聚类分析(数学建模)讲解
聚类分析简介
数据挖掘-聚类分析简介聚类分析是一种无监督学习技术，用于将数据集中的对象（例如数据点或样本）分成相似的组（簇），以便组内的对象相互之间更相似，而不同组之间的对象差异较大。
聚类分析的目标是发现数据中的隐藏模式、结构或群体，并将数据集分成具有相似性质或特征的子集。
以下是聚类分析的详细介绍：聚类的主要步骤：1.选择合适的距离度量：聚类算法需要一种方法来衡量数据点之间的相似性或距离。
常见的距离度量包括欧氏距离、曼哈顿距离、余弦相似度等。
2.选择聚类算法：选择适合数据和问题的聚类算法。
常见的聚类算法包括K均值聚类、层次聚类、DBSCAN（基于密度的聚类）、高斯混合模型等。
3.初始化：对于迭代型聚类算法（例如K均值），需要初始化聚类中心或其他参数。
初始值的选择可以影响聚类结果。
4.分配数据点到簇：根据数据点之间的相似性，将每个数据点分配到一个簇中。
不同的算法使用不同的分配策略。
5.更新簇的代表：对于迭代聚类算法，计算每个簇的新代表，通常是簇内所有数据点的平均值。
6.重复迭代：重复步骤4和步骤5，直到满足停止条件，例如簇中心不再改变或达到最大迭代次数。
7.评估聚类结果：使用合适的评估指标来评估聚类的质量。
常用的指标包括轮廓系数、Davies-Bouldin指数、互信息等。
常见的聚类算法：1．K均值聚类（K-Means Clustering）：K均值是一种迭代型聚类算法，通过指定簇的数量K来将数据分成K个簇。
它以簇的中心点（均值）作为代表。
2.层次聚类（Hierarchical Clustering）：层次聚类是一种层次化的聚类方法，可以创建层次化的聚类结构。
它可以是自底向上的凝聚聚类或自顶向下的分裂聚类。
3.DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise）： DBSCAN 是一种基于密度的聚类算法，能够识别不规则形状的簇，并能处理噪声数据。
数学建模聚类分析
层次聚类
要点一
总结词
一种基于距离的聚类算法，通过构建层次结构来对数据进 行聚类。
要点二
详细描述
层次聚类算法的基本思想是，通过不断将相近的数据点合 并成新的集群，或者将现有的集群分裂成更小的集群，来 构建一个层次结构。算法首先将每个数据点视为一个独立 的集群，然后按照距离的远近逐步合并或分裂集群，直到 达到预设的停止条件。层次聚类算法有多种，其中最常用 的是凝聚层次聚类和分裂层次聚类。
密度峰值聚类
总结词
一种基于密度的聚类算法，通过识别密度峰值点来对 数据进行聚类。
详细描述
密度峰值聚类算法的基本思想是，通过识别数据集中的 密度峰值点来对数据进行聚类。算法首先计算每个数据 点在其邻域内的密度，并将密度最大的点视为密度峰值 点。然后，算法将每个密度峰值点作为中心点，将与其 相近的数据点归入同一个集群。通过这种方式，密度峰 值聚类算法能够识别出任意形状的集群，并处理异常值 和噪声点。与DBSCAN算法相比，密度峰值聚类算法 的计算复杂度较低，因此在处理大规模数据集时具有更 好的性能。
DBSCAN聚类
总结词
一种基于密度的聚类算法，通过识别高密度区域和低 密度区域来对数据进行聚类。
详细描述
DBSCAN聚类算法的基本思想是，通过识别高密度区 域和低密度区域来对数据进行聚类。算法首先从任意一 个未被访问过的数据点开始，搜索其邻域内的所有点， 如果邻域内的点数超过预设的阈值，则将该点标记为核 心点，并将其所在区域视为一个集群。然后，算法继续 搜索核心点的邻域内的点，并将这些点标记为边界点和 噪声点。通过这种方式，DBSCAN算法能够识别出任 意形状的集群，并处理异常值和噪声点。
通过分析不同群体的用户特征和行为模式，电商企业可以 制定更加精准的营销策略和个性化推荐方案，提高用户满 意度和忠诚度。
聚类分析在数学建模中的应用
聚类分析在数学建模中的应用聚类分析是一种无监督学习方法，主要用于发现数据中的潜在分组或模式。
它在数学建模中起着重要的作用，能够帮助研究人员在未知的数据集中发现隐藏的结构和关联。
本文将介绍聚类分析在数学建模中的应用，并详细讨论其几个典型的应用场景。
1.生物医学研究中的应用：聚类分析在生物医学研究中被广泛应用于基因表达数据、蛋白质相互作用网络、疾病分类等方面。
例如，基因表达数据通常具有高维度和复杂性，聚类分析可以将不同的基因分组，找到相关基因集合，从而帮助研究人员发现与特定疾病相关的生物过程和信号通路。
在药物研发过程中，聚类分析还可以帮助研究人员识别潜在药物靶点和候选靶向药物。
2.社交网络分析中的应用：聚类分析在社交网络分析中发挥着重要作用。
通过对社交网络数据进行聚类分析，可以将社交网络中的用户划分为不同的群体或社区，并发现隐藏的社交群体结构。
这可以帮助研究人员了解社交网络用户的行为、兴趣和关系，并为灵活的社交网络设计和推荐系统提供支持。
3.图像分析中的应用：聚类分析在图像分析中也有广泛的应用。
通过对图像数据进行聚类分析，可以将图像分组为具有相似特征的集合，从而实现图像分类、图像和图像压缩等任务。
例如，对于大规模的图像库，聚类分析可以帮助研究人员将图像分组为具有相似主题或特征的集合，从而提高图像的效率和精度。
4.金融风险管理中的应用：聚类分析在金融风险管理中也有着重要的应用。
通过对风险因素进行聚类分析，可以帮助金融机构识别风险因素的潜在结构和关联，并评估不同风险因素之间的相互作用。
这对于制定有效的风险管理策略和规避潜在风险非常重要。
例如，聚类分析可以帮助银行发现具有相似信用风险的客户群体，并采取相应的措施来降低风险。
5.消费者行为分析中的应用：聚类分析在消费者行为分析中也有重要的应用。
通过对消费者数据进行聚类分析，可以将消费者划分为不同的行为类型或偏好群体，并发现不同群体之间的行为模式和趋势。
这可以帮助企业了解消费者的需求和喜好，并制定相应的市场营销策略。
第五讲聚类分析
第五讲聚类分析聚类分析是一种无监督学习方法，旨在将样本数据划分为具有相似特征的若干个簇。
它通过测量样本之间的相似性和距离来确定簇的划分，并试图让同一簇内的样本点相似度较高，而不同簇之间的样本点相似度较低。
聚类分析在数据挖掘、模式识别、生物信息学等领域有着广泛的应用，它可以帮助我们发现隐藏在数据中的模式和规律。
在实际应用中，聚类分析主要包含以下几个步骤：1.选择合适的距离度量方法：距离度量方法是聚类分析的关键，它决定了如何计算样本之间的相似性或距离。
常用的距离度量方法包括欧氏距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离等。
2.选择合适的聚类算法：聚类算法的选择要根据具体的问题和数据特点来确定。
常见的聚类算法有K-means算法、层次聚类算法、DBSCAN算法等。
3.初始化聚类中心：对于K-means算法等需要指定聚类中心的方法，需要初始化聚类中心。
初始化可以随机选择样本作为聚类中心，也可以根据领域知识或算法特点选择合适的样本。
4.计算样本之间的相似度或距离：根据选择的距离度量方法，计算样本之间的相似度或距离。
相似度越高或距离越小的样本越有可能属于同一个簇。
5.按照相似度或距离将样本划分为不同的簇：根据计算得到的相似度或距离，将样本划分为不同的簇。
常用的划分方法有硬聚类和软聚类两种。
硬聚类将样本严格地分到不同的簇中，而软聚类允许样本同时属于不同的簇，并给出属于每个簇的概率。
6.更新聚类中心：在K-means等迭代聚类算法中，需要不断迭代更新聚类中心，以找到最优划分。
更新聚类中心的方法有多种，常用的方法是将每个簇内的样本的均值作为新的聚类中心。
7.评估聚类结果：通过评估聚类结果的好坏，可以判断聚类算法的性能。
常用的评估指标有轮廓系数、Dunn指数、DB指数等。
聚类分析的目标是让同一簇内的样本点尽量相似，而不同簇之间的样本点尽量不相似。
因此，聚类分析常常可以帮助我们发现数据中的分组结构，挖掘出数据的内在规律。
聚类分析在市场细分、社交网络分析、基因表达数据分析等领域都有广泛的应用。
数学建模-主成分分析聚类分析
随机抽取管理学院10名学生，对其4门课程的考试成绩进行统计，如下表所示，这4门课程分别为多元统计分析1X ，运筹学2X ，经济学3X ，管理学4X . 使用主成分分析方法对学生成绩进行分析.>> x1=[77 63 75 55 31 67 70 66 70 57]; >> x2=[82 78 73 72 55 81 81 81 68 73]; >> x3=[67 80 71 63 60 82 78 73 72 55]; >> x4=[81 81 81 68 73 67 80 71 63 60];>> data=[x1;x2;x3;x4]'; %输入观测值数据矩阵 >> [n,m]=size(data);>> for i=1:m %将数据矩阵中心标准化sddata(:,i)=(data(:,i)-mean(data(:,i)))./std(data(:,i),1); end>> [P,score,egenvalue,t2]=princomp(sddata) %做主成分分析 P =-0.5511 0.3268 -0.3624 0.6769 -0.5588 0.3358 -0.2089 -0.7289 -0.5110 -0.1193 0.8460 0.0944 -0.3505 -0.8753 -0.3307 -0.0398score =-1.3489 -0.2567 -1.2840 -0.0315 -1.2458 -0.9740 0.5341 -0.2698 -0.8704 -0.7467 -0.5863 0.7336 1.1642 0.3096 -0.2225 -0.2707 3.3634 -1.5690 0.3950 -0.0572 -1.1054 0.8480 1.1534 -0.2345 -1.5954 -0.5212 0.0958 -0.1867 -0.6992 0.4872 0.1005 -0.4105 0.4738 0.9799 0.5768 1.03061.8637 1.4430 -0.7628 -0.3031egenvalue = 2.7502 0.9334 0.5275 0.2334 t2 =3.8620 2.4333 3.8297 1.0034 7.0609 3.9724 1.3834 1.1732 6.29124.9906>> for k=1:mgxl(k)=sum(egenvalue(1:k))/sum(egenvalue); end>> gxl %输出累计贡献率 gxl =0.6188 0.8288 0.9475 1.0000>> plot(score(:,1),score(:,2),'r+') %画出第一第二主成分的散点图 >> gname第一主成分43211X X X X Y 0.3505-0.5110-0.5588--0.5511=，所有科目考试成绩的系数均为负，且差异不大，故1Y 可解释为学生的综合学习成绩，该主成分得分越小（散点图中的位置越靠左），综合成绩越好.第二主成分43212X X X X Y 0.8753-0.1193-0.33580.3268+=，数学科目考试成绩的系数均为正，专业科目考试成绩的系数均为负，故2Y 可解释为学生的数学科目与专业科目学习成绩的差异，该主成分得分绝对值越大则差异越大，由散点图可以看出，10号学生的数学科目明显优于其专业科目成绩，而5号学生的数学科目明显差于其专业科目成绩.>> Y1=score(:,1);ZF=(sum(data'))'; %提取第一主成分得分，求每个学生的总分 >>for k=1:norder(k,1)=find(Y1==min(Y1));Y1(order(k,1))=inf; %按第一主成分得分由高到低排序order(k,2)=find(ZF==max(ZF));ZF(order(k,2))=-inf; %按总分由高到低排序 end >> orderorder =7 7 1 1 2 2 6 3 3 6 8 8 9 9 4 4 10 10 5 5两种排序方式下3号学生和6号学生的排序结果相反，原因在于43211X X X X Y 0.3505-0.5110-0.5588--0.5511可见，这四个科目成绩的重要性是依次递减的，3号学生的总分虽略高于6号学生，但他的最高分出现在重要性最低的第4科.>> R=sddata'*sddata./n %求标准化数据的样本相关矩阵R =1.0000 0.7867 0.5322 0.28900.7867 1.0000 0.5749 0.27680.5322 0.5749 1.0000 0.39750.2890 0.2768 0.3975 1.0000建模2011A主成分分析-聚类分析：data1=[7.84 153.80 44.31 20.56 266.00 18.20 35.38 72.35 5.93 146.20 45.05 22.51 86.00 17.20 36.18 94.594.90 439.20 29.07 64.56 109.00 10.60 74.32 218.376.56 223.90 40.08 25.17 950.00 15.40 32.28 117.356.35 525.20 59.35 117.53 800.00 20.20 169.96 726.02 14.08 1092.90 67.96 308.61 1040.00 28.20 434.80 966.738.94 269.80 95.83 44.81 121.00 17.80 62.91 166.739.62 1066.20 285.58 2528.48 13500.00 41.70 381.64 1417.867.41 1123.90 88.17 151.64 16000.00 25.80 172.36 926.848.72 267.10 65.56 29.65 63.00 21.70 36.94 100.415.93 201.40 45.19 24.90 259.00 14.60 35.88 102.659.17 287.00 43.94 45.77 168.00 19.70 62.74 223.165.72 193.70 80.35 26.57 111.00 19.80 57.64 89.084.49 359.50 258.15 123.27 77.00 12.90 106.47 853.985.51 516.40 91.97 89.04 189.00 19.80 121.72 494.80 11.45 1044.50 94.78 136.97 202.00 22.30 472.48 602.046.14 445.40 82.69 167.39 144.00 18.40 111.24 389.807.84 347.90 57.65 97.14 213.00 19.60 70.82 307.247.41 345.70 159.45 71.03 85.00 18.10 89.34 380.928.50 614.00 744.46 130.55 156.00 32.80 228.64 1013.475.51 257.20 54.64 29.01 104.00 13.20 87.68 223.279.84 1213.50 920.84 1364.85 115.00 142.50 181.48 1818.479.39 325.80 172.29 104.89 82.00 31.50 90.90 429.293.30 212.10 50.13 38.62 139.00 10.60 66.98 186.224.09 90.50 35.02 11.82 16.00 10.40 29.09 46.846.14 583.40 95.25 233.70 155.00 21.10 97.47 311.025.31 366.40 42.34 64.65 188.00 17.40 67.11 182.653.69 323.90 35.14 34.66 50.00 13.90 65.48 253.16 21.87 424.50 73.40 59.72 1520.00 27.80 83.70 175.71 18.38 630.00 96.68 114.81 645.00 34.80 130.36 1626.02 10.53 635.30 64.03 101.35 190.00 28.30 162.64 615.103.50 463.40 112.19 72.93 118.00 14.10 60.60 193.376.35 532.00 57.51 83.76 191.00 19.50 73.46 297.14 5.51 778.70 74.66 92.48 330.00 19.70 110.20 351.63 4.49 754.80 99.88 97.92 243.00 24.90 100.79 323.37 3.50 396.30 138.37 58.97 170.00 24.20 91.76 2893.47 5.51 687.80 85.52 72.85 201.00 19.00 103.20 403.27 4.29 526.00 55.31 81.43 93.00 19.90 100.65 369.80 4.29 449.10 67.22 51.64 315.00 15.70 106.97 294.69 6.56 852.70 72.59 158.67 311.00 21.20 124.24 377.14 16.58 459.00 94.79 47.17 1900.00 19.90 71.32 215.10 7.41 337.30 77.27 248.85 90.00 20.10 99.58 210.00 5.93 568.10 75.14 118.16 135.00 23.80 111.54 572.96 4.69 599.00 69.05 122.18 121.00 19.80 102.72 427.044.90 635.50 68.42 227.76 176.00 19.50 96.33 538.985.31 600.70 44.65 45.10 51.00 15.50 65.87 186.334.29 567.60 60.25 48.67 46.00 16.10 63.74 208.065.51 228.50 49.27 30.85 62.00 22.90 45.93 102.04 4.69 568.60 306.02 70.41 900.00 16.80 79.67 196.737.20 214.70 50.33 40.16 156.00 20.80 47.76 403.98 5.31 151.90 47.24 24.44 140.00 17.30 37.49 92.55 4.90 343.30 42.01 58.81 80.00 13.80 79.07 275.82 4.90 293.90 60.29 51.03 53.00 12.60 75.93 278.37 3.89 312.90 33.79 277.82 55.00 14.00 68.24 295.61 3.69 315.90 45.43 34.05 55.00 12.60 62.84 196.33 3.11 416.30 57.88 47.64 167.00 11.90 116.19 242.04 3.89 374.00 45.17 50.19 35.00 15.00 58.11 157.35 3.89 344.30 35.29 47.87 100.00 15.10 133.72 141.022.91 252.90 45.98 71.54 32.14 14.40 42.99 146.223.30 503.40 38.74 30.46 36.43 7.20 53.73 102.864.90 303.80 56.02 65.86 63.21 40.05 90.69 3760.82 4.09 127.00 27.58 23.99 30.00 11.93 57.47 85.61 2.91 265.00 35.66 29.39 24.64 9.23 60.54 122.962.72 278.90 43.43 32.61 64.29 9.90 53.40 135.713.11 751.20 53.11 53.80 27.86 10.46 60.27 155.00 3.30 361.30 47.54 52.28 25.71 9.11 113.46 218.27 3.30 488.00 51.18 34.55 37.50 10.80 54.62 125.926.14 227.00 42.15 67.04 49.29 16.31 34.28 82.963.69 347.40 37.76 19.97 26.79 10.01 54.41 221.224.49 136.00 36.56 23.07 21.43 14.96 34.19 78.98 3.11 327.10 25.98 23.73 25.71 9.79 63.81 138.06 8.06 113.10 52.40 20.81 65.36 19.69 29.56 62.24 3.69 270.50 33.12 57.85 25.71 13.50 62.04 118.16 3.69 160.30 38.29 26.08 25.71 14.29 40.13 82.86 3.50 305.50 39.50 30.86 31.07 14.74 61.89 148.88 2.72 70.90 19.45 9.12 15.007.09 22.73 32.861.77 119.80 15.32 13.34 8.57 6.19 26.31 47.762.53 468.80 37.04 32.03 45.00 12.15 65.25 178.983.69 150.70 59.61 19.00 34.29 24.98 38.47 89.08 6.14 100.30 37.49 20.23 34.29 14.85 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56.14 106.432.97 77.50 16.91 9.95 34.00 7.50 28.15 41.634.58 130.80 35.61 19.59 23.00 16.14 29.87 61.125.20 134.50 29.37 16.33 32.00 13.54 29.83 59.90 3.17 101.80 32.23 10.68 12.00 12.81 33.20 51.12 5.00 232.00 32.43 24.23 37.00 15.10 36.08 101.84 7.56 121.10 62.91 31.03 44.00 27.28 28.36 88.165.20 238.70 47.18 59.66 24.00 19.68 62.57 108.476.05 151.20 92.76 31.43 79.00 32.07 31.57 130.61 2.77 202.60 56.54 18.09 49.00 28.11 26.14 82.14 2.38 351.60 64.86 28.97 65.00 17.28 112.62 105.31 5.20 173.80 58.28 19.99 51.00 22.49 31.61 69.80 8.67 423.30 61.41 117.83 216.00 30.30 178.88 293.16 5.41 645.30 50.27 80.60 113.00 23.32 99.42 358.27 7.12 967.70 36.41 70.71 66.00 16.87 119.35 457.96 4.58 445.70 28.32 132.05 139.00 12.91 87.44 303.06 8.23 420.60 35.81 73.86 561.00 22.49 60.91 241.63 4.58 257.40 42.25 44.84 260.00 19.58 46.90 192.65 6.05 248.70 44.36 42.79 150.00 19.89 72.20 170.10 8.23 350.30 59.07 36.58 177.00 24.57 52.56 170.00 4.17 109.90 29.09 13.71 31.00 11.35 25.08 51.63 3.97 306.20 38.30 36.22 115.00 13.54 60.63 145.51 10.74 306.50 53.98 97.05 255.00 27.91 69.40 177.86 3.77 515.60 28.74 77.47 1801.00 15.10 70.18 178.57 10.27 175.90 57.88 37.50 65.00 26.97 45.34 100.415.20 417.80 35.71 47.58 801.00 16.03 94.93 204.086.47 368.20 44.22 65.70 91.00 18.33 76.88 247.04 6.47 393.00 35.82 70.17 135.00 18.53 72.96 254.80 8.90 117.50 32.54 20.51 41.00 14.47 41.45 56.33 3.37 379.10 32.13 37.81 49.00 13.74 70.37 208.37 6.69 320.30 87.90 66.99 78.00 21.90 123.60 230.11 4.17 613.40 50.34 149.26 133.00 16.60 110.20 447.83 8.23 220.50 61.48 41.96 84.00 22.40 58.37 153.274.38 229.30 32.69 60.40 64.00 13.70 62.62 204.815.20 334.30 47.05 40.37 76.00 18.40 61.03 211.47 5.20 284.30 40.47 44.73 349.00 16.00 119.46 184.61 5.41 230.10 41.65 35.71 57.00 16.90 43.91 118.70 5.00 551.10 71.75 71.23 74.00 22.30 111.62 209.50 9.58 201.00 39.11 25.26 125.00 10.70 99.35 90.07 3.17 203.80 26.57 24.29 23.00 11.90 41.69 94.34 3.77 355.20 26.25 32.87 14.00 9.60 59.22 117.87 9.13 133.70 52.99 22.10 26.00 24.80 37.73 95.48 7.34 95.60 47.85 19.51 14.00 20.80 28.52 57.68 5.62 352.60 44.57 58.98 51.00 13.30 69.95 531.454.79 556.20 50.87 143.31 92.00 19.10 180.05 388.695.20 113.70 41.85 20.73 12.00 19.00 31.87 57.273.37 240.50 28.04 22.63 261.00 11.70 35.74 92.467.34 120.30 54.19 21.90 27.00 23.00 29.63 81.013.57 514.10 42.34 47.67 13800.00 17.30 69.96 269.894.38 246.30 29.90 21.84 84.00 14.10 59.00 95.175.41 158.00 46.86 24.02 31.00 19.30 36.27 79.244.38 211.30 27.79 19.01 34.00 12.00 38.38 81.425.62 236.50 35.95 66.52 199.00 13.90 40.98 193.676.05 193.00 40.60 24.88 27.00 14.40 33.53 84.866.26 169.70 44.26 88.12 46.00 17.20 42.71 97.675.20 320.10 35.92 36.86 68.00 16.50 58.46 162.856.91 180.20 54.08 27.01 37.00 18.40 44.13 118.914.58 351.80 55.39 78.07 87.00 16.90 69.55 188.888.67 245.70 47.79 27.55 35.00 18.40 53.42 98.816.47 86.80 41.12 15.46 23.00 15.90 37.53 70.187.12 367.80 92.02 49.80 97.00 16.30 41.26 321.123.77 467.10 49.03 34.44 45.00 15.40 60.83 132.865.41 364.70 40.34 40.93 79.00 18.70 83.32 175.34 10.97 248.50 40.61 61.52 81.00 17.20 76.19 168.059.81 171.80 75.38 163.20 30.00 26.30 45.27 125.168.23 409.90 44.67 66.92 80.00 36.00 96.85 197.635.41 302.50 34.22 27.60 408.00 14.80 68.70 218.242.77 236.20 42.67 16.35 62.00 9.40 41.88 149.527.78 114.50 56.38 26.96 36.00 22.40 31.24 75.916.47 165.20 73.40 42.73 40.00 19.70 84.13 95.695.62 380.40 46.63 28.31 48.00 14.60 83.82 155.983.77 398.40 29.57 18.64 60.00 10.50 113.84 172.533.57 268.60 28.11 23.20 64.00 12.20 54.52 101.004.38 126.50 28.57 20.57 19.00 12.10 25.17 53.106.91 290.30 47.87 28.90 34.00 14.80 44.26 94.967.12 228.40 40.29 25.15 37.00 15.30 40.10 83.194.38 305.50 52.44 22.92 13.00 19.10 45.21 109.333.97 407.60 35.65 22.33 11.00 18.60 60.36 121.628.00 96.60 19.42 11.26 12.00 7.50 27.54 47.383.57 185.50 23.15 13.42 34.00 9.50 29.49 92.363.37 288.70 26.12 15.10 18.00 10.30 30.14 63.833.17 90.40 16.20 8.30 32.00 7.00 44.31 44.672.97 285.40 26.86 15.00 65.00 13.30 38.63 68.207.12 100.00 46.15 19.43 14.00 23.00 22.01 65.705.62 306.90 42.02 25.21 40.00 19.20 36.99 141.505.83 319.50 43.32 25.89 54.00 15.80 40.98 83.403.97 100.10 21.69 11.96 40.00 7.90 42.79 69.243.17 218.60 39.51 15.26 34.00 10.50 50.98 84.242.77 239.80 26.06 15.82 35.00 10.20 41.43 80.903.17 156.80 19.73 8.34 42.00 7.60 39.21 71.012.97 281.10 28.56 11.42 48.00 12.60 37.95 81.013.17 142.50 36.75 9.93 43.00 13.30 32.61 61.641.80 195.50 28.53 7.32 36.00 9.70 37.41 50.923.17 153.90 20.90 8.21 37.00 7.60 31.37 38.213.77 104.20 30.34 12.34 24.00 11.80 39.31 57.164.79 72.10 65.54 11.55 35.00 19.80 26.04 47.583.57 190.80 31.33 10.67 65.00 15.70 51.56 94.026.47 282.90 52.68 20.34 25.00 22.90 32.53 103.507.34 149.00 44.22 20.14 33.00 16.00 35.43 147.758.23 121.30 43.29 31.63 86.00 11.40 33.21 46.8610.74 479.20 96.28 29.23 98.00 25.30 80.36 112.3511.68 870.50 70.84 35.17 302.00 29.10 78.15 435.447.34 279.00 51.25 27.95 44.00 22.50 51.20 117.666.05 162.00 36.22 17.91 35.00 14.20 36.41 61.025.41 907.00 43.08 36.48 10.00 14.50 41.02 121.206.26 132.90 42.59 16.58 27.00 16.20 35.52 63.316.47 197.00 38.18 21.09 64.00 18.60 40.18 168.056.47 100.70 36.19 13.31 42.00 11.50 34.34 56.234.79 119.10 35.76 19.71 44.00 9.90 39.66 67.067.56 63.50 33.65 21.90 60.00 12.50 41.29 60.509.35 156.00 57.36 31.06 59.00 25.80 51.03 95.90]; %8种重金属元素的浓度原始数据>> bjz=[3.61303113.23512.33169]'; %8种重金属元素的背景值的均值>>[n,m]=size(data1);>> for i=1:m %求污染程度数据矩阵data2(:,i)=data1(:,i)./bjz(:,i);end>>data3=zscore(data2); %将污染程度数据矩阵中心化标准化>> R3=data3'*data3./n %求污染程度矩阵的相关系数矩阵R3 =0.9969 0.2539 0.1884 0.1592 0.0642 0.3156 0.2890 0.24610.2539 0.9969 0.3513 0.3955 0.2639 0.3283 0.6583 0.42980.1884 0.3513 0.9969 0.5299 0.1029 0.7135 0.3816 0.42300.1592 0.3955 0.5299 0.9969 0.4154 0.4930 0.5184 0.38610.0642 0.2639 0.1029 0.4154 0.9969 0.1026 0.2972 0.19520.3156 0.3283 0.7135 0.4930 0.1026 0.9969 0.3058 0.43500.2890 0.6583 0.3816 0.5184 0.2972 0.3058 0.9969 0.49210.2461 0.4298 0.4230 0.3861 0.1952 0.4350 0.4921 0.9969 >> [P,score,egenvalue,t2]=princomp(data3) %对标准化污染程度数据做主成分分析P =-0.2256 0.1861 -0.6932 0.6286 -0.0346 0.0990 -0.0130 0.1659 -0.3767 -0.2624 -0.2875 -0.3676 -0.3346 -0.4944 0.4024 0.2305 -0.3895 0.4140 0.3089 -0.0527 -0.1442 -0.1494 -0.5203 0.5146 -0.4009 -0.1162 0.3718 0.1569 -0.2034 0.6210 0.4560 0.1674 -0.2165 -0.6279 0.3028 0.5121 0.2027 -0.3585 -0.1862 -0.0236 -0.3831 0.4798 0.1932 0.1561 -0.0183 -0.3038 0.2180 -0.6490 -0.4049 -0.2930 -0.2415 -0.2828 -0.2074 0.3297 -0.5166 -0.4396 -0.3704 0.0349 -0.1254 -0.2750 0.8604 0.0909 0.1005 0.1079score =0.5456 0.4760 -0.2385 0.9238 0.0347 0.0562 -0.0448 -0.00680.7236 0.3890 0.1517 0.4457 0.0965 0.0977 -0.0533 -0.04400.1029 -0.6786 -0.3148 -0.6068 -0.1762 0.0955 0.2073 0.26030.5289 -0.0888 0.0282 0.7029 0.1653 -0.1864 0.0361 0.1829-2.2377 -0.8590 -0.8366 -1.0018 0.5103 0.4119 -0.4269 -0.6101 -7.0283 -2.3626 -4.0263 -1.6355 -1.1503 1.6389 -1.4879 -2.1198 -0.3681 0.5809 -0.5586 0.6635 -0.1787 0.0705 -0.4055 0.3925 -15.5620 -6.6945 5.7248 3.5181 -1.3891 6.1650 2.6337 1.0367 -6.0371 -6.9258 1.2082 2.9402 1.8860 -4.2464 -1.0592 -0.2348 -0.0015 0.7581 -0.4581 0.8739 -0.1659 -0.2192 0.1137 0.09280.6954 0.1341 0.0674 0.3664 0.0591 0.0268 -0.0202 0.1885-0.2674 0.3478 -0.8345 0.7230 0.0449 0.1003 0.0674 -0.06300.1822 0.5162 0.2579 0.2336 -0.1541 -0.0185 -0.3874 -0.1035-2.1906 0.7026 0.6746 -1.3487 0.8725 0.3109 -1.5612 1.6705 -1.5324 -0.2124 -0.3571 -0.9523 0.0396 -0.0076 -0.2709 -0.0697 -6.0460 -2.4069 -3.9522 -2.5619 -2.0637 1.4629 -2.7735 -2.3424 -1.3424 -0.2013 -0.2190 -0.5147 -0.1666 0.4430 -0.0608 0.0551 -0.6321 0.1785 -0.4933 0.2850 0.0627 0.1584 0.1581 0.0416 -1.2540 0.6515 -0.1718 -0.1308 -0.0092 0.0480 -0.8613 0.6978 -7.5796 3.7551 1.3460 -1.7726 -0.6913 -0.9056 -5.5039 3.41100.0944 -0.2025 -0.2070 -0.2764 0.0309 0.3363 -0.4892 -0.0266 -17.4212 8.9703 5.9221 -0.0944 -1.4722 -1.2894 0.8421 0.1725 -2.1046 1.4921 -0.2319 0.4977 0.0202 -0.1274 -0.6136 0.04220.6397 -0.3411 0.4288 -0.5322 0.1214 0.3348 -0.3583 0.12191.4171 0.0243 0.4828 0.1015 0.1464 0.3042 -0.1825 0.2053 -1.7146 -0.1366 -0.0385 -0.4983 -0.6268 0.1689 0.4550 0.2763 -0.0550 -0.1538 -0.0622 -0.2113 -0.1635 -0.0413 0.1809 -0.0872 0.3403 -0.3241 0.1514 -0.6483 0.1454 0.0456 0.0582 -0.0361 -2.2528 0.8758 -3.4344 3.6015 -0.4367 -0.2157 -0.1284 0.2580 -4.7160 1.0707 -3.4565 0.9714 2.5440 0.0534 0.4370 0.1119 -2.7709 -0.0334 -1.8314 -0.2652 -0.0324 0.0437 -0.0380 -0.7412 -0.3140 -0.0641 0.5062 -0.8364 -0.3898 -0.3550 -0.1278 0.7118 -0.7990 -0.1320 -0.4332 -0.3535 -0.2162 -0.3231 0.4275 0.1141 -1.6491 -0.6296 -0.6280 -1.1407 -0.6168 -0.6762 0.3947 0.1354 -1.7686 -0.1825 -0.0992 -1.1970 -0.6814 -0.8994 0.3968 -0.0186 -3.9091 0.7415 -0.2673 -2.9500 6.3803 0.2921 0.2126 0.7461 -1.4647 -0.3831 -0.5316 -1.0731 -0.3343 -0.5569 0.1834 0.2274 -0.9190 -0.3578 -0.1369 -1.0095 -0.1176 -0.1736 0.1963 -0.2639 -0.6199 -0.5094 -0.0971 -0.8925 -0.1719 -0.0425 -0.3181 -0.0942 -2.1994 -0.7106 -0.8728 -1.0604 -0.8158 -0.4901 0.6209 0.1088 -1.6930 0.1943 -2.2379 2.4508 -0.2430 -0.4713 -0.3154 0.7789 -1.1941 0.0654 -0.0643 0.2298 -0.5284 0.8791 0.1192 -0.0071 -1.7783 -0.0857 -0.4393 -0.8688 0.1825 -0.1170 0.2485 -0.2336 -1.3269 -0.3879 -0.1961 -1.0676 -0.1696 -0.1690 0.3273 -0.0182 -1.7262 -0.4834 -0.0588 -1.0235 -0.0390 0.1464 0.7781 0.2450 -0.3146 -0.4307 -0.4538 -0.6836 -0.4914 -0.5546 0.5160 0.2878 -0.3077 -0.3195 -0.0877 -0.8476 -0.4049 -0.5604 0.3973 0.3028 0.2697 0.5142 0.2370 0.2496 -0.0752 -0.1768 0.1170 -0.3981 -2.0172 0.7524 1.0532 -0.7316 -0.9341 -1.0987 -1.6186 1.9530 -0.1381 0.5167 -0.2506 0.3730 0.6859 0.0785 0.1171 -0.0865 0.7240 0.3319 0.3071 0.3205 0.0841 0.0607 -0.0694 -0.0735 -0.0150 -0.3424 -0.1356 -0.4977 0.0635 0.2120 -0.0350 0.0194 0.0576 -0.2000 -0.0237 -0.4499 0.1273 0.2745 -0.2710 0.2023 -0.3202 -0.4893 0.6425 -0.4004 -0.0446 1.0314 0.7140 0.1861 0.4307 -0.3085 0.2150 -0.6014 0.0067 0.0449 -0.0530 0.1206 -0.2662 -0.7819 0.0386 -1.1966 -0.2686 0.1909 -0.4906 -0.1128 0.2713 -0.2298 0.2108 -0.5493 -0.1878 -0.1247 0.1894 0.0785 -0.2246 -0.7164 -0.1448 -0.8876 -0.4672 0.4291 -0.5872 -0.7035 0.6481 -0.0998 0.7073 -0.4511 0.0103 0.1054 0.1706 0.0970 0.5783 -0.7979 -0.0027 -0.9507 -0.4412 -0.2953 0.2737 0.6414 -4.9523 1.3451 -0.8451 -2.9211 8.8247 0.5078 1.3004 -0.6180 1.0347 -0.1646 0.3122 -0.1042 0.0719 0.4338 -0.2773 -0.1365 0.8726 -0.4966 0.3722 -0.6675 -0.0569 0.2092 -0.1495 0.1663 0.8251 -0.4207 0.4898 -0.6795 -0.0298 0.0953 -0.0850 0.2530-0.1942 -0.9026 -0.1482 -1.4141 -0.7682 -0.8284 0.6967 0.7609 0.0322 -0.8372 -0.0282 -1.1085 -0.2348 0.4498 -0.5239 -0.0294 0.3535 -0.5388 0.1385 -0.8978 -0.4007 -0.3706 0.2416 0.4858 0.5465 0.2398 0.0786 0.3970 -0.1003 0.1225 0.2374 0.14640.5999 -0.4428 0.0847 -0.6828 0.0925 -0.0251 0.0617 0.33341.0220 0.1884 0.4185 0.1384 0.1096 0.1586 -0.0265 -0.0356 0.7568 -0.6009 0.1811 -0.7472 -0.1007 0.0866 -0.0003 0.1035 0.5791 0.7669 -0.1772 1.0316 0.0466 0.0941 -0.0653 -0.0231 0.5777 -0.2940 0.3178 -0.4222 -0.1304 0.2144 0.0321 -0.0681 0.9969 0.0506 0.5431 -0.1119 0.0623 0.1465 -0.0594 -0.04600.4834 -0.2277 0.2977 -0.5526 -0.0828 -0.0171 0.0098 -0.09351.8398 -0.2509 0.7183 -0.1471 0.2235 0.3812 -0.1144 0.26030.2548 0.4254 -0.5970 0.7625 -0.1701 -0.0364 0.0853 0.10581.8317 -0.4542 0.8235 -0.4658 0.1887 0.3240 -0.0319 0.2644 0.3311 -0.6401 0.2281 -1.0978 -0.2421 -0.2917 0.2434 0.15270.5054 0.7159 0.8483 0.0558 0.0455 -0.2427 -0.0024 -0.58781.0213 0.3558 0.1137 0.5801 0.1244 0.2419 -0.0707 0.06690.1123 0.9352 -0.7452 1.6501 -0.0884 0.4054 -0.0489 0.06351.1602 0.2701 0.0336 0.6235 0.1197 0.3106 -0.1185 0.2258 -2.5152 1.0417 -6.3439 4.2111 -1.0196 -0.1554 0.5575 1.6064 0.5339 -0.4580 0.0262 -0.6347 -0.3144 -0.2299 0.1989 0.28090.8768 -0.5859 0.3732 -0.7010 -0.2629 -0.0286 0.2501 0.53371.4739 -0.5605 0.6379 -0.6457 0.1290 0.2485 -0.0275 0.2146 1.1412 0.4411 -0.0234 0.8324 0.1481 0.3742 -0.2152 0.1941 1.1723 -0.3646 0.4770 -0.4669 0.0490 0.2327 -0.1095 0.1148 -1.2112 -0.6208 -1.0304 -1.0941 -1.0874 -1.2110 0.8126 -0.0459 0.7708 0.4939 0.1799 0.4678 0.1187 0.0905 -0.0748 -0.0563 0.7194 0.5240 -0.1438 0.8025 0.0400 0.2259 -0.1583 0.0648 0.7944 -0.9189 0.5332 0.3728 0.2052 -0.1612 -0.0980 0.2948 0.9803 0.2176 0.3573 0.1695 0.1169 0.1536 -0.0615 -0.0981 -1.5418 -1.3814 -1.7142 -2.0008 -2.1581 -3.1459 2.5861 1.58680.2234 0.2447 -0.2142 0.3473 -0.1840 0.0135 0.1959 -0.03351.0684 -0.0200 0.2915 0.0147 0.0063 0.1445 -0.0589 0.1836 0.5102 -0.4695 0.2141 -0.8049 -0.1532 -0.1505 0.1388 0.11860.1351 -0.3252 0.6881 -0.6096 -0.2194 0.2954 0.4798 0.03551.4382 -0.0785 0.3928 0.1568 0.2213 0.3376 -0.0624 0.1678 0.9228 0.5060 -0.1865 0.9060 0.0832 0.2852 -0.1856 0.2015 0.7335 0.1135 -0.0839 0.2394 -0.0191 0.1308 -0.0519 0.03200.9324 -0.6877 0.3173 -0.9078 -0.2174 -0.0534 0.0507 0.14601.1803 -0.4970 0.4240 -0.5047 0.0370 0.1793 -0.0235 0.23220.8836 0.0599 0.0175 0.2708 -0.0123 0.2535 -0.0508 0.11051.7497 -0.2216 0.8038 -0.2423 0.2205 0.2957 -0.0487 0.1209 0.4705 0.0381 -0.1928 0.3225 -0.0839 0.2425 0.1211 0.1778 0.9697 0.1825 0.3466 0.1776 0.0190 0.0359 0.0621 -0.08941.0486 0.0656 0.0792 0.6619 0.1062 0.4412 0.0459 0.28020.3823 1.2290 0.8225 0.5786 0.0397 -0.3092 -0.0381 -0.57351.4829 -0.1092 0.2502 0.1891 0.1353 0.3403 -0.0917 0.3202 1.4459 -0.0130 0.6431 0.0268 0.2163 0.3198 -0.0399 0.08020.8508 0.1939 0.3332 0.1067 0.0396 0.0881 -0.0200 -0.08441.1861 0.0885 0.4469 0.1916 0.0722 0.2072 0.0544 0.1862 1.3512 -0.0505 0.6217 -0.1298 0.1299 0.1695 -0.1094 0.1650 1.3321 0.4301 1.0120 0.0658 0.3255 0.1041 -0.0609 -0.2046 1.4784 -0.2019 0.3393 -0.0076 0.1701 0.3084 -0.1081 0.3645 1.0978 0.1706 0.1035 0.3954 0.0722 0.1516 -0.0253 0.2451 1.4059 -0.1147 0.1648 0.1935 0.1880 0.3788 -0.1325 0.25140.3092 1.1165 0.7832 0.4217 0.0644 -0.3575 -0.0249 -0.48011.1689 0.0514 0.4286 0.0063 0.1077 0.0795 0.0210 0.11380.7967 0.7055 0.3276 0.6135 0.1147 0.0563 -0.0939 -0.17531.3591 -0.6709 0.3044 -0.5580 0.0136 0.3660 -0.1928 0.2431 1.6505 -0.2852 0.6425 -0.2593 0.1926 0.2667 -0.0500 0.21670.9654 0.1082 0.8399 -0.4113 0.0687 -0.2751 0.2406 -0.19281.6196 -0.2004 0.7395 -0.2598 0.1962 0.1714 0.0319 0.1721 0.9338 0.4434 0.7083 0.1116 0.1093 -0.0636 -0.0446 -0.1938 -0.0224 1.8951 1.8098 0.3005 0.1527 -0.8642 0.4199 -1.80240.4598 -0.3654 0.4884 -0.8496 -0.2460 -0.0137 -0.3065 -0.42171.1199 -0.7696 0.4580 -0.9040 0.0627 0.3781 -0.1954 0.0908 1.6095 -0.1915 0.6996 -0.2041 0.2183 0.2580 0.0036 0.0999 1.7576 -0.1751 0.6513 -0.0680 0.2704 0.3653 -0.1255 0.2795 1.3236 -0.0558 0.5546 -0.1005 0.0772 0.1055 -0.0197 0.1749 1.5568 -0.2528 0.6675 -0.2453 0.1433 0.3254 -0.0999 0.0547 -2.28193.4783 2.5596 0.0509 -0.0632 -1.9845 0.2218 -3.1007 1.5508 0.0924 0.6973 0.0827 0.1982 0.2972 -0.2033 0.1161 1.8592 -0.1918 0.7847 -0.1554 0.3280 0.4086 -0.1762 0.1513 0.0733 1.5738 -0.0808 1.5086 0.0907 -0.2093 0.1524 -0.6012 0.0548 -0.6737 -0.9257 -0.0157 -0.2853 0.9373 -0.9108 -0.2132 0.8116 0.1771 0.1455 0.3367 0.0141 0.1669 -0.1403 0.2165 0.4910 0.1651 -0.4949 0.7257 0.0634 0.2553 -0.1077 0.2680 0.1334 0.0532 -0.0667 -0.0370 -0.1238 -0.0554 -0.0499 0.0735 -4.3058 -1.2052 -2.7072 -2.4707 1.1227 -0.0943 -0.1468 -0.1098 -0.4295 -0.6749 -0.9341 -0.4303 -0.6773 0.0528 -0.2342 -0.1111-0.1933 -1.0926 -0.4721 0.2073 -0.2135 0.6730 -1.1701 -0.5717 1.0010 0.4069 -0.0233 0.7211 0.0926 0.2576 -0.0931 0.1129 0.1729 -0.0758 -0.4896 0.2159 -0.2704 0.4691 -0.5391 -0.3240 0.9282 0.1422 0.0027 0.4359 0.0325 0.2666 -0.1663 0.2209 0.9517 0.2118 -0.1487 0.5521 0.0370 0.1945 -0.0411 0.2519 -0.7175 0.5932 -0.4110 0.4186 -0.0085 -0.2246 -0.0397 -0.1848 -0.7932 0.0804 -0.3808 -0.2108 -0.3324 -0.0177 -0.3394 -0.0270 -1.2166 -0.4314 -1.2681 -0.3538 -0.9096 -0.6028 0.7595 0.1899。
数学建模里的聚类分析
聚类分析聚类，或称分集，即所谓“物以类聚”，它是按某种相似规则对给定样本集、指标簇进行某种性质的划分，使之成为不同的类．将数据抽象化为样本矩阵()ij n m X X ⨯=，ij X 表示第i 个样本的第j 个变量的值．聚类目的，就是从数据出发，将样本或变量分成类．其方法大致有如下几个．（1） 聚类法．即谱系聚类法．将n 个样本看成n 类，将性质最接近的两类并为一新类，得1-n 类；再从1-n 类中找出最接近的两类加以合并，得2-n 类；继之，最后所有样本都成一类，得一聚类谱系，从谱系中可确定划分多少类，每类含有哪些样本．（2） 分解法．它是系统聚类的逆过程，将所有样本视为一类，按某种最优准则将它分成两类，继之，每一类都分到只含一个样本为止．（3） 动态聚类．即快速聚类法．将n 个样本粗糙地分成若干类，然后用某种最优准则进行调整，直至不能调整为止．（4） 有序样本聚类．按时间顺序，聚在一类的样本必须是次序相邻的样本．（5） 模糊聚类．它是将模糊数学用于样本聚类．（6） 运筹学聚类．它是将聚类问题化为线性规划、动态规划、整数规划模型的聚类．（7） 神经网络聚类．它是将样本按自组织特征映射的方法进行，也是我们要加以叙述的一个重点．（8） 预测中聚类．它是聚类在预测中的应用，以弥补非稳定信号回归的预测与分析．这里主要介绍谱系聚类法和快速聚类法． 一、距离定义样本矩阵()ij n m X x ⨯=，是m 维空间中n 个点，以距离度量样本之间的贴近度，就是距离聚类方法．最常用的第i 个与第j个样本的Minkowski 距离为p mk p jk ik ijx x d /11)||(∑=-=式中p 为一正整数．当2=p , ij d 就是欧几里德距离；当1=p ，ij d 就是绝对距离，或称“布洛克（cityblock ）”距离．而切比雪夫距离为||max 1jk ik mk ij x x d -=≤≤设m m C ⨯是变量的协方差矩阵，i x ,j x 为第i 行与第j 行m 个变量构成的向量，则马哈兰罗比斯距离定义为1()()T ij i j i j d x x C x x -=-- 根据距离的定义，就获得距离矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=nn n n n n d d d d d d d d d d 212222111211 由距离性质可知，d 为实对称矩阵，ij d 越小，两样本就越相似，其中01211====nn d d d ，根据)(j i d ij ≠的n 个点分类，依聚类准则分为不同的类．对d 常用的系统聚类准则有： 1、类间距离定义（1） 最短距离；,min p qpq ij i Gj GD d ∈∈= （2） 最长距离；,maxpqpq ij i G j GD d ∈∈=（3） 质心距离；(,)pq p q D d x x = （4） 平均距离；1p qpq iji G j G p qD d n n ∈∈=∑∑（5） 平方距离：2()()p q T pqp q p q p qn n D x x x x n n =--+2．类间距离的递推公式（1）最短距离：min{,}rk pk qk D D D = （2）最长距离：max{,}rk pk qk D D D = （3）类平均距离：p q rk pk qk rrn n D D D n n =+（4）重心距离：2222pqp q rkpkqkpq r r r rn n n n D D D D n n n n =+-⋅（5）离差平方和距离：2222p k q k krkpk qk pq r kr kr kn n n n n D D D D n n n n n n ++=+-+++二、谱系聚类法例: 假如抽取5个样本，每个样本只测一个指标，即数据为x =[1，0；2，0；4.5，0；6，0；8，0] 试以最短距离准则进行距离聚类说明．解 这时，样本间的绝对距离、欧几里德距离或切比雪夫距离均一致，见表3.1．以最短距离准则聚类．根据定义，当令p Ω与q Ω中分别有pn 与q n 个样本，则最短距离为：},|min{),(q p ij nearj i d q p Ω∈Ω∈=δ于是，对于某步，假定具有样本为p n 的第p 集合与样本为q n 的第q 集合，聚成为具有样本为q p s n n n +=的第s 集合，则第k 集合与第s 集合的最短距离，可写为)},(),,(min{),(q k p k s k near near nearδδδ=(1)表1 绝对距离数据表中数据1、2、4.5、6、8视为二叉树叶子，编号为1、2、3、4、5．当每一个样本看成一类时，则式子(1)变为ij neard j i =),(δ，最小距离为1，即1与2合聚于6号，得表2．表中5.2)5.2,5.3min()}2,3(),1,3(min{)6,3(===δδδnear near near表2 一次合聚表2中最小距离为1.5，即4.5与6合聚于7，得表3．表中(6,7)min{(6,4.5),(6,6)}min(2.5,4) 2.5near nearnearδδδ===．表3 二次合聚表3中最小距离为2，即{4.5，6}元素（为7号）与8（为5号）合聚于8号，得表4．表中5.2)6,4,5.2min()}8,6(),6,6(),5.4,6(min{)8,6(===δδδδnear near near near表4 三次合聚最后集合{1，2}与{4.5，6，8}聚成一集丛．此例的Matlab 程序如下：x =[1，0；2，0；4.5，0；6，0；8，0])();'sin ',();'',(z dendrogram gle y linkage z CityBlock x pdist y ==绘得最短距离聚类谱系如图1所示，由图看出分两类比较合适．1号、2号数据合聚于6号，最小聚距为1；3号、4号数据合聚于7号，最小聚距为1.5；7号于5号数据合聚于8号，最小聚距为2；最后6号和8号合聚，最小聚距为2.5。
数学建模-聚类分析
满足输出；不满足循环；
（7）重复；
初始聚类中心的选择
初始聚类中心的选取决定着计算的迭代 次数，甚至决定着最终的解是否为全局最优， 所以选择一个好的初始聚类中心是很有必要 的。
（1）方法一：选取前k个样品作为初始凝聚点。
(2)方法二： 选择第一个样本点作为第一个聚类 中心。然后选取距离第一个点最远的点作为第二个 聚 类中心。……
数据变换：进行[0,1]规格化得到
初始类个数的选择； 初始类中心的选择；
设k=3，即将这15支球队分成三个集团。现抽取日 本、巴林和泰国的值作为三个类的种子，即初始化三 个类的中心为 A：{0.3, 0, 0.19}； B：{0.7, 0.76, 0.5}； C：{1, 1, 0.5}；
样品到类中心的距离； 归类；
计算所有球队分别对三个中心点的欧氏 距离。下面是用程序求取的结果：
第一次聚类结果： A：日本，韩国，伊朗，沙特； B：乌兹别克斯坦，巴林，朝鲜； C：中国，伊拉克，卡塔尔，阿联酋，泰 国，越南，阿曼，印尼。
重新计算类中心；
下面根据第一次聚类结果，采用k-均值法调整各个类的 中心点。
A类的新中心点为：{(0.3+0+0.24+0.3)/4=0.21,
数据变换
（5）极差正规化变换:
x*ij
=
xij
min 1t n
xij
Rj
i 1,，2，...，,n; j 1,..., m
（6）对数变换x*:ij = log xij
i 1,，2，...，,n; j 1,..., m
k
样品间的距离
（1）绝对值距离：
m
dij
xit x jt
t 1
数学建模聚类分析
用的类与类之间距离的定义。
1 、最短距离（Nearest Neighbor)
x11• x12•
x21• x22•
Dpq D(Gp ,Gq ) min dij i Gp , j Gq
即定义 G p 与 Gq 之间的距离为 G p 与 Gq 中最近的两个样品的距
x1, y1
x2, y2
•
•
设聚类到某一步，类p与 q分别有样品 n p 、nq 个，
将p和q合并为k，则k类的样品个数为 nk n p nq
它的重心是
1
xk nk np xp nq xq
某一类 r 的重心是 xr ，它与新类k的距离是
min D(G p , Gk ), D(Gq , Gk )
最短距离法进行聚类分析的步骤如下：
开始各样本自成一类
1、根据样品的特征，规定样品之间的距离 ，共 有 个。将所有列表，记为D（0）表，该表是一张 对称表。所有的样本点各自为一类。
2、选择D（0）表中最小的非零数，不妨假设 ，
于是将 和 合并为一类，记为
nine
ni
ten
ti
ni
negen neun
neuf nueve
nove dziewiec kilenc yhdeksan
ni
tien zehn
dix
diez dieci dziesiec tiz kymmenen
选择适用的距离
在聚类分析中通常要结合实际问题来选择适用的 距离, 有时应根据实际问题定义新的距离,
的距离来衡量各样品点之间的接近程度。
样品 xi 和 x j之间的距离 d (xi , x j ), 一般应满足如下条件:
数学建模聚类分析因子分析实例
多元统计分析中的降维方法在四川省社会福利中的应用由于计算机的发展和日益广泛的使用，多元分析方法也很快地应用到社会学、农业、医学、经济学、地质、气象等各个领域。
在国外，从自然科学到社会科学的许多方面，都已证实了多元分析方法是一种很有用的数据处理方法；在我国，多元分析对于农业、气象、国家标准和误差分析等许多方面的研究工作都取得了很大的成绩，引起了广泛的注意。
在许多领域的研究中，为了全面系统地分析问题，对研究对象进行综合评价，我们常常需要考虑衡量问题的多个指标（即变量），由于变量之间可能存在着相关性，如果采用一元统计方法，把多个变量分开，一次分析一个变量，就会丢失大量的信息，研究结果也会偏差很大。
因此需要采用多元统计分析的方法，同时对所有变量的观测数据进行分析。
多元统计分析就是一种同时研究多个变量之间的相互关系，经过对变量的综合处理，充分提取变量之间的信息，进行综合分析和评价的统计方法。
多元统计分析法主要包括降维、分类、回归及其他统计思想。
一．多元统计分析方法中降维的方法1.概述多元统计分析方法是同时对多个变量的观察数据做综合处理和分析。
在不损失有价值信息的情况下，简化观测数据或数据结构，尽可能简单地将被研究对象描述出来，使得对复杂现象的解释变得更容易些。
同时，采用多元统计分析中的聚类分析或判别分析可以对变量或样品进行分类与分组。
根据所测量的特征和分类规则将一些“类似的”对象或变量分组。
多元统计分析也可以研究变量间依赖性。
即对变量间关系的本质进行研究。
是否所有的变量都相互独立?还是一个变量或多个变量依赖于其他变量?它们又是怎样依赖的?通过观测变量数据的散点图，我们可以建立多元回归统计模型，确定出变量之间具体的依赖关系，进而可以根据某些变量的观测值预测另一个或另一些变量的值对事物现象的发展作预测。
最后我们需要构造假设，并对所建立的以多元总体参数形式陈述的多种特殊统计假设进行检验。
在多元统计分析方法中数据简化或结构简化，实质上就是数学中的降维方法。
聚类分析解析课件
类间距的度量
类：一个不严格的定义
定义9.1:距离小于给定阀值的点的集合 类的特征
◦ 重心：均值 ◦ 样本散布阵和协差阵 ◦ 直径
类间距的定义
最短距离法 最长距离法 重心法 类平均法 离差平方和法 等等
最小距离法（single linkage method）
极小异常值在实际中不多出现，避免极 大值的影响
类的重心之间的距离
对异常值不敏感，结果更稳定
离差平方和法（sum of squares
method或ward method）
W代表直径，D2=WM－WK－WL
即
DK2L
nL nk nM
XK XL XK XL
Cluster K
Cluster M
Cluster L
◦ 对异常值很敏感；对较大的类倾向产生较大的距 离，从而不易合并，较符合实际需要。
如表9.2所示，每个样品有p个指标，共 有n个样品
每个样品就构成p维空间中的一个点
:第i个样品的第k个指标对应的取值
◦ i=1……n; k=1……p
:第i个样品和第j个样品之间的距离
◦ i=1……n; j=1……n
点间距离测量问题
样品间距离与指标间距离 间隔尺度、有序尺度与名义尺度 数学距离与统计距离 相似性与距离：一个硬币的两面
类图上发现相同的类
饮料数据
16种饮料的热量、咖啡因、钠及价格四种变量
SPSS实现
选择Analyze－Classify－Hierarchical Cluster, 然 后 把 calorie （ 热 量 ） 、 caffeine （ 咖 啡
因）、sodium（钠）、price（价格）选入 Variables, 在Cluster选Cases（这是Q型聚类：对观测 值聚类），如果要对变量聚类（R型聚类） 则选Variables, 为 了 画 出 树 状 图 ， 选 Plots ， 再 点 Dendrogram等。 可以在Method中定义点间距离和类间距 离
聚类分析(数学建模)
相应的样本距离 或小类距离
指明是样本(0)还 是小类(n)
下面第几 步用到
聚类分析的第几步
垂直冰柱图 显示层次聚 类分析
从冰柱图最 后一行开始 观察，第一 列表示类数
29
类的个数的确定
由适当的阈值确定； 根据数据点的散布直观地确定类的个数； 根据统计量确定分类个数；
类的个数的确定
根据谱系图确定分类个数的准则：
各类重心间的距离必须很大； 类中保包含的元素不要太多； 类的个数必须符合实际应用； 如果采用几种不同的聚类方法处理，则在各 种聚类图中应该发现相同的类。
一、聚类分析的基本概念
研究对样品或指标进行分类的一种多元统 计方法,是依据研究对象的个体的特征进行 分类的方法。 聚类分析把分类对象按一定规则分成若干 类，这些类非事先给定的，而是根据数据 特征确定的。在同一类中这些对象在某种 意义上趋向于彼此相似，而在不同类中趋 向于不相似。 职能是建立一种能按照样品或变量的相似 程度进行分类的方法。
数据标准化处理：
存储中间过程数据
数据标准 化处理， 并存储。
指定5类
收敛标准值
存储最终结果输出情况，在数据文件中（QCL-1、QCL-2）
初始聚心选项，输出方差分析表
初始聚类中心表
最终聚类中心表
具体城市看后表
聚类结果：QCL-1说明聚类结果，QCL-2说明聚类的长度情况
主要城市日照时数
得到矩阵
G 7 G 8 D3 G 7 0 G8 12.80 0
最后合并为一个大类。这就是按最短距离定义类间距离的 系统聚类方法。最长距离法类似！
最长距离（Furthest Neighbor ）
聚类分析讲义范文
聚类分析讲义范文一、聚类分析的基本原理聚类分析的基本原理是通过计算数据点之间的相似性度量，将相似性高的数据点归为一类，从而形成簇（cluster）。
相似性度量方法主要包括欧几里得距离、曼哈顿距离、切比雪夫距离、闵可夫斯基距离等。
欧几里得距离是最常用的相似性度量方法，其计算公式为：d(x, y) = sqrt((x1-y1)^2 + (x2-y2)^2 + ... + (xn-yn)^2)聚类分析的基本步骤包括：1.选择合适的相似性度量方法和聚类算法。
2.初始化聚类中心，将数据点分配到最近的聚类中心。
3.更新聚类中心，重新计算每个聚类中心的位置。
4.重复第2步和第3步，直到聚类中心的位置不再变化为止。
5.输出聚类结果。
二、聚类分析的常用算法1. K-means算法：K-means算法是最常用的聚类算法之一、其核心思想是在每次迭代中，计算每个数据点到所有聚类中心的距离，并将每个数据点分配到距离最近的聚类中心。
然后，重新计算每个聚类中心的位置。
重复执行这两个步骤，直到聚类中心的位置不再变化。
K-means算法的优势是简单快速，但对初始聚类中心的选择较为敏感。
2.层次聚类算法：层次聚类算法通过计算所有数据点之间的相似性，构建一个层次性的聚类结果。
这个结果可以表示为一个树状结构，其中每个节点代表一个聚类。
层次聚类算法的优势是不需要预先指定聚类个数，但计算复杂度较高。
3.密度聚类算法：密度聚类算法将聚类看作是在数据空间中找到高密度区域的过程。
该算法通过计算每个数据点在其邻域内的密度，将高密度区域作为簇的候选。
然后，通过在高密度区域之间构建连接来将簇进行合并。
密度聚类算法的优势在于可以发现任意形状和大小的簇，对于噪声和异常点具有较好的鲁棒性。
三、聚类分析的评估方法四、聚类分析的应用聚类分析在市场调研中可以帮助企业识别相似的顾客群体，从而定制合适的产品和推广策略。
在社交网络分析中，聚类分析可以用来发现具有相似兴趣和行为的用户群体，从而进行精准广告投放。
数学建模---4聚类分析
分别表示第i个样品和第j样品的p指标观测值所组成的列向 量，即样本数据矩阵中第i个和第j个行向量的转置，Σ表示观测 变量之间的协方差矩阵。在实践应用中，若总体协方差矩阵Σ未 知，则可用样本协方差矩阵作为估计代替计算。
马氏距离又称为广义欧氏距离。显然，马氏距离与上述 各种距离的主要不同就是马氏距离考虑了观测变量之间的相 关性。如果假定各 变量 之间相互独立，即观测变量的协方差 矩阵是对角矩阵， 则马氏距离就退 化为用各个 观测指标的标 准差的倒数作为权数进行加权的欧氏距离。 因此，马氏距离 不仅考虑了观测变量之 间的相关性 ，而且也 考 虑到了各个观 测指标取值 的差异程度，为了对马氏距离和 欧氏距离进行一 下比较，以便更清楚地 看清二者的区别和联 系 ，现考虑一个 例子。
p 1 q
（4）兰氏距离(Canberra)
d ij (L ) = ∑
p
xik − x jk xik + x jk
k =1
（5）马氏距离(Mahalanobis)
′ d ij (M ) = (xi − x j ) S −1 (xi − x j )
1 2
（6）切比雪夫距离(Chebychev)
d ij = d ji 对一切的i和j成立;
d ij ≤ d ik + d kj 对于一切的 i和j成立.
2、常用距离的算法
x i = ( xi1 , xi 2 ,L , xip )′
x j = ( x j1 , x j 2 ,L, x jp )′
把n个样本点看成p维空间的n个点 （1）绝对距离（Block距离）
2 p
2 ∑ x x x x [ k∑ ( − ) ][ ( − ) ] ik i jk j =1 k =1
数学建模优秀讲座之聚类分析及其应用
• 处理“噪声”
绝大多数现实中的数据库都包含了孤立点，缺失， 或者错误的数据。一些聚类算法对于这样的数据 敏感，可能导致低质量的聚类结果
• 记录顺序
一些聚类算法对于输入数据的顺序是敏感的。例 如，同一个数据集合，当以不同的顺序交给同一 个算法时，可能生成差别很大的聚类结果。开发 对数据输入顺序不敏感的算法具有重要的意义。
• 解释性-可用性 用户希望聚类结果是可解释的，可理解的，和可用的。 也就是说，聚类可能需要和特定的语义解释和应用相 联系。应用目标如何影响聚类方法的选择也是一个重 要的研究课题。 记住这些约束，我们对聚类分析的学习将按如下的步 骤进行。首先，学习不同类型的数据，以及它们对聚 类方法的影响。接着，给出了一个聚类方法的一般分 类。然后我们详细地讨论了各种聚类方法，包括划分 方法，层次方法，基于密度的方法，基于网格的方法， 以及基于模型的方法。最后我们探讨在高维空间中的 聚类和孤立点分析（outlier analysis）。
cophenet相关系数。 • cluster 函数 • 调用格式：T=cluster(Z,…) • 说明：根据linkage函数的输出Z 创建分类
利用spass进行聚类分析
两步聚类法
• 基本思想： 一种探索性的聚类方法，是随着人 工智能的发展起来的智能聚类方法中的一种。用 于解决海量数据或具有复杂类别结构的聚类分析 问题。
• 通常有两种尝试方向：统计的方案和神经网络的 方案。例如SOM
K-MEANS
• k-means 算法接受输入量 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。
聚类分析模型的解释与应用
聚类分析模型的解释与应用聚类分析是一种数据挖掘技术，用于将一组相似的数据点归为一类。
它在数据分析和机器学习领域中被广泛应用，能够帮助我们发现数据中的潜在模式和结构。
在本文中，我们将解释聚类分析的基本原理，并探讨其在不同领域的应用。
聚类分析基于相似性度量来确定数据点之间的相似性。
常用的度量方法包括欧氏距离、曼哈顿距离和余弦相似度等。
通过计算数据点之间的相似性，并根据相似性值对数据进行分组，聚类分析可以将数据集划分为不同的类别。
聚类分析模型的应用范围非常广泛。
在市场营销领域，聚类分析可以帮助企业识别不同的消费者群体。
通过分析消费者的购买行为、兴趣和偏好等数据，企业可以将消费者分为具有相似特征的群体，并为每个群体提供个性化的产品或服务。
这有助于提高企业的市场竞争力，提高客户满意度和销售额。
在客户关系管理中，聚类分析可以帮助企业发现不同类型的客户。
通过对客户的购买历史、投诉记录和反馈意见等数据进行聚类分析，企业可以了解客户的需求和偏好，并制定相应的营销策略。
例如，某些客户可能对价格敏感，而另一些客户则更注重产品质量。
通过针对不同类型的客户制定差异化的营销策略，企业可以提高客户忠诚度和销售业绩。
在社交网络分析中，聚类分析可以帮助我们理解人际关系和社交网络结构。
通过分析社交媒体平台上用户之间的关系和互动，聚类分析可以将用户分为不同的社交群体。
这有助于我们了解不同群体之间的联系和影响力，并为社交网络推荐系统和广告定向提供数据支持。
在医学领域，聚类分析可以帮助医生识别不同类型的疾病。
通过分析患者的病历数据和生物标记物等信息，聚类分析可以将患者分为具有相似症状和特征的群体。
这有助于医生进行个性化诊疗，并提供更准确的医疗建议和治疗方案。
在图像处理和计算机视觉中，聚类分析可以用于图像分割和目标识别。
通过将图像中的像素点进行聚类，聚类分析可以将图像中的不同区域分割开来。
这有助于我们识别图像中的不同对象和特征，并进一步进行图像处理和分析。
国赛数模冲刺必看聚类分析及MATLAB应用
聚类分析人类认识世界往往首先将被认识的对象进行分类，聚类分析是研 究分类问题的多元数据分析方法，是数值分类学中的一支。
多元数据形成数据矩阵，见下表 1。
在数据矩阵中，共有 n 个样 品 x ，x ，…，x （列向），p 个指标（行向）。
聚类分析有两种类 1 2 n 型：按样品聚类或按变量（指标）聚类。
表 1 数据矩阵样品 指标x , x , ... , x , ... , x12jnx 1 x 11 x 21 ... x x 12 x 22 (x)x 1px2 p... x ... x np... x n 1... x n 2 j 1 x 2x pj 2 jp 聚类分析的基本思想是在样品之间定义距离，在变量之间定义相 似系数，距离或相似系数代表样品或变量之间的相似程度。
按相似程 度的大小，将样品（或变量）逐一归类，关系密切的类聚到一个小的 分类单位，然后逐步扩大，使得关系疏远的聚合到一个大的分类单位， 直到所有的样品（或变量）都聚集完毕，形成一个表示亲疏关系的谱 系图，依次按照某些要求对样品（或变量）进行分类。
一、分类统计量----距离与相似系数1．样品间的相似性度量----距离用样品点之间的距离来衡量各样品之间的相似性程度（或靠近程度）。
设d (x , x ) 是样品 x , x 之间的距离，一般要求它满足下列条件：i j i j 1) d (x , x ) 0 , 且 d (x , x ) 0 x x ; i j i j i j2) d (x , x ) d (x , x ) ;i j j i 3) d (x , x ) d (x , x ) d (x , x ) .i j i k k j 在聚类分析中，有些距离不满足 3），我们在广义的角度上仍称 它为距离。
1.1 欧氏距离12pd (x , x ) (x x ) 2 i j ik jkk 1 1.2 绝对距离pd (x , x )| xx |i j ikjk k 11.3 Minkowski 距离1pmd (x , x ) (x x ) m i j ik jkk 1 1.4 Chebyshev 距离d (x , x ) max | x x | i j ik jk1k p1.5 方差加权距离122p(x ik x ) jk d (x , x ) i j s 2k 1 k1 n 1 n 1 n 其中 x x , s ik2 k (x x ) . 2n ik k i 1 i 1 1.6 马氏距离1 2d (x , x ) (x i x ) T1(x i x ) Sjijj其中 S 是由样品 x , x , ... , x , ... , x 算得的协方差矩阵：1 2 j n1 n 1 n 1 nx x , S i(xx )(x x )Tn ii i 1 i 1样品聚类通常称为 Q 型聚类，其出发点是距离矩阵。
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聚类分析的基本思想是认为我们所研究的样本或指标（变 量）之间存在着程度不同的相似性（亲疏关系）。于是根据 一批样本的多个观测指标，具体找出一些彼此之间相似程度 较大的样本（或指标）聚合为一类，把另外一些彼此之间相 似程度较大的样本（或指标）又聚合为另一类，关系密切的 聚合到一个小的分类单位，关系疏远的聚合到一个大的分类 单位，直到把所有样本（或指标）都聚合完毕，把不同的类 型一一划分出来，形成一个由小到大的分类系统。最后把整 个分类系统画成一张谱系图，用它把所有样本（或指标）间 的亲疏关系表示出来。这种方法是最常用的、最基本的一种， 称为系统聚类分析。
三维或者更高维的情况也是类似；只不过三维以 上的图形无法直观地画出来而已。在饮料数据中， 每种饮料都有四个变量值。这就是四维空间点的 问题了。
两个距离概念
按照远近程度来聚类需要明确两个概念：一个是点和点之间的距 离，一个是类和类之间的距离。
点间距离有很多定义方式。最简单的是歐氏距离，还有其他的距 离。
x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7
二、距离
每个样本有p个指标，因此每个样本可以看成 p维空间中的一个点，n个样本就组成p维空间 中的n个点，这时很自然想到用距离来度量n 个样本间的接近程度。
用 dij 表示第i个样本与第j个样本之间的距 离。一切距离应满足以下条件：
dij 0, 对于一切i, j dij 0,等价于样本i与样本j的指标相同 dij＝d ji，对于一切i, j dij dik dkj, 对于一切i, j, k
D
3. 构造个类，每类只含有一个样本；
d ij
4. 合并符合类间距离定义要求的两类为一个新类；
5. 计算新类与当前各类的距离。若类的个数为1，则转 到步骤6，否则回到步骤4;
6.画出聚类图；
7.决定类的个数和类。
系统聚类分析的方法
系统聚类法的聚类原则决定于样品间的距离 以及类间距离的定义，类间距离的不同定义 就产生了不同的系统聚类分析方法。
⒉相似系数 夹角余弦 相关系数
① 夹角余弦
两变量的夹角余弦定义为：
② 相关系数
两变量的相关系数定义为：
系统聚类方法
1 、最短距离（Nearest Neighbor)
x11• x12•
d13
x21•
x22•
16
三、系统聚类法基本步骤
1. 选择样本间距离的定义及类间距离的定义；
2. 计算n个样本两两之间的距离，得到距离矩阵
t 1
chebychev distance 切比雪夫距离
d Max xit xjt t
明氏距离在实际中应用的很多， 但也存在一些缺点：
1、量纲的问题； 处理办法：标准化
2、指标间的相关问题；
改进的办法，采用马氏距离
Mahalanobis 马氏距离
dij (M) (Xi X j )S1(Xi X j )
饮料数据（drink.sav ）
16种饮料的热量、咖啡因、钠及价格四种变量
如何度量远近？
如果想要对100个学生进行分类，如果仅仅知道 他们的数学成绩，则只好按照数学成绩来分类； 这些成绩在直线上形成100个点。这样就可以把 接近的点放到一类。
如果还知道他们的物理成绩，这样数学和物理成 绩就形成二维平面上的100个点，也可以按照距 离远近来分类。
聚类分析
对于一个数据，人们既可以对变量（指标）进行 分类(相当于对数据中的列分类)，也可以对观测值 （事件，样品）来分类（相当于对数据中的行分 类）。
比如学生成绩数据就可以对学生按照理科或文科 成绩（或者综合考虑各科成绩）分类，
当然，并不一定事先假定有多少类，完全可以按 照数据本身的规律来分类。
聚类分析
分类
俗语说，物以类聚、人以群分。 但什么是分类的根据呢？ 比如，要想把中国的县分成若干类，就有很多
种分类法； 可以按照自然条件来分， 比如考虑降水、土地、日照、湿度等各方面； 也可以考虑收入、教育水准、医疗条件、基础
设施等指标； 既可以用某一项来分类，也可以同时考虑多项
指标来分类。
常见的距离有：
minkowski distance （明氏距离）：
1
d
tp1xit x jt
q
q
d x x 当 q=1 block distance 绝对值距离:
p
t 1
it
jt
当 q=2 squared euclidean distance 平方欧式距离
当q=
p
x x d
2
it
jt
当然还有一些和距离相反但起同样作用的概念，比如相似性等， 两点越相似度越大，就相当于距离越短。
由一个点组成的类是最基本的类；如果每一类都由一个点组成， 那么点间的距离就是类间距离。但是如果某一类包含不止一个点， 那么就要确定类间距离，
类间距离是基于点间距离定义的：比如两类之间最近点之间的距 离可以作为这两类之间的距离，也可以用两类中最远点之间的距 离作为这两类之间的距离；当然也可以用各类的中心之间的距离 来作为类间距离。在计算时，各种点间距离和类间距离的选择是 通过统计软件的选项实现的。不同的选择的结果会不同，但一般 不会差太多。
一、聚类分析的基本概念
研究对样品或指标进行分类的一种多元统 计方法,是依据研究对象的个体的特征进行 分类的方法。
聚类分析把分类对象按一定规则分成若干 类，这些类非事先给定的，而是根据数据 特征确定的。在同一类中这些对象在某种 意义上趋向于彼此相似，而在不同类中趋 向于不相似。
职能是建立一种能按照样品或变量的相似 程度进行分类的方法。
以下用dij表示样品X(i)和X(j)之间的距离，当样
品间的亲疏关系采用相似系数Cij时，
令 di2j 1 Ci2j
；
以下用D(p,q)表示类Gp和Gq之间的距离。
3.重心法(CENtroid method)
4.类平均法(AVErage method)
例
为了研究辽宁等5省1991年城镇居民生活消费情况 的分布规律，根据调查资料做类型分类，用最短 距离做类间分类。数据如下：