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聚类分析软件(聚类分析软件gl)

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一、聚类分析有什么用

1、与多元分析的其他方法相比,聚类分析是很粗糙的,理论尚不完善,但由于它成功地应用于心理、经济、社会、管理、医学、地质、生态、地震、气象、考古、企业决策等,因此成了多元分析的重要方法,统计包中都有丰富的软件,对数据进行聚类处理。

聚类分析软件(聚类分析软件gl)

2、聚类分析除了独立的统计功能外,还有一个辅助功能,就是和其他统计方法配合,对数据进行预处理。

例如,当总体不清楚时,可对原始数据进行聚类,根据聚类后相似的数据,各自建立回归分析,分析的效果会更好。同时如果聚类不是根据个案,而是对变量先进行聚类,聚类的结果,可以在每一类推出一个最有代表性的变量,从而减少了进入回归方程的变量数。

3、聚类分析是研究按一定特征,对研究对象进行分类的多元统计方法,它并不关心特征及变量间的因果关系。分类的结果,应使类别间个体差异大,而同类的个体差异相对要小。

一、聚类分析后得到的每个类别是否可以进行有效的命名,每个类别的特征情况是否符合现实意义,如果研究者可以结合专业知识对每个聚类类别进行命名,即说明聚类效果良好,如果聚类类别无法进行命名,则需要考虑重新进行聚类分析。

二、使用判别分析方法进行判断,将SPSS生成的聚类类别变量作为因变量(Y),而将聚类变量作为自变量(X)进行判别分析,判别分析具体分析聚类变量与类别之间投影关系情况,如果研究人员对聚类分析效果非常在乎,可以使用判别分析进行分析。

三、聚类分析方法的详细过程说明,描述清楚聚类分析的科学使用过程,科学的聚类分析方法使用即是良好结果的前提保障。

是、聚类分析后每个类别样本数量是否均匀,如果聚类结果显示为三个类别,有一个类别样本量非常少,比如低于30,此时很可能说明聚类效果较差。针对聚类效果的判断,研究者主要是结合专业知识判断,即聚类类别是否可以进行有效命名。

参考资料来源:百度百科—聚类分析

二、聚类分析法(CA)

聚类分析又称群分析(CA),它是研究(对样品或指标)分类问题的一种多元统计方法。首先认为所研究的样品或指标(变量)之间存在着程度不同的相似性(亲疏关系),根据一批样品的多个观测指标具体找出一些能够度量样品或指标之间相似程度的统计量,以这些统计量为划分类型的依据,把一些相似程度较大的样品(或指标)聚合为一类,把另一些彼此之间相似程度较大的样品(或指标)聚合为另一类,根据分类对象不同,可分为对样品分类的Q型聚类分析和对指标分类的R型聚类分析两种类型。聚类分析可用SPSS软件直接实现,在水质时空变异、水化学类型分区中得到广泛的应用。聚类分析的功能是建立一种分类方法,它将一批样品或变量,按照它们在性质上的亲疏、相似程度进行分类,聚类分析的内容十分丰富,按其聚类的方法可分为以下几种:系统聚类法、调优法、最优分割法、模糊聚类法等。

聚类分析根据分类对象的不同又分为R型和Q型两大类,R型是对变量(指标)进行分类,Q型是对样品进行分类。为了对样品(或变量)进行分类,就必须研究它们之间的关系,描述样品间亲疏相似程度的统计量很多,目前用得最多的是距离和相似系数。距离方法主要有:闵科夫斯基(Minkowski)距离、绝对值距离、欧氏距离等。

样品间的亲疏程度除了用距离描述外,也可用相似系数来表示,相似系数的构造主要有以下两种方法:对于定量变量,我们通常采用的相似系数有xi和xj之间的夹角余弦和相关系数。

目前使用最多的聚类方法是系统聚类法,其基本思想是:先将n个样品各自看成一类,共有n个类,然后计算类与类间的距离,选择距离最小的两类合并成一个新类,使总类数减少为n-1,接着再计算这n-1类两两间的距离,从中找出距离最近的两类合并,总类数又减少一个,剩下n-2个类,照此下去,每合并一次,减少一类,直至所有样品都合并成一类为止。在并类的过程当中,可以根据聚类的先后以及并类时两类间的距离,画出能直观反映各样品间相近和疏远程度的聚类图(也称谱系图),根据这张聚类图有可能找到最合适的分类方案。系统聚类法的聚类原则决定于样品间的距离(或相似系数)及类间距离的定义,类间距离的不同定义就产生了不同的系统聚类分析方法,类间距离的定义方法主要有最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心法、类平均法。在合理地选定(或定义)样品间的距离以后,再适当定义类间的距离,就确定了一种聚类规则,之后按照系统聚类法的一般步骤加以聚类(图3.4)。

聚类分析能够将变量及样本按照相应的规则进行分类,在大样本多参数数据降维方面具有相对的优势,尤其是对于在时间、空间上具有复杂变化的数据,聚类分析能够根据变量和样本的相关性和相似性,将数据有效地划分为不同的类别,并通过树状图反映出样品随距离或变量间相似性变化的情况,为查清变量和样品之间关系提供了依据,也为查明污染来源奠定了基础。

三、如何用SPSS软件进行聚类分析

1、聚类分析是通过数据建模简化数据的一种方法,“物以类聚,人以群分”正是对聚类分析最好的诠释。从分析角度上看,聚类分析可分为两种,一种是按样本(或个案)聚类,此类聚类的代表是K-means聚类方法;另外一种是按变量(或标题)聚类,此类聚类的代表是分层聚类(系统聚类)。具体聚类方式的概括如下表:

2、案例背景:当前有8个裁判对300名选手打分,最低分为1分,最高分为10分;希望对8个裁判进行聚类,以识别出裁判的风格类型。总共8个裁判共有8列数据,并且共有300行。由于打分全部均是从1到10分,8列数据的单位均一样,因此在分析之前不需要进行标准化数据(当然进行标准化处理也没有问题)。

3、本案例中总共涉及8个标题,SPSSAU操作截图如下:

4、SPSSAU会默认聚类为3类并且呈现表格结果,如果希望更多的类别个数,可自行进行设置。

5、SPSSAU会首先输出聚类项的基本描述情况,接着输出每项的聚类类别归属情况;并且输出树状图,如下所述:

6、上表格展示总共8个分析项(即8个裁判数据)的基本情况,包括均值,最大或者最小值,中位数等,以便对于基础数据有个概括性了解。整体上看,8个裁判的打分基本平均在8分以上。

7、总共聚类为3个类别,以及具体分析项的对应关系情况。在上表格中展示出来,上表格可以看出:裁判8单独作为一类;裁判5,3,7这三个聚为一类;以及裁判1,6,2,4作为一类。

8、聚类类别与分析项上的对应关系可以在上表格中得到,同时也可以查看聚类树状图得出更多信息。至于聚类类别分别应该叫做什么名字,这个需要结合对应有关系情况,自己单独进行命名。

9、上图为聚类树状图的展示,聚类树状图是将聚类的具体过程用图示法手法进行展示;最上面一行的数字仅仅是一个刻度单位,代表相对距离大小;一个结点表示一次聚焦过程。

10、树状图的解读上,建议单独画一条垂直线,然后对应查看分成几个类别,以及每个类别与分析项的对应关系。比如上图中,红色垂直线最终会拆分成3个类别;第1个类别对应裁判8;第2个类别对应裁判5,3,7;第3个类别对应裁判1,6,2,4。

11、当然在分析时也可以考虑分成2个类别,此时只需要对应将垂直线移动即可,如下图:

12、上图展示出仅分为2个类别时的情况;如果聚类成2个类别;此时裁判8单独作为一个类别;裁判5,4,7,1,6,2,4会单独聚为一类。

13、如果是聚为四类;从上图可看出,明显的已经不再合适。原因在于垂直线不好区分成四类。也即说明有2个类别本应该在一起更合适(上图中的裁判1与6/2/4);但是如果分成4类,此时裁判1会单独成一类。所以画垂直线无法区分出类别。

14、因而综合分析来看,最终聚类为3个类别最为适合。

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