聚类分析指将物理或抽象对象的集合分组成为由类似的对象组成的多个类的分析过程。它是一种重要的人类行为。聚类分析的目标就是在相似的基础上收集数据来分类。聚类源于很多领域,包括数学,计算机科学,统计学,生物学和经济学。在不同的应用领域,很多聚类技术都得到了发展,这些技术方法被用作描述数据,衡量不同数据源间的相似性,以及把数据源分类到不同的簇中。
Ⅱ 有哪些常用的聚类算法
聚类分析计算方法主要有如下几种:
1. 划分法(partitioning methods)
给定一个有N个元组或者纪录的数据集,分裂法将构造K个分组,每一个分组就代表一个聚类,K<N。而且这K个分组满足下列条件:(1) 每一个分组至少包含一个数据纪录;(2)每一个数据纪录属于且仅属于一个分组(注意:这个要求在某些模糊聚类算法中可以放宽);对于给定的K,算法首先给出一个初始的分组方法,以后通过反复迭代的方法改变分组,使得每一次改进之后的分组方案都较前一次好,而所谓好的标准就是:同一分组中的记录越近越好,而不同分组中的纪录越远越好。使用这个基本思想的算法有:K-MEANS算法、K-MEDOIDS算法、CLARANS算法;
2. 层次法(hierarchical methods)
这种方法对给定的数据集进行层次似的分解,直到某种条件满足为止。具体又可分为“自底向上”和“自顶向下”两种方案。例如在“自底向上”方案中,初始时每一个数据纪录都组成一个单独的组,在接下来的迭代中,它把那些相互邻近的组合并成一个组,直到所有的记录组成一个分组或者某个条件满足为止。代表算法有:BIRCH算法、CURE算法、CHAMELEON算法等;
3. 基于密度的方法(density-based methods)
基于密度的方法与其它方法的一个根本区别是:它不是基于各种各样的距离的,而是基于密度的。这样就能克服基于距离的算法只能发现“类圆形”的聚类的缺点。这个方法的指导思想就是,只要一个区域中的点的密度大过某个阀值,就把它加到与之相近的聚类中去。代表算法有:DBSCAN算法、OPTICS算法、DENCLUE算法等;
4. 基于网格的方法(grid-based methods)
这种方法首先将数据空间划分成为有限个单元(cell)的网格结构,所有的处理都是以单个的单元为对象的。这么处理的一个突出的优点就是处理速度很快,通常这是与目标数据库中记录的个数无关的,它只与把数据空间分为多少个单元有关。代表算法有:STING算法、CLIQUE算法、WAVE-CLUSTER算法;
5. 基于模型的方法(model-based methods)
基于模型的方法给每一个聚类假定一个模型,然后去寻找能个很好的满足这个模型的数据集。这样一个模型可能是数据点在空间中的密度分布函数或者其它。它的一个潜在的假定就是:目标数据集是由一系列的概率分布所决定的。通常有两种尝试方向:统计的方案和神经网络的方案。
Ⅲ 几种常用聚类方法的比较
1.k-mean聚类分析 适用于样本聚类;
2.分层聚类 适用于对变量聚类;
3.两步聚类 适用于分类变量和连续变量聚类;
4.基于密度的聚类算法;
5.基于网络的聚类;
6.机器学习中的聚类算法;
前3种,可用spss简单操作实现;
Ⅳ 聚类分析方法是什么
聚类分析:将个体(样品)或者对象(变量)按相似程度(距离远近)划分类别,使得同一类中的元素之间的相似性比其他类的元素的相似性更强。目的在于使类间元素的同质性最大化和类与类间元素的异质性最大化。
Ⅳ 聚类分析方法有什么好处
聚类分析:将个体(样品)或者对象(变量)按相似程度(距离远近)划分类别,使得同一类中的元素之间的相似性比其他类的元素的相似性更强。目的在于使类间元素的同质性最大化和类与类间元素的异质性最大化。其主要依据是聚到同一个数据集中的样本应该彼此相似,而属于不同组的样本应该足够不相似。
常用聚类方法:系统聚类法,K-均值法,模糊聚类法,有序样品的聚类,分解法,加入法。
注意事项:
1. 系统聚类法可对变量或者记录进行分类,K-均值法只能对记录进行分类;
2. K-均值法要求分析人员事先知道样品分为多少类;
3. 对变量的多元正态性,方差齐性等要求较高。
应用领域:细分市场,消费行为划分,设计抽样方案等
优点:聚类分析模型的优点就是直观,结论形式简明。
缺点:在样本量较大时,要获得聚类结论有一定困难。由于相似系数是根据被试的反映来建立反映被试间内在联系的指标,而实践中有时尽管从被试反映所得出的数据中发现他们之间有紧密的关系,但事物之间却无任何内在联系,此时,如果根据距离或相似系数得出聚类分析的结果,显然是不适当的,但是,聚类分析模型本身却无法识别这类错误。
Ⅵ 聚类分析法的方法
聚类的几种方法: 最远距离聚类法与最短距离聚类法的区别在于计算原来的类与新类距离时采用的公式不同。最远距离聚类法所用的是最远距离来衡量样本之间的距离。
Ⅶ 聚类分析当用多种方法进行分类时,应选出次数最多
摘要 聚类分析计算方法主要有如下几种:分裂法(partitioning methods):层次法(hierarchical methods):基于密度的方法(density-based methods): 基于网格的方法(grid-basedmethods): 基于模型的方法(model-based methods)。
Ⅷ 聚类分析方法应用于哪些问题的研究
1.聚类分析的特点
聚类分析(cluster analysis)是根据事物本身的特性研究个体的一种方法,目的在于将相似的事物归类.它的原则是同一类中的个体有较大的相似性,不同类的个体差异性很大.这种方法有三个特征:适用于没有先验知识的分类.如果没有这些事先的经验或一些国际、国内、行业标准,分类便会显得随意和主观.这时只要设定比较完善的分类变量,就可以通过聚类分析法得到较为科学合理的类别;可以处理多个变量决定的分类.例如,要根据消费者购买量的大小进行分类比较容易,但如果在进行数据挖掘时,要求根据消费者的购买量、家庭收入、家庭支出、年龄等多个指标进行分类通常比较复杂,而聚类分析法可以解决这类问题;聚类分析法是一种探索性分析方法,能够分析事物的内在特点和规律,并根据相似性原则对事物进行分组,是数据挖掘中常用的一种技术.
这种较成熟的统计学方法如果在市场分析中得到恰当的应用,必将改善市场营销的效果,为企业决策提供有益的参考.其应用的步骤为:将市场分析中的问题转化为聚类分析可以解决的问题,利用相关软件(如SPSS、SAS等)求得结果,由专家解读结果,并转换为实际操作措施,从而提高企业利润,降低企业成本.
2.应用范围
聚类分析在客户细分中的应用
消费同一种类的商品或服务时,不同的客户有不同的消费特点,通过研究这些特点,企业可以制定出不同的营销组合,从而获取最大的消费者剩余,这就是客户细分的主要目的.常用的客户分类方法主要有三类:经验描述法,由决策者根据经验对客户进行类别划分;传统统计法,根据客户属性特征的简单统计来划分客户类别;非传统统计方法,即基于人工智能技术的非数值方法.聚类分析法兼有后两类方法的特点,能够有效完成客户细分的过程.
例如,客户的购买动机一般由需要、认知、学习等内因和文化、社会、家庭、小群体、参考群体等外因共同决定.要按购买动机的不同来划分客户时,可以把前述因素作为分析变量,并将所有目标客户每一个分析变量的指标值量化出来,再运用聚类分析法进行分类.在指标值量化时如果遇到一些定性的指标值,可以用一些定性数据定量化的方法加以转化,如模糊评价法等.除此之外,可以将客户满意度水平和重复购买机会大小作为属性进行分类;还可以在区分客户之间差异性的问题上纳入一套新的分类法,将客户的差异性变量划分为五类:产品利益、客户之间的相互作用力、选择障碍、议价能力和收益率,依据这些分析变量聚类得到的归类,可以为企业制定营销决策提供有益参考.
以上分析的共同点在于都是依据多个变量进行分类,这正好符合聚类分析法解决问题的特点;不同点在于从不同的角度寻求分析变量,为某一方面的决策提供参考,这正是聚类分析法在客户细分问题中运用范围广的体现.
聚类分析在实验市场选择中的应用
实验调查法是市场调查中一种有效的一手资料收集方法,主要用于市场销售实验,即所谓的市场测试.通过小规模的实验性改变,以观察客户对产品或服务的反应,从而分析该改变是否值得在大范围内推广.
实验调查法最常用的领域有:市场饱和度测试.市场饱和度反映市场的潜在购买力,是市场营销战略和策略决策的重要参考指标.企业通常通过将消费者购买产品或服务的各种决定因素(如价格等)降到最低限度的方法来测试市场饱和度.或者在出现滞销时,企业投放类似的新产品或服务到特定的市场,以测试市场是否真正达到饱和,是否具有潜在的购买力.前述两种措施由于利益和风险的原因,不可能在企业覆盖的所有市场中实施,只能选择合适的实验市场和对照市场加以测试,得到近似的市场饱和度;产品的价格实验.这种实验往往将新定价的产品投放市场,对顾客的态度和反应进行测试,了解顾客对这种价格的是否接受或接受程度;新产品上市实验.波士顿矩阵研究的企业产品生命周期图表明,企业为了生存和发展往往要不断开发新产品,并使之向明星产品和金牛产品顺利过渡.然而新产品投放市场后的失败率却很高,大致为66%到90%.因而为了降低新产品的失败率,在产品大规模上市前,运用实验调查法对新产品的各方面(外观设计、性能、广告和推广营销组合等)进行实验是非常有必要的.
在实验调查方法中,最常用的是前后单组对比实验、对照组对比实验和前后对照组对比实验.这些方法要求科学的选择实验和非实验单位,即随机选择出的实验单位和非实验单位之间必须具备一定的可比性,两类单位的主客观条件应基本相同.
通过聚类分析,可将待选的实验市场(商场、居民区、城市等)分成同质的几类小组,在同一组内选择实验单位和非实验单位,这样便保证了这两个单位之间具有了一定的可比性.聚类时,商店的规模、类型、设备状况、所处的地段、管理水平等就是聚类的分析变量
Ⅸ 模糊聚类分析的常用分类方法
数据分类中,常用的分类方法有多元统计中的系统聚类法、模糊聚类分析等.在模糊聚类分析中,首先要计算模糊相似矩阵,而不同的模糊相似矩阵会产生不同的分类结果;即使采用相同的模糊相似矩阵,不同的阈值也会产生不同的分类结果.“如何确定这些分类的有效性”便成为模糊聚类的要点。
识别研究中的一个重要问题.文献,把有效性不满意的原因归结于数据集几何结构的不理想.但笔者认为,不同的几何结构是对实际需要的反映,我们不能排除实际需要而追求所谓的“理想几何结构”,不理想的分类不应归因于数据集的几何结构.针对同一模糊相似矩阵,文献建立了确定模糊聚类有效性的方法.用固定的显着性水平,在不同分类的F一统计量和F检验临界值的差中选最大者,即为有效分类.但是,当显着性水平变化时,此方法的结果也会变化.文献引进了一种模糊划分嫡来评价模糊聚类的有效性,并人为规定当两类的嫡大于一数时,此两类可合并,通过逐次合并,最终得到有效分类.此方法人为干预较多,当这个规定数不同时,也会得到不同的结果.另外这两种方法也未比较不同模糊相似矩阵的分类结果. 系统聚类法是基于模糊等价关系的模糊聚类分析法。在经典的聚类分析方法中可用经典等价关系对样本集X进行聚类。设R是 X上的经典等价关系。对X中的两个元素x和y,若xRy或(x,y)∈R,则将x和y并为一类,否则x和y不属于同一类。
相应地,可用X上的模糊等价关系对样本集X进行模糊聚类。设慒是X上的模糊等价关系,是慒 的隶属函数。对于任何α∈【0,1】,定义慒 的α截关系 Sα是X上的经典等价关系。根据Sα得到X 的一种聚类,称为在α水平上的聚类。
应用这种方法,分类的结果与α的取值大小有关。α取值越大,分的类数越多。α小到某一值时,X中的所有样本归并为一类。这种方法的优点在于可按实际需要选取α的值,以便得到恰当的分类。
系统聚类法的步骤如下:
①用数字描述样本的特征。设被聚类的样本集为 X={x1,…,xn}。每个样本均有p种特征,记作xi=(xi1,…,xip);i=1,2,…,n;xip表示描述样本xi的第p个特征的数。 ②规定样本之间的相似系数rij(0≤rij≤1;i,j=1,…,n)。rij描述样本xi与xj之间的差异或相似的程度。rij 越接近于1,表明样本xi与xj之间的差异越小;rij 越接近于0,表明xi与xj之间的差异越大。rij可用主观评定或集体评分的方法规定,也可用公式计算,如采用夹角余弦法、最小最大法、算术平均最小法等。
因为rii=1(xi与自身没有差异),rij=rji(xi与xj之间的差异等同于xj与xi之间的差异),所以由rij(i,j=1,…,n)可得X上的模糊相似关系。
一般,R不具备可传递性,因而R不一定是 X上的模糊等价关系。
③运用合成运算R=R⋅R(或R=R⋅R等)求出最接近相似关系R的模糊等价关系S=R(或R等)。若R已是模糊等价关系,则取S=R。
④选取适当水平α(0≤α≤1),得到X 的一种聚类。 逐步聚类法是一种基于模糊划分的模糊聚类分析法。它是预先确定好待分类的样本应分成几类,然后按最优化原则进行再分类,经多次迭代直到分类比较合理为止。
在分类过程中可认为某个样本以某一隶属度隶属于某一类,又以另一隶属度隶属于另一类。这样,样本就不是明确地属于或不属于某一类。若样本集有 n个样本要分成c类,则它的模糊划分矩阵为此c×n模糊划分矩阵有下列特性:①uij∈【0,1】;i=1,…,c;j=1,…,n。②即每一样本属于各类的隶属度之和为1。③即每一类模糊子集都不是空集。
Ⅹ 当聚类对象比较多时,常用哪种聚类分析法
这个没有确定的说法,每个聚类算法都有自己的适用情况