16种常用的数据分析方法-聚类分析

聚类（Clustering）就是一种寻找数据之间内在结构的技术。聚类把全体数据实例组织成一些相似组，而这些相似组被称作簇。处于相同簇中的数据实例彼此相同，处于不同簇中的实例彼此不同。

聚类分析定义

聚类分析是根据在数据中发现的描述对象及其关系的信息，将数据对象分组。目的是，组内的对象相互之间是相似的（相关的），而不同组中的对象是不同的（不相关的）。组内相似性越大，组间差距越大，说明聚类效果越好。

聚类效果的好坏依赖于两个因素：1衡量距离的方法（distance measurement） 2聚类算法（algorithm）

 

聚类分析常见算法

K-均值聚类也称为快速聚类法，在最小化误差函数的基础上将数据划分为预定的类数K。该算法原理简单并便于处理大量数据。

K-均值算法对孤立点的敏感性，K-中心点算法不采用簇中对象的平均值作为簇中心，而选用簇中离平均值最近的对象作为簇中心。

也称为层次聚类，分类的单位由高到低呈树形结构，且所处的位置越低，其所包含的对象就越少，但这些对象间的共同特征越多。该聚类方法只适合在小数据量的时候使用，数据量大的时候速度会非常慢。

 

案例

有20种12盎司啤酒成分和价格的数据，变量包括啤酒名称、热量、钠含量、酒精含量、价格。

 

问题一：选择那些变量进行聚类？——采用“R 型聚类”

 

现在我们有4个变量用来对啤酒分类，是否有必要将4个变量都纳入作为分类变量呢？热量、钠含量、酒精含量这3个指标是要通过化验员的辛苦努力来测定，而且还有花费不少成本。

所以，有必要对4个变量进行降维处理，这里采用spss R型聚类（变量聚类），对4个变量进行降维处理。输出“相似性矩阵”有助于我们理解降维的过程。

4个分类变量各自不同，这一次我们先用相似性来测度，度量标准选用pearson系数，聚类方法选最远元素，此时，涉及到相关，4个变量可不用标准化处理，将来的相似性矩阵里的数字为相关系数。若果有某两个变量的相关系数接近1或-1，说明两个变量可互相替代。

只输出“树状图”就可以了,从proximity matrix表中可以看出热量和酒精含量两个变量相关系数0903，最大，二者选其一即可，没有必要都作为聚类变量，导致成本增加。

至于热量和酒精含量选择哪一个作为典型指标来代替原来的两个变量，可以根据专业知识或测定的难易程度决定。（与因子分析不同，是完全踢掉其中一个变量以达到降维的目的。）这里选用酒精含量，至此，确定出用于聚类的变量为：酒精含量，钠含量，价格。

        

问题二：20 中啤酒能分为几类？—— 采用“Q 型聚类”

 

现在开始对20中啤酒进行聚类。开始不确定应该分为几类，暂时用一个3-5类范围来试探。Q型聚类要求量纲相同，所以我们需要对数据标准化，这一回用欧式距离平方进行测度。

主要通过树状图和冰柱图来理解类别。最终是分为4类还是3类，这是个复杂的过程，需要专业知识和最初的目的来识别。

这里试着确定分为4类。选择“保存”，则在数据区域内会自动生成聚类结果。

问题三：用于聚类的变量对聚类过程、结果又贡献么，有用么？——采用“单因素方差分析”

 

聚类分析除了对类别的确定需讨论外，还有一个比较关键的问题就是分类变量到底对聚类有没有作用有没有贡献，如果有个别变量对分类没有作用的话，应该剔除。

这个过程一般用单因素方差分析来判断。注意此时，因子变量选择聚为4类的结果，而将三个聚类变量作为因变量处理。方差分析结果显示，三个聚类变量sig值均极显著，我们用于分类的3个变量对分类有作用，可以使用，作为聚类变量是比较合理的。

 

问题四：聚类结果的解释？——采用”均值比较描述统计“

聚类分析最后一步，也是最为困难的就是对分出的各类进行定义解释，描述各类的特征，即各类别特征描述。这需要专业知识作为基础并结合分析目的才能得出。

我们可以采用spss的means均值比较过程，或者excel的透视表功能对各类的各个指标进行描述。其中，report报表用于描述聚类结果。对各类指标的比较来初步定义类别，主要根据专业知识来判定。这里到此为止。

以上过程涉及到spss层次聚类中的Q型聚类和R型聚类，单因素方差分析，means过程等，是一个很不错的多种分析方法联合使用的案例。

 

聚类分析的应用

聚类分析是细分市场的有效工具，被用来发现不同的客户群，并且它通过对不同的客户群的特征的刻画，被用于研究消费者行为，寻找新的潜在市场。

 

聚类分析被用来对动植物和基因进行分类，以获取对种群固有结构的认识。

 

聚类分析可以通过平均消费来鉴定汽车保险单持有者的分组，同时可以根据住宅类型、价值、地理位置来鉴定城市的房产分组。

 

聚类分析被用来在网上进行文档归类。

 

聚类分析通过分组聚类出具有相似浏览行为的客户，并分析客户的共同特征，从而帮助电子商务企业了解自己的客户，向客户提供更合适的服务。

 

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LightningChart图形控件彻底发挥了GPU加速和性能优化的最大效应，能够实时呈现超过10亿数据点的庞大数据。广泛应用于科研、工程、医疗、航空、贸易、金融、能源和许多其他领域的实时测量和分析应用等等。

32人类对细菌和真菌的利用体现在四个方面：①食品制作。即发酵原理的应用，发酵就是有机物在一定温度下被酵母或其他菌类分解成某些产物的过程②食品保存。腐败原因-------细菌和真菌分解食品中的有机物并在其中生长繁殖所导致；保存原理-------将细菌和真菌杀死或抑制其生长繁殖；常用保存方法：“巴斯德“消毒法（依据高温灭菌原理）罐藏法（依据高温消毒和防止于细菌和真菌接触的原理）冷冻法、冷藏法（依据低温可以抑菌的原理）真空包装法（依据破坏需氧菌类生存环境的原理）晒制与烟熏法、腌制法、脱水法、渗透保存法（依据除去水分防止细菌和真菌生长的原理）使用防腐剂使用射线③疾病防治。主要指抗生素治病（如青霉素）与转基因技术生产药品（如胰岛素）。抗生素是真菌（另外还有放线菌）产生的可杀死某些致病菌的物质④环境保护。无氧时一些杆菌、甲烷菌可将引发污染的有机物发酵分解，产生甲烷等，而有氧时另外一些细菌（如黄杆菌）可将这些废物分解成二氧化碳和水，这样都使污水得到净化32、制作馒头或面包时，要用到酵母菌，它产生的二氧化碳气体会在面团中形成许多小孔，使馒头或面包膨大和松软，而面团中所含的酒精，则在蒸烤过程中挥发掉了。33、制作馒头要用酵母菌，制酸奶用乳酸菌，制泡菜用醋酸菌，酿酒用酒曲。第六单元生物的多样性极其保护34、生物分类概念：根据生物的相似程度（包括形态结构和生理功能）把生物划分为种属不同的等级,并对每一类群的形态结构和生理功能等特征进行科学的描述。依据：生物在形态结构和生理功能等方面的特征目的：弄清不同类群之间的亲缘关系和进化关系意义：可以更好地研究利用和保护生物，了解各种生物在生物界中所占的地位及其进化的途径和过程。34植物所属类群从简单到复杂的顺序是藻类植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物。对植物进行分类主要观察其形态结构，如被子植物的根、茎、叶、花、果实、和种子。花、果实、种子是被子植物分类最重要的依据。35、动物根据有无脊柱分为脊椎动物和无脊椎动物。脊椎动物由简单到复杂顺序为鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类无脊椎动物学主要类群有原生动物、腔肠动物、（扁形动物、线形动物）软体动物、环节动物、节肢动物36生物分类单位从大到小依次是界、门、纲、目、科、属、种，其中种是分类的最基本单位。同种生物的亲缘关系是最密切的。分类单位越大，包含物种越多，但物种间的相似程度越小，共同特征越少，亲缘关系越远；分类单位越小，包含物种越少，而共同特征越多37生物多样性的内涵：它包括三个层次：生物种类多样性（即物种多样性），基因多样性，生态系统的多样性生物种类多样性，基因多样性，生态系统的多样性三者关系：（1）生物种类的多样性是生物多样性的最直观的体现，是生物多样性概念的中心。生物种类多样性影响生态系统多样性。（2）基因的多样性是生物多样性的内在形式。基因多样性决定种类多样性，种类多样性的实质是基因多样性。（3）生态系统的多样性是生物多样性的外在形式。生态系统发生剧烈变化时也会加速生物种类多样性和基因多样性的丧失所以保护生物多样性的根本措施是保护生物的栖息环境，保护生态系统的多样性。38、我国是生物种类最丰富的国家之一。其中苔藓、蕨类和种子植物仅次于巴西和哥伦比亚，居世界第三。我国是裸子植物最丰富的国家，被称为“裸子植物的故乡”。39、生物的各种特征是由基因控制的。不同生物的基因有较大差别，同种生物的个体之间，在基因组成上也不尽相同，因此每种生物都是一个丰富的基因库。种类的多样性实质上是基因的多样性。40、我国是世界上基因多样性最丰富的国家之一，特别是家养动物、栽培植物和野生亲缘种的基因多样性十分丰富，为动植物的遗传育种提供了宝贵的遗传资源。41、利用基因多样性改良作物品种典型实例：美国引进我国的野生大豆与当地品种杂交，培育出抗大豆萎黄病的优良品种；我国科学家袁隆平利用野生水稻与普通栽培水稻多次杂交，培育出产量很高的杂交水稻新品种。42、生态系统包括类型有：森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、湿地生态系统、湖泊生态系统、海洋生态系统、农田生态系统、城市生态系统等。43、每种生物都是由一定数量的个体组成的，这些个体的基因组成是有差别的，它们共同构成了一个基因库，；每种生物又生活在一定的生态系统中，并且与他的生物种类相联系。某种生物的数量减少或绝灭，必然会影响它所在的生态系统；当生态系统发生剧烈变化时，也会加速生物种类的多样性和基因多样性的丧失。因此，保护生物的栖息环境，保护生态系统的多样性，是保护生物多样性的根本措施。44、造成生物多样性面临威胁的原因：(1)生态环境的改变和破坏(2)掠夺式的开发和利用(3)环境污染(4)外来物种的影响45、被称为植物中的“活化石”是银杉；被称为中生代动物的“活化石”的是扬子鳄；中国鸽子树（珙桐）也是植物界的“活化石”。46、为保护生物的多样性，人们把含保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来，进行保护和管理，这就是自然保护区。47、建立自然保护区是保护生物多样性最为有效的措施。我国现已建成许多保护生态系统类型的自然保护区和保护珍稀动植物的自然保护区。48、自然保护区是“天然基因库”，能够保护许多物种和各种类型的生态系统；自然保护区是进行科学研究的“天然实验室”，为开发生物科学研究提供了良好的基地；自然保护区是“活的自然博物馆”，是向人们普及生物学知识和宣传保护生物多样性的重要场所。49、人们把某些濒危物种迁出原地，移入动物园、植物园、水族馆和濒危动物繁育中心，进行特殊的的保护和管理；建立濒危物种的种质库（植物的种子库、动物的精子库）以保护珍贵的遗传资源。50、为保护生物多样性，我国相继颁布的法律和文件：《中华人民共和国森林法》、《中华人民共和国野生动物保护法》、《中国自然保护纲要》。我国还是最先加入国际《保护生物多样性公约》的国家之一。作为一名公民，在保护我国的生物多样性方面，应当如何做？（1）人人都来植树造林；（2）开展爱鸟周活动；（3）人人都来消灭白色垃圾；（4）不随地吐痰，不随意打鸟，不攀折花木等。51、生物的种类多种多样；不同种生物及同种生物的个体之间的差异，归根结底是基因组成有差别。生物的生存离不开一定的环境，因此保护生物多样性，首先要保护生物的栖息环境，保护生态系统的多样性。52、自由运动是动物区别于其他生物的重要特征之一。动物的运动具有一定的结构基础。53、各种生物类群常见代表生物

1 协作性。 业务部门和IT部门为数据质量共同担责，业务分析师、数据管理员、IT开发人员和管理员各自将具有明确分工和适于其独特技能和视角的技术。

2 前瞻性。业务部门和IT部门认识到所有机构都会不同程度地受到劣质数据的影响，有必要再劣质数据严重影响到企业业绩之前，积极探查数据以发现和纠正问题。

3 可重复使用。有关数据探查与清晰的业务规则可被重复运用于任意数量的应用程序，而不论数据时内部预置、在合作伙伴处还是在云环境中。

4 普遍深入性。数据质量方案将扩展至所有相关人员、数据领域、项目和应用程序，而不论数据是内部预置、在合作伙伴处还是在云环境中。

b咧姓名与a列完全一样吗？我想肯定是不完全一样的。这样 *** 作，首先在最后一列右侧加上一列顺序号；

再在a列与b列之间插入一列,然后在b1输入公式:=vlookup(a1,c:e,3,)，下拉充填。之后选中ab列

以b列排序。完成

注：此时假设e列为顺序号。完成后没用的列可以删掉

特点数据库管理系统将具有一定结构的数据组成一个集合，它主要具有以下几个特点：1

数据的结构化数据库中的数据并不是杂乱无章、毫不相干的，它们具有一定的组织结构，属于同一集合的数据具有相似的特征

2

数据的共享性在一个单位的各个部门之间，存在着大量的重复信息

使用数据库的目的就是要统一管理这些信息，减少冗余度，使各个部门共同享有相同的数据

3

数据的独立性数据的独立性是指数据记录和数据管理软件之间的独立

数据及其结构应具有独立性，而不应该去改变应用程序

4

数据的完整性数据的完整性是指保证数据库中数据的正确性

可能造成数据不正确的原因很多，数据库管理系统通过对数据性质进行检查而管理它们

5

数据的灵活性数据库管理系统不是把数据简单堆积，它在记录数据信息的基础上具有很多的管理功能，如输入、输出、查询、编辑修改等

6

数据的安全性根据用户的职责，不同级别的人对数据库具有不同的权限，数据库管理系统应该确保数据的安全性

利用ArcGIS可以比较DSM（数字表面模型）之间的变化。通常情况下，DSM是通过激光雷达（LiDAR）或卫星数据构建的，反映了地表在垂直方向上的形态。以下是比较DSM变化的步骤：

1 导入两个DSM数据集：首先需要在ArcGIS中导入要比较的两个DSM数据集，可通过“添加数据”工具来完成此步骤。

2 创建变化检测图层：可以使用"多波段合成工具"来分别将两个DSM数据集相减，从而得到一个反映变化量的图层。

3 设置符号系统：为变化图层设置适当的符号系统，以便能够更直观、明确地表示出变化程度和方向。

4 分析和解释结果：对比变化图层和原始DSM数据集，检查哪些区域发生了改变，并尝试找出变化的原因，如人类活动导致的土地利用变化、天然灾害等。

5 结果可视化和输出：通过ArcGIS工具来生成叠加图像，在细节上更直观地展现变化前后的地表形态。

总之，ArcGIS是一款功能强大的地理信息软件，提供了众多可用于地表分析和变化检测的工具及函数，利用这些工具和函数可以准确分析出地表特征、变化程度及变化原因等信息。

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