基于R语言的分类、聚类研究

Python014

基于R语言的分类、聚类研究,第1张

1.所有在对iris数据集分(聚)类研究中,setosa均可以完全正确分(聚)类,而另外两类则会出现不同程度的误差,这也是导致整个研究模型出现误差的原因;

2.在使用的三种分类研究方法中,决策树模型的效果最优,因此可以使用该方法进行鸢尾花数据集的分类预测研究。

1.在对鸢尾花数据集进行聚类时,K-means、K-medoids两种聚类方法的正确率相同,可见在数据集离群点和噪音不大的情况下,二者聚类效果基本相同,但当出现离群点和噪音时,应该考虑K-medoids聚类方法;

2.鸢尾花数据集进行聚类分析时,划分聚类效果优于层次聚类;

3.对于量纲不一致的数据,应进行标准化,但对于量纲一致的数据,标准化之后结果并不一定优于未标准化的数据得到的结果。

聚类分析有两种主要计算方法,分别是凝聚层次聚类(Agglomerative hierarchical method)和K均值聚类(K-Means)。

层次聚类又称为系统聚类,首先要定义样本之间的距离关系,距离较近的归为一类,较远的则属于不同的类。可用于定义“距离”的统计量包括了欧氏距离 (euclidean)、马氏距离(manhattan)、 两项距离(binary)、明氏距离(minkowski)。还包括相关系数和夹角余弦。 层次聚类首先将每个样本单独作为一类,然后将不同类之间距离最近的进行合并,合并后重新计算类间距离。这个过程一直持续到将所有样本归为一类为止。在计算类间距离时则有六种不同的方法,分别是最短距离法、最长距离法、类平均法、重心法、中间距离法、离差平方和法。 下面我们用iris数据集来进行聚类分析,在R语言中所用到的函数为hclust。

首先提取iris数据中的4个数值变量,然后计算其欧氏距离矩阵。然后将矩阵绘制热图,从图中可以看到颜色越深表示样本间距离越近,大致上可以区分出三到四个区块,其样本之间比较接近。 data=iris[,-5] dist.e=dist(data,method='euclidean') heatmap(as.matrix(dist.e),labRow = F, labCol = F) X 然后使用hclust函数建立聚类模型,结果存在model1变量中,其中ward参数是将类间距离计算方法设置为离差平方和法。

使用plot(model1)可以绘制出聚类树图。如果我们希望将类别设为3类,可以使用cutree函数提取每个样本所属的类别。 model1=hclust(dist.e,method='ward') result=cutree(model1,k=3) 为了显示聚类的效果,我们可以结合多维标度和聚类的结果。先将数据用MDS进行降维,然后以不同的的形状表示原本的分类,用不同的颜色来表示聚类的结果。可以看到setose品种聚类很成功,但有一些virginica品种的花被错误和virginica品种聚类到一起。