高毅

（中國(guó)刑警學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110035）

赤足足跡趾區(qū)特征特定性研究

高毅

（中國(guó)刑警學(xué)院 遼寧 沈陽(yáng) 110035）

由于每個(gè)人的足部趾區(qū)生理結(jié)構(gòu)的不同，導(dǎo)致該區(qū)域形態(tài)分布特征具有較高的特定性?；谶@種特性，提出構(gòu)建一種新的數(shù)學(xué)坐標(biāo)模型，將赤足趾區(qū)各腳趾中心與設(shè)定的坐標(biāo)原點(diǎn)距離、角度等特征量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，歸納總結(jié)出赤足足跡趾區(qū)各特征量的檢驗(yàn)價(jià)值高低，為在一定可靠的概率下利用赤足足跡進(jìn)行人身認(rèn)定提供有力理論支持。

赤足足跡 趾區(qū)特征 特定性 量化檢驗(yàn)

1 引言

由于赤足足跡中趾區(qū)的形態(tài)分布特征由人體腳型骨骼決定，而且便于區(qū)分，因此具有較高的特定性，可以通過(guò)特征的量化檢驗(yàn)大大提高對(duì)犯罪嫌疑人的認(rèn)定率。

在以往的實(shí)際工作中，對(duì)赤足的檢驗(yàn)鑒定通常情況是利用足長(zhǎng)和掌寬以及赤足的掌、弓、跟的邊緣形態(tài)來(lái)認(rèn)定嫌疑人，但是以上各區(qū)域由于受到人身體狀態(tài)、地面條件和行走受力等因素的影響，單純的依靠這些區(qū)域進(jìn)行檢驗(yàn)往往會(huì)影響足跡鑒定結(jié)論的準(zhǔn)確性。而趾區(qū)特征相對(duì)于其他區(qū)域足跡特征變化較小，特定性強(qiáng)，有較高的利用價(jià)值，具有普遍的適用性。特別是對(duì)于只有趾區(qū)反映的殘缺足跡，更是無(wú)法利用其他區(qū)域特征，這還會(huì)影響到足跡物證的證據(jù)價(jià)值。因此，對(duì)赤足足跡趾區(qū)特征的特定性加以研究，歸納總結(jié)出赤足足跡趾區(qū)各特征量的價(jià)值高低，得到赤足趾區(qū)特征的變化規(guī)律，并根據(jù)量的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行分析研究，成為目前足跡研究人員急待解決的問(wèn)題。

2 實(shí)驗(yàn)原理及方法

2.1 實(shí)驗(yàn)器材

油墨捺印本，A3復(fù)印紙，直尺，量角器，分規(guī)，統(tǒng)計(jì)軟件等。

2.2 樣本來(lái)源

隨機(jī)抽取中國(guó)刑警學(xué)院100名年齡在20歲～30歲、身體健康狀況良好、行走運(yùn)動(dòng)正常的身高在174cm～176cm男性本科生、研究生及干訓(xùn)學(xué)員作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2.3 特征選取標(biāo)準(zhǔn)

找出赤足足跡跟后緣向后突點(diǎn)和第二趾中心點(diǎn)，將兩點(diǎn)連線作為y軸，并將趾尖方向定義為y軸正方向，過(guò)二趾中心作x軸，并將足跡外側(cè)定義為x軸正方向，建立趾區(qū)足跡直角坐標(biāo)系，如圖1所示。然后分別過(guò)其他各趾中心向原點(diǎn)連線，測(cè)量其與y軸負(fù)方向的角度和各趾中心與x、y軸的距離及y軸與跖區(qū)交點(diǎn)到原點(diǎn)的距離(單位：厘米)，如圖2所示，并記錄所有數(shù)據(jù)。

圖1 趾區(qū)足跡坐標(biāo)系確定方法

圖2 特征量幾何參數(shù)標(biāo)畫含義

3 實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)及分析

3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)獲得100組樣本十三個(gè)特征量的1300個(gè)數(shù)據(jù)，為了便于比較同一類別特征量，將表示角度的A、B、C、D四組特征量統(tǒng)一歸為Ⅰ組，將表示與x軸距離的Lx1、Lx2、Lx3、Lx4、S五組特征量統(tǒng)一歸為Ⅱ組，將表示與y軸距離的Ly1、Ly2、Ly3、Ly4四組特征量同一歸為Ⅲ組。

對(duì)各組特征量的平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，分析過(guò)程與結(jié)果如下：其中Ⅰ組中以A、B數(shù)據(jù)為例，Ⅱ組中以Lx1、Lx2數(shù)據(jù)為例，Ⅲ組中以Ly1、Ly2數(shù)據(jù)為例統(tǒng)計(jì)分析。分別見(jiàn)表1、表2、表3。

表1 樣本Ⅰ組平均值分析表

表2 樣本Ⅱ組平均值分析表

表3 樣本Ⅲ組平均值分析表

以上三組各組內(nèi)數(shù)據(jù)例數(shù)都為100，但是各組內(nèi)數(shù)據(jù)的平均值均不相同。根據(jù)離散系數(shù)可知，當(dāng)進(jìn)行兩組或多組樣本變異程度的比較時(shí)，如果單位和（或）平均數(shù)不同時(shí)，比較其變異程度就不能采用標(biāo)準(zhǔn)差，而需采用標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值（相對(duì)值）來(lái)比較，因此比較特征量離散程度應(yīng)用離散系數(shù)來(lái)描述，用CV(Coefficient of Variance)來(lái)表示標(biāo)準(zhǔn)差與均值的比率。

根據(jù)上述分析，需通過(guò)比較各組特征量離散系數(shù)的大小，來(lái)確定離散程度大小，從而判斷趾區(qū)各個(gè)特定性的大小。對(duì)各組特征量的離散系數(shù)分析，分析結(jié)果制表格如表4、表5、表6所示。

表4 樣本Ⅰ組CV值表

表5 樣本Ⅱ組CV值表

表6 樣本Ⅲ組CV值表

通過(guò)表4樣本Ⅰ組CV值表，我們可知特征變量B的CV值最大，即在表示角度的Ⅰ組中，三趾中心與原點(diǎn)連線與y軸負(fù)方向所成角度的離散程度最大；通過(guò)表5樣本Ⅱ組CV值表，我們可知特征變量Lx1的CV值最大，即在表示與x軸距離的Ⅱ組中，拇趾中心與x軸的距離的離散程度最大；通過(guò)表6樣本Ⅲ組CV值表，我們可知特征變量Ly2的CV值最大，即在表示與y軸距離的Ⅲ組中，三趾中心與y軸的距離的離散程度最大，以上特征量在單個(gè)特征量的差異性下，特征特定性最強(qiáng)，對(duì)赤足鑒定和利用價(jià)值最高。B、Lx1、Ly2三組數(shù)據(jù)的CV值的大小排序?yàn)椋築＜Ly2＜Lx1，即三者的離散程度關(guān)系排序。

3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)檢驗(yàn)與分析

通過(guò)上述分析，我們已經(jīng)知道特征量B、Lx1、Ly2離散程度相對(duì)較大，為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，證明樣本為隨機(jī)抽取，故我們對(duì)其正態(tài)分布性進(jìn)行檢驗(yàn)，以對(duì)特征量B進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)為例，檢驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 特征量B數(shù)據(jù)正態(tài)分布性分析表

正態(tài)性檢驗(yàn)(矩法)系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)誤 u值 P值偏度 0.1592 0.2414 0.6594 0.5097峰度 -0.1808 0.4783 0.378 0.7054

通過(guò)正態(tài)檢驗(yàn)，我們得出B、Lx1、Ly2數(shù)據(jù)的中位數(shù)與均數(shù)相差很小，且兩組數(shù)據(jù)的兩個(gè)系數(shù)檢驗(yàn)的P值均小于0.05，故我們可以得出結(jié)論：該三組數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，樣本屬于隨機(jī)抽取。

接下來(lái)，我們對(duì)B、Lx1、Ly2數(shù)據(jù)頻數(shù)表的編制及相應(yīng)的散點(diǎn)圖的制作,但考慮到選取的樣本為身高在174cm～176cm男性，故表示長(zhǎng)度特征量Lx1、Ly2比表示角度特征量B的代表性差。因此，只對(duì)特征量B數(shù)據(jù)頻數(shù)表的編制及相應(yīng)的散點(diǎn)圖的制作,更直觀地觀察數(shù)據(jù)分布區(qū)域，見(jiàn)表8，圖3，橫軸表示樣本個(gè)數(shù)，縱軸表示的度數(shù)。

表8 數(shù)據(jù)B的頻數(shù)表

圖3 樣本數(shù)據(jù)B的散點(diǎn)圖

結(jié)合上圖表及以上數(shù)據(jù)分析，我們做以下討論分析:

習(xí)慣上小概率事件是指發(fā)生概率P≤0.05，當(dāng)發(fā)生概率小于等于0.05，我們可以在理論上認(rèn)為，該事件不可能發(fā)生或者發(fā)生幾率極低。

（1）三趾中心與原點(diǎn)連線與y軸負(fù)方向所成角度B≤47°時(shí)，出現(xiàn)概率為5%，屬于小概率事件，因此在此區(qū)域內(nèi)該特征量的特征性強(qiáng)，參考利用價(jià)值很高。

（2）當(dāng)47°＜B≤69°時(shí)，出現(xiàn)幾率為88%，發(fā)生的幾率較高，因此在區(qū)域內(nèi)該特征的特征性較差，參考利用價(jià)值較低。

（3）當(dāng)69°＜B時(shí)，出現(xiàn)幾率為7%，雖然此時(shí)已大于5%，但我們?nèi)钥梢暺錇樾「怕适录?，因此在此區(qū)域內(nèi)該特征的特征性較強(qiáng)，參考利用價(jià)值較高。

4 結(jié)論與誤差討論

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，可以得出如下結(jié)論:

（1）赤足足跡趾區(qū)特征中，三趾中心與原點(diǎn)連線與y軸負(fù)方向夾角、拇趾中心與x軸的距離、三趾中心與y軸的距離這三個(gè)特征量的離散程度較大，特定性最強(qiáng)，所有特征量中利用價(jià)值高，在實(shí)際赤足的檢驗(yàn)鑒定中，應(yīng)為赤足趾區(qū)特征中首選特征。

（2）三趾中心和原點(diǎn)連線與y軸負(fù)方向夾角、拇趾中心與x軸的距離、三趾中心與y軸的距離這三個(gè)特征量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，三者離散程度排序?yàn)椋喝褐行呐c原點(diǎn)連線與y軸負(fù)方向夾角＜三趾中心與y軸的距離＜拇趾中心與x軸的距離，即拇趾中心與x軸的距離特征特定性最強(qiáng)，因此利用價(jià)值最高。

（3）三趾中心與原點(diǎn)連線與y軸負(fù)方向所成角度B，當(dāng)B≤47°或者B＞69°時(shí)，屬于小概率事件，因此在此區(qū)域范圍內(nèi)該特征的特征差異性很強(qiáng)，參考利用價(jià)值很高。

由于實(shí)驗(yàn)樣本均取自警院學(xué)員，具有一定的局限性。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)采用概率統(tǒng)計(jì)的方法分析研究赤足足跡趾區(qū)特征特定性，故要求收集的樣本數(shù)要很大，雖然本文實(shí)驗(yàn)過(guò)程中收集1300個(gè)樣本數(shù)據(jù)，但樣本數(shù)量還存在不足的情況，難以全面的涵蓋所有實(shí)驗(yàn)范圍，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也產(chǎn)生一定的誤差，因此，在實(shí)際運(yùn)用中難免會(huì)有一定的出入。最后樣本選取的均為男性，雖然女性犯罪的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于男性，但在近幾年女性犯罪率逐步升高，因此分析前要先確定現(xiàn)場(chǎng)足跡遺留者的性別，慎重分析，綜合運(yùn)用。

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