实验5-------聚类分析

Clementine聚类分析模型

一. 聚类分析的基本原理

聚类分析（clustering）就是根据相异度将数据对象分组成为多个类或簇（cluster），在同一类中的对象之间具有较高的相似度，而不同的类中的对象差别较大。相异度是根据描述对象的属性值来计算的。距离是经常使用的度量方式。

注意：聚类是一种无指导的学习，不是示例式学习，而是观察式学习。

clementine 8.1中提供的聚类分析方法有三种：Kohonen、K-Means和Two-Step Cluster，这里我们以K-Means建模为例。

K-Means聚类简介：是Macqueen于1967年提出来的，又称快速聚类。K是预先设定好的。

K-Means基本思想：接受输入量k ；然后将n个数据对象划分为k个聚类以便使得所获得的聚类满足：同一聚类中的对象相似度较高；而不同聚类中的对象相似度较小。聚类相似度是利用各聚类中对象的均值所获得一个“中心对象”（引力中心）来进行计算的。

K-Means算法流程：首先从n个数据对象任意选择k 个对象作为初始聚类中心；而对于所剩下其它对象，则根据它们与这些聚类中心的相似度（距离），分别将它们分配给与其最相似的（聚类中心所代表的）聚类；然后再计算每个所获新聚类的聚类中心（该聚类中所有对象的均值）；不断重复这一过程直到标准测度函数开始收敛为止。一般都采用均方差作为标准测度函数。k个聚类具有以下特点：各聚类本身尽可能的紧凑，而各聚类之间尽可能的分开。

K-Means模型建立的要求：要求一个以上的In字段，方向为Out、Both、None的字段将被忽略。

K-Means建模的优点：不需要分组数据，对于大型数据量分群，常是最快的分类方法。

二. 范例说明

该模型范例主要是根据收集的个人的一系列属性把人群进行聚类分析并分为k（这里取5）类的过程。

三. 数据集说明

依据的数据集是snapshottrainN.db，以下是该数据集的总览及一系列属性的含义的说明：

图35数据集说明

? id. 个人唯一的标识符

? age. 个人年龄

? sex. 个人性别

? regio n. 个人居住地区（INNER_CITY城市/TOWN城镇/RURAL农村）

? income. 个人收入

? married. 个人婚姻状况

? children. 个人子女状况

? car. 个人有车否

? sav_act. 个人是否存在存款历史

? current_act. 个人是否被调查时仍有存款

? mortage. 个人是否有抵押贷款

? pep. 个人购买保险状况

我们可以使用Clementine建立一个K-Means聚类模型，以上述一系列属性值进行K-Means 聚类,按预先设定把人群的分为K=5类。

四. 建立聚类模型

(1) 导入数据及预处理

插入一个变项文件节点（Source\Var.File），双击该节点，在File框输入snapshottrainN.db 的物理路径。

图36源节点

(2) 变量类型的定义及实例化

在建模之前，我们首先将一个类型节点Type Node加到目前的流程中，点击Read Values以读取数据。因为聚类分析是根据所有字段来进行聚类分析，所以把所有字段在“Direction”项设为In即可，这是预处理过程。在本类中可以看出id并不对分类结果造成影响，所以id设为None属性。另外还有Both属性，即这个属性既作为In又作为Out项。

图37类型节点

(3) 查看数据源

通过一个Table节点（Output\Table）与源数据连接，执行Table结点即可。所得结果即是图35，目前数据流建立如图38所示。

图38查看源数据

(4) 建立K-Means模型

1建立一个K-Means结点（Modeling\K-Means）与Type节点相连：

图395 建立模型

双击K-Means结点可对其进行编辑，这里取Specified number of clusters为“5”，即要分成几类，其他选项不做修改。K-Means节点是算法节点，如图40所示。

图40 K-Means节点参数设置

2执行K-Means结点即可得到K-Means模型。执行后在右侧模型窗口单击模型节点，即可在流中添加模型节点K-Means A，如图41所示。

图41添加模型节点

在右侧窗口右击模型节点选择Browse查看结果如图42所示：每一类有多少条记录一目了然。

图42模型分析结果

(5) 建立模型输出节点

图43模型输出节点

至此，K-Means模型已经建立完毕，右击源节点执行”Execute from here”命令，即可得到源数据及聚类分析结果输出展示的窗口。聚类分析结果如图44所示。从图中可以看出id：ID12101属于cluster-1，id：ID12102属于cluster-4，属于哪一类在最右边￥KM-K-Means字段显示。

图44聚类结果

实验4：聚类分析

实验四：聚类分析 1、实验内容：层次聚类和K-Means聚类的主要步骤，SPSS的聚类分析操作，聚类分析结果的分析 2、实验目的：能够运用SPSS软件进行聚类分析，能够分析聚类分析结果 3、实验难点：聚类分析结果的分析 一、层次聚类 1、层次聚类（Hierarchical Cluster）：聚类过程是按照一定的层次逐步进行的，也称为系统聚类。层次聚类是聚类分析方法中使用最多的，它有两种类型：（1）Q型聚类：对样品（Case，也称为个案）进行聚类，使具有相似特征的样品聚集在一起，使差异性较大的样品分离开来，也称为样品聚类。Q型聚类应用较多。 （2）R型聚类：对变量进行聚类，使具有相似特征的变量聚集在一起，使差异性较大的变量分离开来，也称为变量聚类。 2、SPSS层次聚类的基本操作： SPSS层次聚类功能的启动：Analyze/Classify/Hierarchical Cluster … 需注意的是： （1）SPSS的数据文件与输出结果文件是分开的，数据文件扩展名为“.sav”，包括两个页面——Data View和Variable View；输出结果文件扩展名为“.spo”，SPSS 17.0将扩展名改为“.spv”——它不能用低版本的SPSS打开。 （2）SPSS不同本版的操作界面可能略有差异，但不影响分析结果。 图1.1 层次聚类分析：添加参与分析的变量 注：Cases是对个案（个体、样品）聚类，Variables是对变量聚类。

图1.2 层次聚类分析的Statistics窗口 注：Cluster Membership选项中的None表示不输出个案所属的类，Single Solution 表示输出当分成n类（n需输入）时的各个案所属的类，Range of Solution表示输出当分成m至n类（m、n均需输入）时的各个案所属的类。输入完毕点Continue。 图1.3 层次聚类分析的Plots窗口 注：Dendrogram表示输出聚类分析树状图。Icicle下的选项表示选择输出还是不输出冰挂图（冰柱图），Orientation指定输出的冰挂图是垂直还是水平显示。输入完毕点Continue。

完整word版,SPSS聚类分析实验报告.docx

SPSS 聚类分析实验报告 一．实验目的： 1、理解聚类分析的相关理论与应用 2、熟悉运用聚类分析对经济、社会问题进行分析、 3、熟练 SPSS软件相关操作 4、熟悉实验报告的书写 二．实验要求： 1、生成新变量总消费支出=各变量之和 2、对变量食品支出和居住支出进行配对样本T 检验，并说明检验结果 3、对各省的总消费支出做出条形图（用EXCEL做图也行） 4、利用 K-Mean法把 31 省分成 3 类 5、对聚类分析结果进行解释说明 6、完成实验报告 三．实验方法与步骤 准备工作：把实验所用数据从 Word文档复制到 Excel ，并进一步导入到 SPSS数据文件中。 分析：由于本实验中要对 31 个个案进行分类，数量比较大，用系统聚类法当然也 可以得出结果，但是相比之下在数据量较大时， K 均值聚类法更快速高效，而且准确性更高。 四、实验结果与数据处理： 1.用系统聚类法对所有个案进行聚类：

生成新变量总消费支出 =各变量之和如图所示： 2.对变量食品支出和居住支出进行配对样本 T 检验，如图所示：

得出结论： 3.对各省的总消费支出做出条形图，如图所示： 4．对聚类分析结果进行解释说明： K均值分析将这样的城市分为三类： 第一类北京、上海、广东 第二类除第一类第三类以外的 第三类天津、福建、内蒙古、辽宁、山东 第一类经济发展水平高，各项支出占总支出比重高，人民生活水平高。第二类城市位于中西部地区，经济落后，人民消费水平低。第三类城市位于中东部地区，经济发展较好。

初始聚类中心 聚类 123 食品支出7776.983052.575790.72衣着支出1794.061205.891281.25居住支出2166.221245.001606.27家庭设备及服务支出1800.19612.59972.24医疗保健支出1005.54774.89617.36交通和通信支出4076.461340.902196.88文化与娱乐服务支出3363.251229.681786.00其它商品和服务支出1217.70331.14499.30总消费支出23200.409792.6614750.02 迭代历史记录a 聚类中心内的更改 迭代123 11250.5921698.8651216.114 2416.86470.786173.731 3138.955 2.94924.819 446.318.123 3.546 5849.114319.1791362.411 6805.00415.199606.915 7161.001.72475.864 832.200.0349.483 9 6.440.002 1.185 10 1.2887.815E-5.148

对数据进行聚类分析实验报告

对数据进行聚类分析实验报告 1.方法背景 聚类分析又称群分析，是多元统计分析中研究样本或指标的一种主要的分类方法，在古老的分类学中，人们主要靠经验和专业知识，很少利用数学方法。随着生产技术和科学的发展，分类越来越细，以致有时仅凭经验和专业知识还不能进行确切分类，于是数学这个有用的工具逐渐被引进到分类学中，形成了数值分类学。近些年来，数理统计的多元分析方法有了迅速的发展，多元分析的技术自然被引用到分类学中，于是从数值分类学中逐渐的分离出聚类分析这个新的分支。结合了更为强大的数学工具的聚类分析方法已经越来越多应用到经济分析和社会工作分析中。在经济领域中，主要是根据影响国家、地区及至单个企业的经济效益、发展水平的各项指标进行聚类分析，然后很据分析结果进行综合评价，以便得出科学的结论。 2.基本要求 用FAMALE.TXT、MALE.TXT和/或test2.txt的数据作为本次实验使用的样本集，利用C均值和分级聚类方法对样本集进行聚类分析，对结果进行分析，从而加深对所学内容的理解和感性认识。 3.实验要求 （1）把FAMALE.TXT和MALE.TXT两个文件合并成一个，同时采用身高和体重数据作为特征，设类别数为2，利用C均值聚类方法对数据进行聚类，并将聚类结果表示在二维平面上。尝试不同初始值对此数据集是否会造成不同的结果。 （2）对1中的数据利用C均值聚类方法分别进行两类、三类、四类、五类聚类，画出聚类指标与类别数之间的关系曲线，探讨是否可以确定出合理的类别数目。 （3）对1中的数据利用分级聚类方法进行聚类，分析聚类结果，体会分级聚类方法。。（4）利用test2.txt数据或者把test2.txt的数据与上述1中的数据合并在一起，重复上述实验，考察结果是否有变化，对观察到的现象进行分析，写出体会 4.实验步骤及流程图 根据以上实验要求，本次试验我们将分为两组：一、首先对FEMALE 与MALE中数据组成的样本按照上面要求用C均值法进行聚类分析，然后对FEMALE、MALE、test2中数据组成的样本集用C均值法进行聚类分析，比较二者结果。二、将上述两个样本用分即聚类方法进行聚类，观察聚类结果。并将两种聚类结果进行比较。 （1）、C均值算法思想

SPSS的聚类分析实验报告

实验报告 姓名学号专业班级 课程名 统计分析SPSS软件实验室 称 成绩指导教师 实验名称SPSS的聚类分析 1、实验目的： 掌握层次聚类分析和K-Means聚类分析的基本思想和具体，并能够对分析结果进行解释。 二、实验题目： 1.、现要对一个班同学的语文水平进行聚类，拟聚为三类，聚类依据是 两次语文考试的成绩。数据如下表所示。试用系统聚类法和K-均值法进 行聚类分析。 人名第一次语文成绩第二次语文成绩 张三9998 王五8889 赵四7980 小杨8978 蓝天7578 小白6065 李之7987 马武7576 郭炎6056 刘小100100

3、实验步骤（最好有截图）： 1.先打开常用软件里的SPSS 11.5 for Windows.exe,在Variable View 中根据题目输入相关数据,如下图所示 2.在Data View中先输入数据,结果如下图所示 3. 首先试用系统聚类法对相关数据进行聚类 4. 选择菜单:【Analyze】→【Classify】→【Hierarchical Cluster】，然后选择参与层次聚类分析的变量两次语文考试的成绩到【Variable（s）】框中，再选择一个字符型变量“人名”作为标记变量到【Label Cases by】框中。

5.按“Plots”后进行选择 6.按“Statistics”后进行选择

7.按“Method”后进行选择

8.对第一个表格进行保存，并且命名为“语文水平.sav”，同时保存输出结果 4、实验结果及分析（最好有截图）： 第一题： 1. 首先试用系统聚类法对相关数据进行聚类

模糊聚类分析报告例子

1. 模糊聚类分析模型 环境区域的污染情况由污染物在4个要素中的含量超标程度来衡量。设这5个环境区域的污染数据为1x =(80, 10, 6, 2), 2x =(50, 1, 6, 4), 3x =(90, 6, 4, 6), 4x =(40, 5, 7, 3), 5x =(10, 1, 2, 4). 试用模糊传递闭包法对X 进行分类。 解 ： 由题设知特性指标矩阵为: * 80106250164906464057310124X ????????=???????? 数据规格化：最大规格化' ij ij j x x M = 其中： 12max(,,...,)j j j nj M x x x = 00.8910.860.330.560.1 0.860.671 0.60.5710.440.510.50.11 0.1 0.290.67X ????????=?? ?????? 构造模糊相似矩阵: 采用最大最小法来构造模糊相似矩阵55()ij R r ?=, 1 0.540.620.630.240.5410.550.700.530.62 0.5510.560.370.630.700.5610.380.240.530.370.381R ?? ??? ???=?? ?????? 利用平方自合成方法求传递闭包t (R ) 依次计算248,,R R R , 由于84R R =，所以4()t R R =

2 10.630.620.630.530.6310.560.700.530.62 0.5610.620.530.630.700.6210.530.530.530.530.531R ?? ??????=?? ??????， 4 10.630.620.630.530.6310.620.700.530.62 0.6210.620.530.630.700.6210.530.53 0.530.530.531R ????????=?? ?????? =8R 选取适当的置信水平值[0,1]λ∈, 按λ截矩阵进行动态聚类。把()t R 中的元素从大到小的顺序编排如下: 1>0.70>0.63>062>053. 依次取λ=1, 0.70, 0.63, 062, 053，得 11 000001000()0 010******* 0001t R ????? ? ??=?? ??????，此时X 被分为5类：{1x }，{2x }，{3x }，{4x }，{5x } 0.7 1000001010()001000101000001t R ?????? ??=?? ??????，此时X 被分为4类：{1x }，{2x ，4x }，{3x }，{5x } 0.63 1101011010()001001101000001t R ?????? ??=?? ??????，此时X 被分为3类：{1x ，2x ，4x }，{3x }，{5x } 0.62 1111011110()11110111100 0001t R ?????? ??=?? ?????? ，此时X 被分为2类：{1x ，2x ，4x ，3x }，{5x }

聚类分析实验报告记录

聚类分析实验报告记录

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

《应用多元统计分析》 课程实验报告 实验名称：用聚类分析的方法研究山东省17个市的产业类型 的差异化 学生班级：统计0901 学生姓名：贾绪顺杜春霖陈维民张鹏 指导老师：____________张艳丽_____________________ 完成日期：2011.12.12

一，实验内容 根据聚类分析的原理，使用系统聚类分析的COMplete linkage (最长距离法)和WARD(离差平方和法)，运用SPSS软件对2009年山东省17个城市生产总值的数据进行Q型聚类，将17个城市分为5类，发现不同城市产业类型的差异化，并解释造成这种差异的原因 二，实验目的 希望通过实验研究山东省17个市的生产总值的差异化，并分析造成这种差异化的原因，可以更深刻的掌握聚类分析的原理；进一步熟悉聚类分析问题的提出、解决问题的思路、方法和技能；达到能综合运用所学基本理论和专业知识；锻炼收集、整理、运用资料的能力的目的；希望能会调用SPSS软件聚类分析有关过程命令，并且可以对数据处理结果进行正确判断分析，作出综合评价。 三，实验方法背景与原理 3.1方法背景 聚类分析又称群分析，是多元统计分析中研究样本或指标的一种主要的分类方法，在古老的分类学中，人们主要靠经验和专业知识，很少利用数学方法。随着生产技术和科学的发展，分类越来越细，以致有时仅凭经验和专业知识还不能进行确切分类，于是数学这个有用的工具逐渐被引进到分类学中，形成了数值分类学。近些年来，数理统计的多元分析方法有了迅速的发展，多元分析的技术自然被引用到分类学中，于是从数值分类学中逐渐的分离出聚类分析这个新的分支。结合了更为强大的数学工具的聚类分析方法已经越来越多应用到经济分析和社会工作分析中。在经济领域中，主要是根据影响国家、地区及至单个企业的经济效益、发展水平的各项指标进行聚类分析，然后很据分析结果进行综合评价，以便得出科学的结论。 聚类分析源于很多领域，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。聚类分析的主要应用，在商业方面，最常见的就是客户群的细分问题，可以从客户人口特征、消费行为和喜好方面的数据，对客户进行特征分析，充分利用数据进行客户的客观分组，使诸多特征有相似性的客户能被分在同一组内，而不相似的客户能被区分到另一些组中。在生物方面，聚类分析可以用来对动植物进行分类，对基因进行分类等，从而获取对动植物种群固有结构的认识，对物种进行很好的分类。在电子商务方面，聚类分析在电子商务中网站建设数据挖掘中也是很重要的一个方面，通过对客户的浏览行为、浏览网站、客户的年龄等，对客户进行分析，找出不同客户的共同特征，通过共同特征对客户进行分类，可以帮助电子商户更好的了解他们的客户，并向客户提供更合适的服务。在保险行业上，根据产、寿险进行分类，不同类别的公司进行分类，对保险投资比例进行分类管理，从而提高保险投资的效率。 3.2实验的方法与原理 聚类分析是研究“物以类聚”的一种科学有效的方法。做聚类分析时，出于不同的目的和要求，可以选择不同的统计量和聚类方法。 聚类分析方法中最常用的一种是系统聚类法，其基本思想是：先将待聚类的n个样品（或者变量）各自看成一类，共有n类；然后按照选定的方法计算每两类之间的聚类统计量，即某种距离（或者相似系数），将关系最为密切的两类合为一类，其余不变，即得到n-1类；再按照前面的计算方法计算新类与其他类之间的距离（或相似系数），再将关系最为密切的

聚类分析实验报告.doc

聚类分析实验报告 姓名：学号：班级： 一：实验目的 1.了解聚类分析的基本原理及在spss中的实现过程。 2.通过对指标进行聚类，体会降维的处理过程。 3.通过不同性质指标对样本进行聚类，体会归类的思想。 二：实验原理 聚类分析是根据事物本身的特性来定量研究分类问题的一种多元统计分析方法。其基本思想是同一类中的个体有较大的相似性，不同类中的个体差异较大，于是根据一批根据一批样品的多个观察指标，找出能够度量样品（或变量）之间相似度的统计量，并以此为依据，采用某种聚类法，将所有的样品（或变量）分别聚合到不同的类中。 三：实验过程 本实验是通过对上市公司分析所得。由基本经济知识知道评价一个上市公司的业绩主要从以下四个方面：盈利能力，偿债能力，成长能力，经营能力。所以我分别从这四个方面共选取了19个指标来对上市公司的业绩进行评价。具体数据请见EXCEL。 由上面的分析我们知道评定一个上市公司业绩的指标有四类，但我们看EXCEL可知，每一类下面有4-5个指标，每类指标有较强相关性，存在多重共线性和维数过高而不易分析得影响。所以首先采用系统聚类法对每类指标进行聚类，再采用比较复相关系数得出每类最具代表的指标，达到降维的目的。（注：以下对指标分析均采用主间连接法，度量标准为person相关性） 以下是实验截图： （1）：对盈利能力指标

从上表分析我们可将盈利能力的4个指标分为两类，即“毛利率”为一类，“销售净利率”、“成本费用利润率”和“资产净利润”为一类。所以“毛利率”为一类，另外再对“销售净利润”、“成本费用利润率”和“资产净利润”分别作对另3个指标的复相关系数，结果如下： ①、以“销售净利润”为因变量，其余为自变量得： 模型汇总 模型R R 方调整 R 方标准估计的误 差 1 .980a.960 .957 .20721755 a. 预测变量: (常量), Zscore: 资产净利率（%）, Zscore: 毛利率（%）, Zscore: 成本费用利润率（%）。 ②、以“成本费用利润率”为因变量，其余为自变量得： 模型汇总 模型R R 方调整 R 方标准估计的误 差 1 .978a.957 .953 .21603919 a. 预测变量: (常量), Zscore: 销售净利率（%）, Zscore: 毛利率（%）, Zscore: 资产净利率（%）。 模型汇总 模型R R 方调整 R 方标准估计的误 差

聚类分析的案例分析(推荐文档)

《应用多元统计分析》 ——报告 班级： 学号： 姓名：

聚类分析的案例分析 摘要 本文主要用SPSS软件对实验数据运用系统聚类法和K均值聚类法进行聚类分析，从而实现聚类分析及其运用。利用聚类分析研究某化工厂周围的几个地区的 气体浓度的情况，从而判断出这几个地区的污染程度。 经过聚类分析可以得到，样本6这一地区的气体浓度值最高，污染程度是最严重的，样本3和样本4气体浓度较高，污染程度也比较严重，因此要给予及时的控制和改善。 关键词：SPSS软件聚类分析学生成绩

一、数学模型 聚类分析的基本思想是认为各个样本与所选择的指标之间存在着不同程度的相 似性。可以根据这些相似性把相似程度较高的归为一类，从而对其总体进行分析和总结，判断其之间的差距。 系统聚类法的基本思想是在这几个样本之间定义其之间的距离，在多个变量之间定义其相似系数，距离或者相似系数代表着样本或者变量之间的相似程度。根据相似程度的不同大小，将样本进行归类，将关系较为密切的归为一类，关系较为疏远的后归为一类，用不同的方法将所有的样本都聚到合适的类中，这里我们用的是最近距离法，形成一个聚类树形图，可据此清楚的看出样本的分类情况。 K 均值法是将每个样品分配给最近中心的类中，只产生指定类数的聚类结果。 二、数据来源 《应用多元统计分析》第一版164 页第6 题 我国山区有一某大型化工厂，在该厂区的邻近地区中挑选其中最具有代表性的 8 个大气取样点，在固定的时间点每日 4 次抽取6 种大气样本，测定其中包含的8 个取样点中每种气体的平均浓度，数据如下表。试用聚类分析方法对取样点及 大气污染气体进行分类。 三、建立数学模型 一、运行过程

数据挖掘实验报告三

实验三 一、实验原理 K-Means算法是一种 cluster analysis 的算法，其主要是来计算数据聚集的算法，主要通过不断地取离种子点最近均值的算法。 在数据挖掘中，K-Means算法是一种cluster analysis的算法，其主要是来计算数据聚集的算法，主要通过不断地取离种子点最近均值的算法。 算法原理： (1) 随机选取k个中心点； (2) 在第j次迭代中，对于每个样本点，选取最近的中心点，归为该类； (3) 更新中心点为每类的均值； (4) j<-j+1 ,重复(2)(3)迭代更新，直至误差小到某个值或者到达一定的迭代步 数，误差不变. 空间复杂度o(N) 时间复杂度o(I*K*N) 其中N为样本点个数，K为中心点个数，I为迭代次数 二、实验目的： 1、利用R实现数据标准化。 2、利用R实现K-Meams聚类过程。 3、了解K-Means聚类算法在客户价值分析实例中的应用。 三、实验内容 依据航空公司客户价值分析的LRFMC模型提取客户信息的LRFMC指标。对其进行标准差标准化并保存后，采用k-means算法完成客户的聚类，分析每类的客户特征，从而获得每类客户的价值。编写R程序，完成客户的k-means聚类，获得聚类中心与类标号，并统计每个类别的客户数

四、实验步骤 1、依据航空公司客户价值分析的LRFMC模型提取客户信息的LRFMC指标。

2、确定要探索分析的变量 3、利用R实现数据标准化。 4、采用k-means算法完成客户的聚类，分析每类的客户特征，从而获得每类客户的价值。

五、实验结果 客户的k-means聚类，获得聚类中心与类标号，并统计每个类别的客户数 六、思考与分析 使用不同的预处理对数据进行变化，在使用k-means算法进行聚类，对比聚类的结果。 kmenas算法首先选择K个初始质心，其中K是用户指定的参数，即所期望的簇的个数。 这样做的前提是我们已经知道数据集中包含多少个簇. 1.与层次聚类结合 经常会产生较好的聚类结果的一个有趣策略是，首先采用层次凝聚算法决定结果

聚类分析实验

聚类分析实验 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

聚类分析 用数据文件做实例分析。 例1：系统聚类法 为了研究亚洲国家或地区的经济发展和文化教育水平，以便对亚洲国家和地区进行分类研究，进行聚类分析。 第一步：首先要选出亚洲国家或地区，使用数据—＞选择个案 —＞选择如果条件满足—＞输入region=3,之后确定就可以了，这样我们将亚洲国家或区域选择了出来。接下类就正式进行聚类分析。 第二步：选择在菜单选项中选择分析—＞分类—＞选择系统聚类分析

第三步：在系统聚类法中，我们看到在分群下有两个选项，个案（样品聚类或Q型分类）和变量（变量聚类或R型聚类）这里选择样品聚类（个案）。 在输出下有统计量与图，这里都进行选择。 第四步：在数据文件中，选择的变量有 Urban,Lifeexpf,Lifeexpm,Literacy,Gdp-cap； 在标注个案中选择Country来标识本例中的17个亚洲国家或地区，并以其他5个变量进行Q型聚类分析，即对国家或地区进行聚类。 第五步：在系统聚类中有四个按钮。 首先在方法中的聚类方法中选择组内联结法，在度量标准中选择平方欧氏距离，在转换值的标准化中选择Z得分。点击继续。

接下来选择统计量，选择合并进程表与相似性矩阵，继续。 之后在绘制中选择树状图，继续即可。

最后点击确定。 第六步：输出分析 表1表示接近度矩阵，是反映样品之间相似性或者相异性的矩阵。本例中由于计 算使用的是平方欧氏距离，所以样品间距越大，样品越相异，从矩阵中可以看 出，孟加拉国（Bangladesh）与柬埔寨（Cambodia）的距离最小，那么他俩先 聚为一类。 表1 案例 1:Afghanistan 2:Bangladesh 3:Cambodia 4:China 5:Hong Kong 6:India 7:I 1:Afghanistan .000.969 2:Bangladesh .000.146 3:Cambodia .969.146.000 4:China .000 5:Hong Kong .000 6:India .000 7:Indonesia .623 8:Japan 9:Malaysia .617 10:N. Korea 11:Pakistan .736.522 12:Philippines .806 13:S. Korea 14:Singapore .299 15:Taiwan

聚类分析实验报告

聚类分析实验报告 姓名: 学号: 班级: 一:实验目的 1.了解聚类分析的基本原理及在spss中的实现过程。 2.通过对指标进行聚类,体会降维的处理过程。 3.通过不同性质指标对样本进行聚类,体会归类的思想。 二:实验原理 聚类分析就是根据事物本身的特性来定量研究分类问题的一种多元统计分析方法。其基本思想就是同一类中的个体有较大的相似性,不同类中的个体差异较大,于就是根据一批根据一批样品的多个观察指标,找出能够度量样品(或变量)之间相似度的统计量,并以此为依据,采用某种聚类法,将所有的样品(或变量)分别聚合到不同的类中。 三:实验过程 本实验就是通过对上市公司分析所得。由基本经济知识知道评价一个上市公司的业绩主要从以下四个方面:盈利能力,偿债能力,成长能力,经营能力。所以我分别从这四个方面共选取了19个指标来对上市公司的业绩进行评价。具体数据请见EXCEL。 由上面的分析我们知道评定一个上市公司业绩的指标有四类,但我们瞧EXCEL可知,每一类下面有4-5个指标,每类指标有较强相关性,存在多重共线性与维数过高而不易分析得影响。所以首先采用系统聚类法对每类指标进行聚类,再采用比较复相关系数得出每类最具代表的指标,达到降维的目的。(注:以下对指标分析均采用主间连接法,度量标准为person相关性) 以下就是实验截图: （1）:对盈利能力指标

从上表分析我们可将盈利能力的4个指标分为两类,即“毛利率”为一类,“销售净利率”、“成本费用利润率”与“资产净利润”为一类。所以“毛利率”为一类,另外再对“销售净利润”、“成本费用利润率”与“资产净利润”分别作对另3个指标的复相关系数,结果如下: ①、以“销售净利润”为因变量,其余为自变量得: 模型汇总 模型R R 方调整 R 方标准估计的误 差 1 、980a、960 、957 、20721755 a、预测变量: (常量), Zscore: 资产净利率(%), Zscore: 毛利率(%), Zscore: 成本费用利润率(%)。 ②、以“成本费用利润率”为因变量,其余为自变量得: 模型汇总 模型R R 方调整 R 方标准估计的误 差 1 、978a、957 、953 、21603919 a、预测变量: (常量), Zscore: 销售净利率(%), Zscore: 毛利率(%), Zscore: 资产净利率(%)。 ③、以“资产净利润”为因变量,其余为自变量得: 模型汇总 模型R R 方调整 R 方标准估计的误 差

聚类分析实例

k-means聚类”——数据分析、数据挖掘 一、概要 分类作为一种监督学习方法，要求必须事先明确知道各个类别的信息，并且断言所有待分类项都有一个类别与之对应。但是很多时候上述条件得不到满足，尤其是在处理海量数据的时候，如果通过预处理使得数据满足分类算法的要求，则代价非常大，这时候可以考虑使用聚类算法。聚类属于无监督学习，相比于分类，聚类不依赖预定义的类和类标号的训练实例。本文介绍一种常见的聚类算法——k 均值和k 中心点聚类，最后会举一个实例：应用聚类方法试图解决一个在体育界大家颇具争议的问题——中国男足近几年在亚洲到底处于几流水平。 二、聚类问题 所谓聚类问题，就是给定一个元素集合D，其中每个元素具有n 个可观察属性，使用某种算法将D 划分成k 个子集，要求每个子集内部的元素之间相异度尽可能低，而不同子集的元素相异度尽可能高。其中每个子集叫做一个簇。 与分类不同，分类是示例式学习，要求分类前明确各个类别，并断言每个元素映射到一个类别，而聚类是观察式学习，在聚类前可以不知道类别甚至不给定类别数量，是无监督学习的一种。目前聚类广泛应用于统计学、生物学、数据库技术和市场营销等领域，相应的算法也非常的多。本文仅介绍一种最简单的聚类算法——k 均值（k-means）算法。 三、概念介绍 区分两个概念： hard clustering：一个文档要么属于类w，要么不属于类w，即文档对确定的类w是二值的1或0。

soft clustering：一个文档可以属于类w1，同时也可以属于w2，而且文档属于一个类的值不是0或1，可以是这样的小数。 K-Means就是一种hard clustering，所谓K-means里的K就是我们要事先指定分类的个数，即K个。 k-means算法的流程如下： 1）从N个文档随机选取K个文档作为初始质心 2）对剩余的每个文档测量其到每个质心的距离，并把它归到最近的质心的类 3）重新计算已经得到的各个类的质心 4）迭代2～3步直至满足既定的条件，算法结束 在K－means算法里所有的文档都必须向量化，n个文档的质心可以认为是这n 个向量的中心，计算方法如下： 这里加入一个方差RSS的概念： RSSk的值是类k中每个文档到质心的距离，RSS是所有k个类的RSS值的和。 算法结束条件： 1）给定一个迭代次数，达到这个次数就停止，这好像不是一个好建议。

聚类分析实验报告

聚类分析实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

聚类分析实验报告 姓名：学号：班级： 一：实验目的 1.了解聚类分析的基本原理及在spss中的实现过程。 2.通过对指标进行聚类，体会降维的处理过程。 3.通过不同性质指标对样本进行聚类，体会归类的思想。 二：实验原理 聚类分析是根据事物本身的特性来定量研究分类问题的一种多元统计分析方法。其基本思想是同一类中的个体有较大的相似性，不同类中的个体差异较大，于是根据一批根据一批样品的多个观察指标，找出能够度量样品（或变量）之间相似度的统计量，并以此为依据，采用某种聚类法，将所有的样品（或变量）分别聚合到不同的类中。 三：实验过程 本实验是通过对上市公司分析所得。由基本经济知识知道评价一个上市公司的业绩主要从以下四个方面：盈利能力，偿债能力，成长能力，经营能力。所以我分别从这四个方面共选取了19个指标来对上市公司的业绩进行评价。具体数据请见EXCEL。 由上面的分析我们知道评定一个上市公司业绩的指标有四类，但我们看EXCEL可知，每一类下面有4-5个指标，每类指标有较强相关性，存在多重共线性和维数过高而不易分析得影响。所以首先采用系统聚类法对每类指标进行聚类，再采用比较复相关系数得出每类最具代表的指标，达到降维的目的。（注：以下对指标分析均采用主间连接法，度量标准为person相关性） 以下是实验截图： （1）：对盈利能力指标 从上表分析我们可将盈利能力的4个指标分为两类，即“毛利率”为一类，“销售净利率”、“成本费用利润率”和“资产净利润”为一类。所以“毛利率”为一类，另外再对“销售净利润”、“成本费用利润率”和“资产净利润”分别作对另3个指标的复相关系数，结果如下： 模型汇总 模型R R 方调整 R 方标准估计的误差

聚类分析实验报告

《应用多元统计分析》 课程实验报告 实验名称：用聚类分析的方法研究山东省17个市的产业类型 的差异化 学生班级：统计0901 学生姓名：贾绪顺杜春霖陈维民张鹏 指导老师：____________张艳丽_____________________ 完成日期：2011.12.12

一，实验内容 根据聚类分析的原理，使用系统聚类分析的COMplete linkage (最长距离法)和WARD(离差平方和法)，运用SPSS软件对2009年山东省17个城市生产总值的数据进行Q型聚类，将17个城市分为5类，发现不同城市产业类型的差异化，并解释造成这种差异的原因 二，实验目的 希望通过实验研究山东省17个市的生产总值的差异化，并分析造成这种差异化的原因，可以更深刻的掌握聚类分析的原理；进一步熟悉聚类分析问题的提出、解决问题的思路、方法和技能；达到能综合运用所学基本理论和专业知识；锻炼收集、整理、运用资料的能力的目的；希望能会调用SPSS软件聚类分析有关过程命令，并且可以对数据处理结果进行正确判断分析，作出综合评价。 三，实验方法背景与原理 3.1方法背景 聚类分析又称群分析，是多元统计分析中研究样本或指标的一种主要的分类方法，在古老的分类学中，人们主要靠经验和专业知识，很少利用数学方法。随着生产技术和科学的发展，分类越来越细，以致有时仅凭经验和专业知识还不能进行确切分类，于是数学这个有用的工具逐渐被引进到分类学中，形成了数值分类学。近些年来，数理统计的多元分析方法有了迅速的发展，多元分析的技术自然被引用到分类学中，于是从数值分类学中逐渐的分离出聚类分析这个新的分支。结合了更为强大的数学工具的聚类分析方法已经越来越多应用到经济分析和社会工作分析中。在经济领域中，主要是根据影响国家、地区及至单个企业的经济效益、发展水平的各项指标进行聚类分析，然后很据分析结果进行综合评价，以便得出科学的结论。 聚类分析源于很多领域，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。聚类分析的主要应用，在商业方面，最常见的就是客户群的细分问题，可以从客户人口特征、消费行为和喜好方面的数据，对客户进行特征分析，充分利用数据进行客户的客观分组，使诸多特征有相似性的客户能被分在同一组内，而不相似的客户能被区分到另一些组中。在生物方面，聚类分析可以用来对动植物进行分类，对基因进行分类等，从而获取对动植物种群固有结构的认识，对物种进行很好的分类。在电子商务方面，聚类分析在电子商务中网站建设数据挖掘中也是很重要的一个方面，通过对客户的浏览行为、浏览网站、客户的年龄等，对客户进行分析，找出不同客户的共同特征，通过共同特征对客户进行分类，可以帮助电子商户更好的了解他们的客户，并向客户提供更合适的服务。在保险行业上，根据产、寿险进行分类，不同类别的公司进行分类，对保险投资比例进行分类管理，从而提高保险投资的效率。 3.2实验的方法与原理 聚类分析是研究“物以类聚”的一种科学有效的方法。做聚类分析时，出于不同的目的和要求，可以选择不同的统计量和聚类方法。 聚类分析方法中最常用的一种是系统聚类法，其基本思想是：先将待聚类的n个样品（或者变量）各自看成一类，共有n类；然后按照选定的方法计算每两类之间的聚类统计量，即某种距离（或者相似系数），将关系最为密切的两类合为一类，其余不变，即得到n-1类；再按照前面的计算方法计算新类与其他类之间的距离（或相似系数），再将关系最为密切的

《应用多元分析》实验5 聚类分析

实验五聚类分析 一、实验说明 实验项目名称：聚类分析 实验类型：基础实验课时：2 实验所用主要仪器：微型计算机1台 （能够连接互联网，32bit或64bit的Windows操作系统）， R软件编程环境。 二、实验目的： 1.系统聚类法：使用dist函数计算各种距离，使用hclust函数分别 进行最短距离法、最长距离法、中间距离法、类平均法、重心法、ward法等六种聚类分析，对聚类结果使用plot函数作出聚类树形图，通过查看碎石图（最小距离height与聚类数目的散点图）选择聚类数，使用rect.hclust函数在聚类树形图上加框分类，使用cutree函数 得到聚类结果；安装并加载mvstats包，使用H.clust函数进行上述六种系统聚类分析。 2.使用scale函数在各变量量纲不一致或取值相差较大时，对数据进行

标准化变换。 3.kmeans聚类法：使用kmeans函数进行快速聚类，并会查看聚类结果。 三、实验内容和步骤 1.通过运行代码，查看运行结果，学习使用R命令进行系统聚类 (又称为分层聚类，层次聚类)和kmeans聚类(又称为k均值聚类)。 2.聚类分析的练习案例： 1）教材的四个例子：例7-1（165，166，170，171页），例7-2（171至175页），例7-3（176至179页）， 案例分析：全国区域经济的聚类分析（180至183页） 2）某年我国31个省、直辖市、自治区环境污染状况的聚类分析数据。 3.练习的代码文件：“练习ch7-1.R”，“练习ch7-2.R” 4.练习的数据文件：“mvstats(2015).xls” (表单d7.2)， “mvcase.xls” (表单Case6)，“PollutionData.txt” 四、实验要求 1.完成教材的184-185页： 2，3题，

聚类分析实例分析题

5.2酿酒葡萄的等级划分 5.2.1葡萄酒的质量分类 由问题1中我们得知，第二组评酒员的的评价结果更为可信，所以我们通过第二组评酒员对于酒的评分做出处理。我们通过excel计算出每位评酒员对每支酒的总分，然后计算出每支酒的10个分数的平均值，作为总的对于这支酒的等级评价。 通过国际酿酒工会对于葡萄酒的分级，以百分制标准评级，总共评出了六个级别（见表5）。 在问题2的计算中，我们求出了各支酒的分数，考虑到所有分数在区间[61.6，81.5]波动，以原等级表分级，结果将会很模糊，不能分得比较清晰。为此我们需要进一步细化等级。为此我们重新细化出5个等级，为了方便计算，我们还对等级进行降序数字等级（见表6）。 通过对数据的预处理，我们得到了一个新的关于葡萄酒的分级表格（见表7）：

考虑到葡萄酒的质量与酿酒葡萄间有比较之间的关系，我们将保留葡萄酒质量对于酿酒葡萄的影响，先单纯从酿酒葡萄的理化指标对酿酒葡萄进行分类，然后在通过葡萄酒质量对酿酒葡萄质量的优劣进一步进行划分。 5.2.2建立模型 在通过酿酒葡萄的理化指标对酿酒葡萄分类的过程，我们用到了聚类分析方法中的ward 最小方差法，又叫做离差平方和法。 聚类分析是研究分类问题的一种多元统计方法。所谓类，通俗地说，就是指相似元素的集合。为了将样品进行分类，就需要研究样品之间关系。这里的最小方差法的基本思想就是将一个样品看作P 维空间的一个点，并在空间的定义距离，距离较近的点归为一类；距离较远的点归为不同的类。面对现在的问题，我们不知道元素的分类，连要分成几类都不知道。现在我们将用SAS 系统里面的stepdisc 和cluster 过程完成判别分析和聚类分析，最终确定元素对象的分类问题。 建立数据阵，具体数学表示为： 1111...............m n nm X X X X X ????=?????? （5.2.1） 式中，行向量1(,...,)i i im X x x =表示第i 个样品； 列向量1(,...,)'j j nj X x x =’，表示第j 项指标。(i=1,2,…,n;j=1,2,…m) 接下来我们将要对数据进行变化，以便于我们比较和消除纲量。在此我们用了使用最广范的方法，ward 最小方差法。其中用到了类间距离来进行比较，定义为： 2||||/(1/1/)kl k l k l D X X n n =-+ （5.2.2） Ward 方法并类时总是使得并类导致的类内离差平方和增量最小。 系统聚类数的确定。在聚类分析中，系统聚类最终得到的一个聚类树，如何确定类的个数，这是一个十分困难但又必须解决的问题；因为分类本身就没有一定标准，人们可以从不同的角度给出不同的分类。在实际应用中常使用下面几种方法确定类的个数。由适当的阀值确定，此处阀值为kl D 。

对数据进行聚类分析实验报告

对数据进行聚类分析实验报告 徐远东 任争刚 权荣 一、 基本要求 用FAMALE.TXT 、MALE.TXT 和/或test2.txt 的数据作为本次实验使用的样本集，利用C 均值和分级聚类方法对样本集进行聚类分析，对结果进行分析，从而加深对所学内容的理解和感性认识。 二、 实验要求 1、 把FAMALE.TXT 和MALE.TXT 两个文件合并成一个，同时采用身高 和体重数据作为特征，设类别数为2，利用C 均值聚类方法对数据进行聚类，并将聚类结果表示在二维平面上。尝试不同初始值对此数据集是否会造成不同的结果。 2、 对1中的数据利用C 均值聚类方法分别进行两类、三类、四类、五类聚类，画出聚类指标与类别数之间的关系曲线，探讨是否可以确定出合理的类别数目。 3、 对1中的数据利用分级聚类方法进行聚类，分析聚类结果，体会分级聚类方法。。 4、 利用test2.txt 数据或者把test2.txt 的数据与上述1中的数据合并在一起，重复上述实验，考察结果是否有变化，对观察到的现象进行分析，写出体会 三、 实验步骤及流程图 根据以上实验要求，本次试验我们将分为两组：一、首先对FEMALE 与MALE 中数据组成的样本按照上面要求用C 均值法进行聚类分析，然后对FEMALE 、MALE 、test2中数据组成的样本集用C 均值法进行聚类分析，比较二者结果。二、将上述两个样本用分即聚类方法进行聚类，观察聚类结果。并将两种聚类结果进行比较。 一、（1）、C 均值算法思想 C 均值算法首先取定C 个类别和选取C 个初始聚类中心，按最小距离原则将各模式分配到C 类中的某一类，之后不断地计算类心和调整各模式的类别，最终使各模式到其判属类别中心的距离平方之和最小 （2）、实验步骤 第一步：确定类别数C ，并选择C 个初始聚类中心。本次试验，我们分别将C 的值取为2和3。用的是凭经验选择代表点的方法。比如：在样本数为N 时，分为两类时，取第一个点和第()12/+N INT 个点作为代表点；分为三类时，取第一、

实验五 聚类分析

实验五聚类分析 1.下表是1999年我国省、自治区的城市规模结构特征的一些数据，请通过聚类分析将这些省、自治区进行分类。 省、自治区首位城市规模（万人）城市首位度四城市指数基尼系数城市规模中位值（万人）京津冀699.70 1.4371 0.9364 0.7804 10.880 山西179.46 1.8982 1.0006 0.5870 11.780 内蒙古111.13 1.4180 0.6772 0.5158 17.775 辽宁389.60 1.9182 0.8541 0.5762 26.320 吉林211.34 1.7880 1.0798 0.4569 19.705 黑龙江259.00 2.3059 0.3417 0.5076 23.480 苏沪923.19 3.7350 2.0572 0.6208 22.160 浙江139.29 1.8712 0.8858 0.4536 12.670 安徽102.78 1.2333 0.5326 0.3798 27.375 福建108.50 1.7291 0.9325 0.4687 11.120 江西129.20 3.2454 1.1935 0.4519 17.080 山东173.35 1.0018 0.4296 0.4503 21.215 河南151.54 1.4927 0.6775 0.4738 13.940 湖北434.46 7.1328 2.4413 0.5282 19.190 湖南139.29 2.3501 0.8360 0.4890 14.250 广东336.54 3.5407 1.3863 0.4020 22.195 广西96.12 1.2288 0.6382 0.5000 14.340 海南45.43 2.1915 0.8648 0.4136 8.730 川渝365.01 1.6801 1.1486 0.5720 18.615 云南146.00 6.6333 2.3785 0.5359 12.250 贵州136.22 2.8279 1.2918 0.5984 10.470 西藏11.79 4.1514 1.1798 0.6118 7.315 陕西244.04 5.1194 1.9682 0.6287 17.800 甘肃145.49 4.7515 1.9366 0.5806 11.650 青海61.36 8.2695 0.8598 0.8098 7.420 宁夏47.60 1.5078 0.9587 0.4843 9.730 新疆128.67 3.8535 1.6216 0.4901 14.470 解：（1）计算五个指标之间的相关系数 clear all clc x= load('data.txt'); r=corrcoef(x) 运行结果： r =