高毅

（中國刑警學院 遼寧 沈陽 110035）

赤足足跡趾區(qū)特征特定性研究

高毅

（中國刑警學院 遼寧 沈陽 110035）

由于每個人的足部趾區(qū)生理結(jié)構(gòu)的不同，導致該區(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)學坐標模型，將赤足趾區(qū)各腳趾中心與設定的坐標原點距離、角度等特征量進行統(tǒng)計、分析，歸納總結(jié)出赤足足跡趾區(qū)各特征量的檢驗價值高低，為在一定可靠的概率下利用赤足足跡進行人身認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

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，可以通過特征的量化檢驗大大提高對犯罪嫌疑人的認定率。

在以往的實際工作中，對赤足的檢驗鑒定通常情況是利用足長和掌寬以及赤足的掌、弓、跟的邊緣形態(tài)來認定嫌疑人，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)域進行檢驗往往會影響足跡鑒定結(jié)論的準確性。而趾區(qū)特征相對于其他區(qū)域足跡特征變化較小，特定性強，有較高的利用價值，具有普遍的適用性。特別是對于只有趾區(qū)反映的殘缺足跡，更是無法利用其他區(qū)域特征，這還會影響到足跡物證的證據(jù)價值。因此，對赤足足跡趾區(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)量的標準來進行分析研究，成為目前足跡研究人員急待解決的問題。

2 實驗原理及方法

2.1 實驗器材

油墨捺印本，A3復印紙，直尺，量角器，分規(guī)，統(tǒng)計軟件等。

2.2 樣本來源

隨機抽取中國刑警學院100名年齡在20歲～30歲、身體健康狀況良好、行走運動正常的身高在174cm～176cm男性本科生、研究生及干訓學員作為實驗對象。

2.3 特征選取標準

找出赤足足跡跟后緣向后突點和第二趾中心點，將兩點連線作為y軸，并將趾尖方向定義為y軸正方向，過二趾中心作x軸，并將足跡外側(cè)定義為x軸正方向，建立趾區(qū)足跡直角坐標系，如圖1所示。然后分別過其他各趾中心向原點連線，測量其與y軸負方向的角度和各趾中心與x、y軸的距離及y軸與跖區(qū)交點到原點的距離(單位：厘米)，如圖2所示，并記錄所有數(shù)據(jù)。

圖1 趾區(qū)足跡坐標系確定方法

圖2 特征量幾何參數(shù)標畫含義

3 實驗統(tǒng)計及分析

3.1 實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計

通過實驗我們已經(jīng)獲得100組樣本十三個特征量的1300個數(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。

對各組特征量的平均值進行統(tǒng)計分析，分析過程與結(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)計分析。分別見表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，當進行兩組或多組樣本變異程度的比較時，如果單位和（或）平均數(shù)不同時，比較其變異程度就不能采用標準差，而需采用標準差與平均數(shù)的比值（相對值）來比較，因此比較特征量離散程度應用離散系數(shù)來描述，用CV(Coefficient of Variance)來表示標準差與均值的比率。

根據(jù)上述分析，需通過比較各組特征量離散系數(shù)的大小，來確定離散程度大小，從而判斷趾區(qū)各個特定性的大小。對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，三趾中心與原點連線與y軸負方向所成角度的離散程度最大；通過表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，以上特征量在單個特征量的差異性下，特征特定性最強，對赤足鑒定和利用價值最高。B、Lx1、Ly2三組數(shù)據(jù)的CV值的大小排序為：B＜Ly2＜Lx1，即三者的離散程度關系排序。

3.2 實驗數(shù)據(jù)的正態(tài)檢驗與分析

通過上述分析，我們已經(jīng)知道特征量B、Lx1、Ly2離散程度相對較大，為了驗證實驗結(jié)果的準確性，證明樣本為隨機抽取，故我們對其正態(tài)分布性進行檢驗，以對特征量B進行正態(tài)分布檢驗為例，檢驗過程與結(jié)果見表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(矩法)系數(shù) 標準誤 u值 P值偏度 0.1592 0.2414 0.6594 0.5097峰度 -0.1808 0.4783 0.378 0.7054

通過正態(tài)檢驗，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)的兩個系數(shù)檢驗的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，樣本屬于隨機抽取。

接下來，我們對B、Lx1、Ly2數(shù)據(jù)頻數(shù)表的編制及相應的散點圖的制作,但考慮到選取的樣本為身高在174cm～176cm男性，故表示長度特征量Lx1、Ly2比表示角度特征量B的代表性差。因此，只對特征量B數(shù)據(jù)頻數(shù)表的編制及相應的散點圖的制作,更直觀地觀察數(shù)據(jù)分布區(qū)域，見表8，圖3，橫軸表示樣本個數(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:

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

（1）三趾中心與原點連線與y軸負方向所成角度B≤47°時，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，參考利用價值很高。

（2）當47°＜B≤69°時，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，參考利用價值較低。

（3）當69°＜B時，出現(xiàn)幾率為7%，雖然此時已大于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，參考利用價值較高。

4 結(jié)論與誤差討論

通過以上實驗，可以得出如下結(jié)論:

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

（2）三趾中心和原點連線與y軸負方向夾角、拇趾中心與x軸的距離、三趾中心與y軸的距離這三個特征量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，三者離散程度排序為：三趾中心與原點連線與y軸負方向夾角＜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，因此利用價值最高。

（3）三趾中心與原點連線與y軸負方向所成角度B，當B≤47°或者B＞69°時，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，參考利用價值很高。

由于實驗樣本均取自警院學員，具有一定的局限性。同時，本實驗采用概率統(tǒng)計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，雖然本文實驗過程中收集1300個樣本數(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驗范圍，對實驗結(jié)果也產(chǎn)生一定的誤差，因此，在實際運用中難免會有一定的出入。最后樣本選取的均為男性，雖然女性犯罪的幾率遠遠低于男性，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)場足跡遺留者的性別，慎重分析，綜合運用。

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