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聚類分析快速聚類分析課件第一頁,共十四頁,2022年,8月28日快速樣本聚類的基本概念:當(dāng)要聚成的類數(shù)已知時(shí),使用快速聚類過程可以很快將觀測(cè)量分到各類中去,其特點(diǎn)是處理速度快,占用內(nèi)存少。
K-MeansCluster執(zhí)行快速樣本聚類,使用K均值分類法對(duì)觀測(cè)量進(jìn)行聚類??梢酝耆褂孟到y(tǒng)默認(rèn)值執(zhí)行該命令,也可以對(duì)聚類過程設(shè)置各種參數(shù)進(jìn)行人為的干預(yù)。例如,可以事先指定把數(shù)據(jù)文件的觀測(cè)量分為幾類:指定是聚類過程中止的判據(jù),或迭代次數(shù)等。第二頁,共十四頁,2022年,8月28日
快速聚類適用于大樣本的聚類分析,它能快速的把個(gè)觀測(cè)量分到各類中去。進(jìn)行快速樣本聚類首先要選擇用于聚類分析的變量和類數(shù)。參與聚類分析的變量必須是數(shù)值型變量,且至少要有一個(gè)。為了清楚地表明各觀察量最后聚到哪一類,還應(yīng)該指定一個(gè)表明觀測(cè)量特征的變量作為標(biāo)識(shí)變量,例如編號(hào)、姓名之類的變量。聚類必須大于等于2,但是聚類數(shù)不能大于數(shù)據(jù)文件中的觀測(cè)數(shù)。
第三頁,共十四頁,2022年,8月28日如果選擇了n個(gè)數(shù)值型變量參與聚類分析,最后要求聚類數(shù)為k。那么可以由系統(tǒng)首先選擇k個(gè)觀測(cè)量(也可以由用戶指定)作為聚類的種子,n個(gè)變量組成n維空間。每個(gè)觀測(cè)量在n維空間中是個(gè)點(diǎn)。K個(gè)事先指定的觀測(cè)量就是k個(gè)聚類中心點(diǎn),也稱為初始類中心。按照距這幾個(gè)類中心的距離最小原則把觀測(cè)量分派到各類中心所在地類中;形成第一次迭代形成的k類。根據(jù)組成每一類的觀測(cè)量計(jì)算各變量均值,每一類中的n個(gè)均值在n維空間中又形成k個(gè)點(diǎn),這就是第二次迭代的類中心,按照這種方法依次迭代下去,直到達(dá)到指定的迭代次數(shù)或中止迭代的判別要求時(shí),迭代停止,聚類結(jié)束。從上述分析過程可以看出,K-MeansCluster不僅是快速樣本聚類過程,而且是一種逐步聚類分析。所謂逐步聚類分析就是先把聚類對(duì)象進(jìn)行初步原始分類,然后逐步進(jìn)行調(diào)整,得到最終分類。第四頁,共十四頁,2022年,8月28日舉例:為研究兒童生長發(fā)育的分期,調(diào)查1253名1個(gè)月至7歲兒童的身高(Cm)、體重(Kg)、胸圍(Cm)和坐高(Cm)資料。資料作如下處理:先把1個(gè)月至7歲劃成19個(gè)月份段,分算出各指標(biāo)的平均值,將第一個(gè)月的各指標(biāo)平均值與出生時(shí)的各指標(biāo)平均值比較,求出月平均增長率(%),然后第二個(gè)月起的各月份指標(biāo)平均值與前一月比較,亦求出月平均增長率(%),結(jié)果見SPSS軟件窗口。欲將兒童生長發(fā)育分為四期,故指定聚類的類別數(shù)為4,請(qǐng)通過聚類分析確定四個(gè)兒童生長發(fā)育的起止區(qū)間。第五頁,共十四頁,2022年,8月28日表1,初始分類中心第六頁,共十四頁,2022年,8月28日表2,初始分類中心第七頁,共十四頁,2022年,8月28日表3,中止分類中心第八頁,共十四頁,2022年,8月28日表4,方差分析第九頁,共十四頁,2022年,8月28日表5,每類例數(shù)第十頁,共十四頁,2022年,8月28日結(jié)果分析:
表1、表2、表3顯示:首先系統(tǒng)根據(jù)用戶的指定,按四類聚合確定初始聚類的各變量中心點(diǎn),未經(jīng)K-Means算法迭代,其類別間距離并非最優(yōu);經(jīng)迭代運(yùn)算后類別間各變量中心值得到修正。第十一頁,共十四頁,2022年,8月28日表4、表5顯示:對(duì)聚類結(jié)果的類別間距離進(jìn)行方差分析,方差分析表明,類別間距離差異的概率值均﹤0.001,即聚類效果最好。這樣,原有19類(即原有的19個(gè)月份分組)聚合成4類,第一類還原有1類,第二類還原有1類,第三類還原有2類,第四類還原有15類。具體結(jié)果系統(tǒng)以變量名QCL_1存于原始文件中。第十二頁,共十四頁,2022年,8月28日最后分析結(jié)果:
在原始數(shù)據(jù)文件中,我們可以清楚地看到聚類結(jié)果;參照專業(yè)知識(shí),將兒童生長發(fā)育分期定為:第一期,出生后至滿月,增長率最高。第二期,第二個(gè)月起至第三個(gè)月,增長率次之。第三期,第三個(gè)月起至第八個(gè)月,增長率減緩。
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