出 30 位女性的赤足足长,并将长度一一纪录:
2. 观察足长的不同反映与身高的关系;3. 利用 EXCEL 软件做出散点图及回归方程;4. 分别计算出赤足足长、赤足足迹长、行走足迹长和穿鞋足迹长与身高的回归系数;5. 比较回归系数分析四者大小关系;6. 实验结果的分析与讨论。
三、实验结果
(一) 运用回归方程分析足长与身高的对应关系
回归分析是对有相关关系的现象,根据关系的形态选一合适的数学模型用来近似地表达变量间的平均变化关系。作为结果的因变量(身高) 用 y 表示,作为原因的自变量(足迹全长) 用 x 表示。它是用来处理具有相关关系变量的一种统计方法。根据测定的 30 名女性赤足长度、赤足足迹长、行走足迹长、穿鞋足迹长和身高数据得出以下四表。
1. 赤足长度与身高的对应关系
根据测量出的赤足长与身高数据,作出散点图及线性回归方程如下:从散点图可以看出,图中坐标点比较密集,大致呈直线状态,说明变量间存在直线性相关关系,且相关关系密切,回归方程有意义。运用相关软件计算出回归方程为(y =7.3519x) 。赤足足长与身高关系系数为 7.3519。(如图 3 所示)2. 赤足足迹长度与身高的对应关系。
根据测量出的赤足足迹长与身高数据,作出散点图及线性回归方程如下:从散点图可以看出,图中坐标点分布密集,大致呈直线状态,说明变量间存在直线性相关关系,且相关关系密切。运用相关软件计算出回归方程为(y = 7. 6229x) 。赤足足迹长与身高关系系数为 7. 6229,回归方程有意义。(如图 4 所示)3. 行走足迹长度与身高的对应关系。
根据测量出的行走足迹长与身高数据,作出散点图及线性回归方程如下:
从散点图可以看出,图中坐标点分布较散,大致呈窄带状,说明变量间存在一些个体差异,从总体上看存在直线性相关关系且相关关系密切,回归方程有意义。运用相关软件计算出回归方程为(y = 7.4604x) 。赤足足迹长与身高关系系数为 7. 4604。(如图 5 所示)4. 穿鞋足迹长度与身高的对应关系。
根据测量出的穿鞋足迹长与身高数据,作出散点图及线性回归方程如下:
从散点图可以看出,图中坐标点分布集中,呈带状,说明两变量间存在较强的正相关关系,所得出的回归方程有意义。运用相关软件计算出回归方程为(y = 7. 0467x) 。赤足足迹长与身高关系系数为 7.0467。(如图 6 所示)(二) 比较足迹长度大小关系。
根据上述回归方程计算得出回归系数大小关系为: 赤足足迹长度回归系数(7.6229) 大于行走足迹长度回归系数(7.4604) 大于赤足长度回归系数(7.3519) 大于穿鞋足迹长度回归系数(7.0467) 。从回归方程y = 系数* x 中可以看出,回归系数与变量 x(身高) 成反比。因此,四者长度大小关系为: 穿鞋足迹长 > 赤足长 > 行走足迹长 > 赤足足迹长。
四、结果分析与讨论
(一) 足长与身高之间的关系讨论
依照足迹标准测量方法和足长测量器得出赤足、赤足足迹、行走足迹和穿鞋足迹精确长度,根据数量统计原理,用一元线性回归方法,建立了四种长度与身高关系的计算公式:
身高 =7.3519 × 赤足长度
身高 =7.6229 × 赤足足迹长
身高 =7.4604 × 行走足迹长
身高 =7.0467 × 穿鞋足迹长
从以上公式可以明显看出赤足长和不同的足迹长与身高关系系数不同,在实际运用足长或痕迹长来分析嫌疑人身高时,我们首先要弄清足迹种类,在精确测量长度之后,把该种类的测量长度带入与之相对应公式,这样才能得出正确结果。
(二) 比较足迹长度大小关系并分析原因
1. 穿鞋足迹印痕长大于赤足足长的原因
(1) 赤足通过鞋底作用在地面上,我们仍然在地面上能看到赤足作用部位的压力反映,但这些压痕有可能通过鞋底边缘力的传导而放大,因此穿鞋足迹痕长会略大于赤足足迹长度;(2) 人在行走时,脚在鞋里可能会有前后的蹿动,这种蹿动也会造成穿鞋足迹痕长大于赤足长。
2. 行走足迹长大于赤足足迹印痕长的原因分析
(1) 人在行走过程中,由于动力定型,从足迹与地面成一定角度接触到离开地面的时候,在脚的起、落瞬间都有滚动,这种滚动动作会造成痕迹的放大;(2) 在行走时,足在鞋中会有前后蹿动或者脚与地面之间也可能形成微小的位移,这种蹿动和位移也是造成行走足迹长度大于静止足迹长度的因素。
(3) 无论是穿鞋还是赤足,人在行走时足会与地面产生相对摩擦,这种摩擦会使行走足迹放大;(4) 人在站立时,足对于地面的压力垂直向下,身体重量集中于足底,而行走时,重力和摩擦力的共同作用于地面,造成的行走足迹会大于静止足迹。
3. 赤足足长大于动、静态足迹长的原因分析正常人的在站立和行走时,足底与地面并非完全接触,在地面形成的足迹并不是全部足底所形成,而是与地面接触部分形成,因此赤足长度会大于它所形成的足迹长度。
五、结论
(一) 通过对 30 名不同身高女性的赤足长、赤足印痕长、行走足迹印痕长和穿鞋足迹印痕长度的测量,得出长度数值,利用 EXCEL 软件做出散点图和回归方程,分析得到足长与身高呈明显正线性关系,计算四种长度分别与身高相应关系的回归系数并列出公式供参考;
(二) 通过回归方程和回归系数计算出赤足长、赤足足迹长、行走足迹长和穿鞋足迹长度的大小关系为: 穿鞋足迹印痕长 > 赤足足长 > 行走足迹长 > 赤足足迹印痕长;
(三) 分析了赤足长、赤足足迹长、行走足迹长和穿鞋足迹长度大小关系产生的原因。
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