R語言 系統聚類 K值聚類

2021-10-01 21:32:43 字數 2586 閱讀 6359

(1)系統聚類

系統聚類是將每個樣品分成若干類的方法,其基本思想是:先將各個樣品各看成一類,然後規定類與類之間的距離,選擇距離最小的一對合併成新的一類,計算新類與其他類之間的距離,再將距離最近的兩類合併,這樣每次減少一類,直至所有的樣品合為一類為止。

·聚類方法:

最短距離法和最長距離法、重心法和類平均法、離差平方和法(ward方法)

·分類數的確定(德穆曼準則):

(1)任何類都必須在鄰近各類中是突出的,即各類重心之間距離必須大

(2)各類所包含的元素不應過多

(3)分類的數目應該符合使用目的

(4)若採用幾種不同的聚類方法處理,則在各自的聚類圖上應發現相同的類

·流程圖:

(2)模糊聚類

模糊聚類分析是一種採用模糊數學語言對事物按一定的要求進行描述和分類的數學方法。模糊聚類分析一般是指根據研究物件本身的屬性來構造模糊矩陣,並在此基礎上根據一定的隸屬度來確定聚類關係,使得各個類之間的資料差別應盡可能大,類內之間的資料差別應盡可能小。

(3)k-均值法(快速聚類)

k均值聚類演算法(k-means)是一種迭代求解的聚類分析演算法,其步驟是隨機選取k個物件作為初始的聚類中心,然後計算每個物件與各個種子聚類中心之間的距離,把每個物件分配給距離它最近的聚類中心。聚類中心以及分配給它們的物件就代表乙個聚類。每分配乙個樣本,聚類的聚類中心會根據聚類中現有的物件被重新計算。這個過程將不斷重複直到滿足某個終止條件。終止條件可以是沒有(或最小數目)物件被重新分配給不同的聚類,沒有(或最小數目)聚類中心再發生變化,誤差平方和區域性最小。

·步驟(1)先把樣品粗略分成k個初始類

(2)進行修改,之歌分派樣品到其最近均值的類中。重新計算接受新樣品的類和失去樣品的類的均值

(3)重複(2)步,直到無各類元素進出

(5)流程圖

(6)r語言 案例實現

data(wine,package=「rattle」) #採集資料

df=scale(wine[-1]) #刪除第一列後標準化處理

d=dist(df) #計算矩陣距離

#系統聚類

fit.ward=hclust(d,method=「ward.d」) # ward表示離差平方和法

plot(fit.ward) #聚類圖

clusters=cutree(fit.ward,k=3) #把樹狀圖分成三類

table(clusters) #系統聚類規模

aggregate(df,by=list(cluster=clusters),median) #median為中間距離法,by後要構造list

rect.hclust(fit.ward,k=3) #在樹狀圖中疊加分三類的結果

#k值聚類

set.seed(1234) #設定隨機數

fit.km=kmeans(df,3,nstart=20)

fit.kmkatex parse error: expected 'eof', got '#' at position 7: size #̲k值聚類規模 fit.kmcenters

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