主成分分析及聚类分析
主成分分析、聚类分析比较教学提纲
主成分分析、聚类分析比较主成分分析、聚类分析的比较与应用主成分分析、聚类分析的比较与应用摘要：主成分分析、聚类分析是两种比较有价值的多元统计方法,但同时也是在使用过程中容易误用或混淆的几种方法。
本文从基本思想、数据的标准化、应用上的优缺点等方面,详细地探讨了两者的异同,并且举例说明了两者在实际问题中的应用。
关键词：spss、主成分分析、聚类分析一、基本概念主成分分析就是设法将原来众多具有一定相关性（比如P个指标），重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标。
综合指标即为主成分。
所得出的少数几个主成分，要尽可能多地保留原始变量的信息，且彼此不相关。
因子分析是研究如何以最少的信息丢失，将众多原始变量浓缩成少数几个因子变量，以及如何使因子变量具有较强的可解释性的一种多元统计分析方法。
聚类分析是依据实验数据本身所具有的定性或定量的特征来对大量的数据进行分组归类以了解数据集的内在结构，并且对每一个数据集进行描述的过程。
其主要依据是聚到同一个数据集中的样本应该彼此相似，而属于不同组的样本应该足够不相似。
二、基本思想的异同（一）共同点主成分分析法和因子分析法都是用少数的几个变量(因子) 来综合反映原始变量(因子) 的主要信息，变量虽然较原始变量少，但所包含的信息量却占原始信息的85 %以上，所以即使用少数的几个新变量，可信度也很高，也可以有效地解释问题。
并且新的变量彼此间互不相关，消除了多重共线性。
这两种分析法得出的新变量，并不是原始变量筛选后剩余的变量。
在主成分分析中，最终确定的新变量是原始变量的线性组合，如原始变量为x1 ，x2 ，. . . ，x3 ，经过坐标变换，将原有的p个相关变量xi 作线性变换，每个主成分都是由原有p 个变量线性组合得到。
在诸多主成分Zi中，Z1 在方差中占的比重最大，说明它综合原有变量的能力最强，越往后主成分在方差中的比重也小，综合原信息的能力越弱。
因子分析是要利用少数几个公共因子去解释较多个要观测变量中存在的复杂关系，它不是对原始变量的重新组合，而是对原始变量进行分解，分解为公共因子与特殊因子两部分。
聚类分析与主成分分析
二、聚类分析的典型(diǎnxíng)应 用
• 作为统计(tǒngjì)学的一个分支，聚类分析已有 多年的研究历史，这些研究主要集中在基于距 离的聚类分析方面。
• 许多统计(tǒngjì)软件包，诸如：SAS、SPSS 和S-PLUS等都包含它许多聚类分析工具。
第八页，共90页。
• 图论法。从几何观点来考虑。将n个样品看成m维空间的n个 点，点与点间用直线连接，从而构成m维空间的点的连接图， 再应用图论的观点将样本点在m维空间作最小支撑(zhī chēng)数，最终达到分类目的。
第十二页，共90页。
六、tree过程(guòchéng)
• 画出用于描述整个聚类过程的树状图
• 两种：
• 如何解释主成分所包含的经济意义。
第四十六页，共90页。
数学模型和几何(jǐ hé)解释
• 为了方便，我们在二维空间中讨论主成分的几何意义。 设有n个样品，每个样品有两个观测变量xl和x2，在 由变量xl和x2 所确定的二维平面中，n个样本点所散 布的情况如椭圆状。由图可以看出(kàn chū)这n个样 本点无论是沿着xl 轴方向或x2轴方向都具有较大的离 散性，其离散的程度可以分别用观测变量xl 的方差和 x2 的方差定量地表示。显然，如果只考虑xl和x2 中 的任何一个，那么包含在原始数据中的经济信息将会 有较大的损失。
第十一页，共90页。
五、聚类分析方法(fāngfǎ)
• 系统聚类法。先将n个元素看成n类，然后将性质最接近（或 相似程度最大）的两类合并为一个新类，得到n-1类。再从 中找出最接近的两类加以合并，变成n-2类。如此下去，最 后所有的元素全聚在一类之中。
• 调优法。先将样品做一个初始的分类，然后按照某种最优的 原则逐步调整，一直调整到分类比较合理为止。
主成分分析和聚类分析报告
北京建筑工程学院理学院信息与计算科学专业 实验报告课程名称〈数据分析》实验名称〈主成分分析和聚类分析》 实验地点：基础楼C-423日期2016.5.5 姓名张丽芝班级 信131 学号 201307010108指导教师 王恒友成绩实验目的】(1) 熟悉利用主成分分析进行数据分析，能够使用SPSS 软件完成数据的主成分分析； (2) 熟悉利用聚类分析进行数据分析，能够运用主成分分析的结果，做进一步分析，如聚类分析、回归分析等，能够使用SPSS 软件完成该任务。
实验要求】根据各个题目的具体要求，分别运用SPSS 软件完成实验任务。
实验内容】1、表4.9 (数据见exercise4_5.txt )给出了 1991年我国30个省市、城镇居民的月平均消 费数据，所考察的八个指标如下：(单位均为元/人)(2)从R 出发做主成分分析，求出各主成分的贡献率及前两个主成分的累积贡献率；2、( 1)对题1中的数据，按照原有的八个指标，对30个省份进行聚类，给出分为3 类的聚类结果X1:人均粮食支出； X3:人均烟酒茶支出； X5:人均衣着商品支出； X7:人均燃料支出；(1)求样本相关系数矩阵RX2：人均副食支出； X4:人均其他副食支出； X6:人均日用品支出； X8:人均非商品支出。
（2）利用题1得到的前2个主成分指标，分别按最短距离法（最近邻居距离）、最长距离法（最远邻居距离）、类平均距离法（组间平均距离）、重心距离法；其中距离均采用欧式平方距离，对样本进行谱系聚类分析，并画出谱系聚类图；给出分为3类的聚类结果。
并与（1）的结果进行比较实验步骤】（此部分主要包括实验过程、方法、结果、对结果的分析、结论等）2）表:方差贡献率和累计贡献率由上图可知，只有前两个成分的特征值大于1,所以只选择前两个主成分。
第一个主成分的 方差贡献率是38.704%，第二个主成分的方差贡献率是29.590%，前两个主成分的方差占所 有主成分方差的64.294% o 前两个主成分的累计贡献率为68.294%，选择前两个主成分即可 代表绝大多数原来的变量。
主成分分析和聚类分析的比较
主成分分析和聚类分析的比较摘要：主成分分析和聚类分析方多元统计中两种重要的分析方法，但却容易在使用中混淆。
本文从基本思想，应用的优缺点、应用实例中讨论两者的异同，并简述两种方法在实际问题中的应用。
关键词：主成分分析；聚类分析一、引言主成分分析是利用降维的思想，在缺失很少信息的前提下，把多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法。
通常把转化生成的综合指标称为主成分，其中每个主成分都是原始变量的线性组合，且各个主成分之间互不相关，使得主成分比原始变量具有某些更优越的性能。
聚类分析是依据实验数据本身所具有的定性或定量的特征来对大量的数据进行分组归类以了解数据集的内在结构，并且对每一个数据集进行描述的过程。
其主要依据是聚到同一个数据集的样本应该性质相似，而属于不同组的样本应该足够不相似。
两种方法既有区别又有联系，本文将两者的异同进行比较，并举例说明两者在实际应用中的联系，以便更好地理解这两种统计方法而为实际所应用。
二、基本思想的异同相同点：主成分分析方法是用少数的几个变量来综合反映原始变量的主要信息，变量虽然较原始变量少，但所包含的信息量却占原始信息的85%以上，因此其可信度很高。
通过主成分分析，可以将事物之间错综复杂的关系中找出一些主要成分，从而能有效利用大量统计数据进行定量分析，解释变量之间的内在关系。
因此主成分变量比原始变量少了很多，从而起到了降维的作用。
聚类分析的基本思想是采用多变量的统计值，定量的确定相互之间的亲疏关系，考虑对象多因素的联系和主导作用。
按它们亲疏差异程度，归类不同的分类中的一元。
使分类更具有客观实际并能反映事物的内在必然联系。
聚类分析是通过一种大的对称矩阵来探索相关关系的一种数学分析方法。
对变量分类后，我们对数据的处理难度也降低，所以从某种意义上说，聚类分析也起到了降维的作用。
不同点：主成分分析是研究如何通过原来变量的少数几个变量组合来解释原来变量绝大多数信息的一种多元统计方法。
主成分分析,聚类分析比较
主成分分析、聚类分析的比较与应用主成分分析、聚类分析的比较与应用摘要：主成分分析、聚类分析是两种比较有价值的多元统计方法,但同时也是在使用过程中容易误用或混淆的几种方法。
本文从基本思想、数据的标准化、应用上的优缺点等方面,详细地探讨了两者的异同,并且举例说明了两者在实际问题中的应用。
关键词：spss、主成分分析、聚类分析一、基本概念主成分分析就是设法将原来众多具有一定相关性（比如P个指标），重新组合成一组新的互相无关的综合指标来代替原来的指标。
综合指标即为主成分。
所得出的少数几个主成分，要尽可能多地保留原始变量的信息，且彼此不相关。
因子分析是研究如何以最少的信息丢失，将众多原始变量浓缩成少数几个因子变量，以及如何使因子变量具有较强的可解释性的一种多元统计分析方法。
聚类分析是依据实验数据本身所具有的定性或定量的特征来对大量的数据进行分组归类以了解数据集的内在结构，并且对每一个数据集进行描述的过程。
其主要依据是聚到同一个数据集中的样本应该彼此相似，而属于不同组的样本应该足够不相似。
二、基本思想的异同（一）共同点主成分分析法和因子分析法都是用少数的几个变量(因子) 来综合反映原始变量(因子) 的主要信息，变量虽然较原始变量少，但所包含的信息量却占原始信息的85 %以上，所以即使用少数的几个新变量，可信度也很高，也可以有效地解释问题。
并且新的变量彼此间互不相关，消除了多重共线性。
这两种分析法得出的新变量，并不是原始变量筛选后剩余的变量。
在主成分分析中，最终确定的新变量是原始变量的线性组合，如原始变量为x1 ，x2 ，. . . ，x3 ，经过坐标变换，将原有的p个相关变量xi 作线性变换，每个主成分都是由原有p 个变量线性组合得到。
在诸多主成分Zi中，Z1 在方差中占的比重最大，说明它综合原有变量的能力最强，越往后主成分在方差中的比重也小，综合原信息的能力越弱。
因子分析是要利用少数几个公共因子去解释较多个要观测变量中存在的复杂关系，它不是对原始变量的重新组合，而是对原始变量进行分解，分解为公共因子与特殊因子两部分。
主成分分析和聚类分析的比较
主成分分析和聚类分析的比较一、定义：1.主成分分析：PCA是一种数学方法，通过线性变换将原始数据投影到新的坐标系上，使得投影的数据在新的坐标系下具有最大的方差，从而达到降维和提取数据特征的目的。
2.聚类分析：聚类分析是一种无监督学习方法，通过对样本集合中的数据进行分类，使得同一类别的数据尽量相似，不同类别的数据尽量不相似。
二、目的：1.主成分分析：PCA的主要目的是降低数据的维度，同时保留尽可能多的数据信息。
通过确定主成分，可以选择保留最重要的几个主成分，达到降维的目的，同时避免信息损失。
2.聚类分析：聚类分析的主要目的是发现数据的内在结构和相似性，将数据分成若干个互不交叠的群组，使得同一群组的数据相似度较高，不同群组的数据相似度较低。
三、步骤：1.主成分分析：-对数据进行标准化处理。
-计算数据样本的协方差矩阵。
-对协方差矩阵进行特征值分解，得到特征值和特征向量。
-选择主成分并确定保留的主成分数目。
-根据主成分和原始数据计算得到新的数据集，即降维后的数据集。
2.聚类分析：- 选择合适的聚类算法（如K-means、层次聚类等）。
-初始化聚类中心。
-计算每个样本与聚类中心的距离。
-将样本分配到最近的聚类中心。
-更新聚类中心，重复上述步骤直到满足终止条件。
四、应用领域：1.主成分分析：-数据降维与特征提取：对于高维数据，可以通过PCA将数据降低到较低的维度，并保留主要特征信息。
-数据可视化：通过PCA将高维数据投影到二维或三维空间中，方便数据的可视化展示。
-噪声滤除：PCA可以去除数据中的噪声信息，保留主要特征。
2.聚类分析：-客户细分：在市场营销中，可以通过聚类分析将客户分为不同的群组，根据每个群组的特征制定相应的营销策略。
-图像分割：在图像处理中，可以利用聚类分析对图像进行分割，将图像中的不同物体分别提取出来。
-社交网络分析：通过对社交网络用户之间的关系进行聚类分析，可以发现群组内的用户行为模式和用户兴趣。
主成分分析案例聚类分析案例
主成分分析案例/聚类分析案例我国各地区行业结构分析摘要：近年来，我国各行各业得到了高速发展，许多新兴行业也伴随着人们的多样化需求而日益成熟。
文章利用主成分分析、聚类分析、典型相关分析和判别分析方法对我国各地区行业工资进行分析，探讨我国各区域之间行业结构的差异，从而为各地政府根据地区间的行业结构差异制定更加合理的引导性政策提供更加有效的决策依据。
关键词：行业结构主成分分析聚类分析典型相关分析判别分析1.相关经济指标及数据选取1.1相关经济指标本文以2013年我国各地区城镇私营单位就业人员平均工资为标准，选取了农、林、牧、渔业，制造业，电力、热力、燃气及水生产和供应业，建筑业，批发和零售业，交通运输、仓储和邮政业，住宿和餐饮业，信息传输、软件和信息技术服务业，金融业，房地产业，租赁和商务服务业，科学研究和技术服务业，水利、环境和公共设施管理业、居民服务、修理和其他服务行业，教育，卫生和社会工作，文化、体育和娱乐业作为标准，对我国各地区的行业结构进行分析。
1.2数据选取本文数据来自2014年中国统计年鉴，由于西藏人烟稀少，缺少数据，因此选取了30个省的部分数据。
表1-1 分地区按行业分城镇私营单位就业人员平均工资(2013年)地区农、林、制造业电力、热力、建筑业批发和零售交通运输、住宿和餐饮信息传输、北京32531 42809 41939 40942 40742 34213 34517 73626 天津41255 42765 34968 39704 40093 48095 38877 46580 河北24198 28983 27760 28852 25345 30108 24783 27827 山西21064 27348 27199 29185 25978 22411 20577 21177 内蒙古31246 33368 41316 35242 29201 40449 29899 33239 辽宁24194 29354 25658 33830 28330 31019 26197 30848 吉林18281 22915 19804 24389 25170 25836 22530 29716 黑龙江18992 24899 24063 27687 23335 22793 22768 26667 上海22722 30443 31231 32413 27420 36601 28119 58420 江苏32507 36188 36986 37051 34213 37625 32144 48032 浙江27932 33186 28185 39113 33766 38760 30096 46003安徽21159 31943 26903 35024 27437 38871 27810 21489 福建30234 35460 29918 39207 33192 40793 28951 46072 江西25854 26924 31275 32085 25652 29388 22678 30168 山东30394 34705 39881 35392 31817 35833 30311 37675 河南19869 23142 23711 27104 23086 24919 21798 22215 湖北17742 25696 26030 27611 23028 23379 23694 33526 湖南23363 27287 32001 29932 23271 25321 23264 35898 广东25709 35646 21670 37488 40866 41074 29401 61935 广西22762 29315 27879 30752 25026 28395 24300 26484 海南16593 27836 20408 33335 29126 37389 27086 29651 重庆27961 35398 34641 36539 32919 34703 27616 38615 四川25127 29652 30099 30850 29149 29386 26066 28671 贵州18034 27183 43575 26704 22260 23913 21155 35040 云南21580 24646 26405 27603 28732 28718 25552 25011 陕西22480 25582 25193 26140 24392 25359 23418 33454 甘肃19319 24212 24873 25256 26544 25435 18656 25994 青海18363 27676 33502 24730 27760 25290 24295 24681 宁夏24172 31638 32293 36178 28035 30101 28544 29269 新疆30308 32990 33911 41001 27373 37746 24646 312792.主成分分析2.1构造因子变量的前提主成分分析的目的是从众多原有变量中提炼少数具有代表性的因自变量。
主成分分析聚类分析比较
主成分分析聚类分析比较
聚类分析（Cluster Analysis）是一种将数据划分为不同组（即簇）
的方法。
它通过根据数据之间的相似性度量来识别相似的数据点，并将它
们分配到同一个簇中。
聚类分析可以帮助我们在没有预先定义类别的情况下，发现数据中的特定模式和群集。
它在无监督学习中常用于探索性数据
分析和市场细分等领域。
然而，主成分分析和聚类分析也有一些明显的区别。
首先，在目标上，主成分分析旨在将原始数据映射到一个低维空间，以便更好地理解数据的
结构。
而聚类分析旨在将数据分成不同的组或簇，以便更好地识别数据中
的模式。
其次，在技术上，主成分分析使用线性变换和协方差矩阵来找到
数据中的主成分，而聚类分析使用不同的相似性度量方法（如欧氏距离、
余弦相似度等）来识别簇。
由于主成分分析和聚类分析的应用领域和基本原理不同，因此在具体
问题中选择使用哪种方法取决于数据的性质和分析的目的。
例如，如果我
们想要降低数据的维度以便更好的可视化，或者减少计算复杂性以便更容
易进行后续分析，那么主成分分析是一个不错的选择。
另一方面，如果我
们对数据中的模式和群集感兴趣，并希望找出数据中的隐藏结构，那么聚
类分析是更合适的选择。
综上所述，虽然主成分分析和聚类分析在目标和技术上存在一些差异，但它们都是有助于揭示数据的潜在结构和模式的无监督学习方法。
在数据
分析中，我们可以根据具体的需求选择适当的方法，以便更好地理解和利
用数据。
主成分分析聚类分析
主成分分析聚类分析主成分分析：利用降维（线性变换）的思想,在损失很少信息的前提下把多个指标转化为几个综合指标（主成分）,用综合指标来解释多变量的方差-协方差结构，即每个主成分都是原始变量的线性组合,且各个主成分之间互不相关,使得主成分比原始变量具有某些更优越的性能（主成分必须保留原始变量90％以上的信息），从而达到简化系统结构，抓住问题实质的目的综合指标即为主成分.优点：首先它利用降维技术用少数几个综合变量来代替原始多个变量，这些综合变量集中了原始变量的大部分信息.其次它通过计算综合主成分函数得分,对客观经济现象进行科学评价。
再次它在应用上侧重于信息贡献影响力综合评价。
缺点:当主成分的因子负荷的符号有正有负时，综合评价函数意义就不明确.命名清晰性低.聚类分析：将个体（样品）或者对象（变量）按相似程度（距离远近）划分类别，使得同一类中的元素之间的相似性比其他类的元素的相似性更强.目的在于使类间元素的同质性最大化和类与类间元素的异质性最大化.。
其主要依据是聚到同一个数据集中的样本应该彼此相似，而属于不同组的样本应该足够不相似。
常用聚类方法：系统聚类法，K—均值法，模糊聚类法，有序样品的聚类，分解法，加入法.注意事项：1。
系统聚类法可对变量或者记录进行分类，K—均值法只能对记录进行分类;2.K—均值法要求分析人员事先知道样品分为多少类;3。
对变量的多元正态性,方差齐性等要求较高。
应用领域：细分市场，消费行为划分，设计抽样方案等。
因子分析:利用降维的思想,由研究原始变量相关矩阵内部的依赖关系出发,把一些具有错综复杂关系的变量归结为少数几个综合因子。
（因子分析是主成分的推广，相对于主成分分析，更倾向于描述原始变量之间的相关关系），就是研究如何以最少的信息丢失，将众多原始变量浓缩成少数几个因子变量,以及如何使因子变量具有较强的可解释性的一种多元统计分析方法.求解因子载荷的方法：主成分法，主轴因子法,极大似然法，最小二乘法，a因子提取法.注意事项：5。
主成分分析聚类分析因子分析的基本思想及优缺点
主成分分析聚类分析因子分析的基本思想及优缺点1.降维：主成分分析可以将高维数据降维到较低维，便于数据的可视化和理解。
2.信息损失小：主成分保留了原始数据中大部分的方差，意味着经过主成分分析后的数据仍然能够保持原始数据的重要信息。
3.无假设性：主成分分析不需要对数据做出任何假设，适用于不同类型的数据。
1.可能丢失一些重要信息：虽然主成分保留了原始数据中大部分的方差，但也有可能丢失一些重要的信息。
2.对异常值敏感：主成分分析对异常值敏感，当数据中存在异常值时，可能对主成分的计算产生较大的影响。
3.需要进行数据标准化：主成分分析基于协方差矩阵或相关系数矩阵，因此需要对数据进行标准化处理，使得不同变量具有相同的尺度。
聚类分析（Cluster Analysis）是一种无监督学习方法，主要用于将数据样本划分为不同的群组或簇。
其基本思想是通过计算样本之间的相似度或距离，将相似的样本归为一类。
聚类分析的步骤包括：选择聚类算法（如k-means、层次聚类等），计算样本之间的相似度或距离，将相似的样本归为一类。
最后根据聚类结果进行验证和解释。
聚类分析的优点包括：1.无监督学习：聚类分析是一种无监督学习方法，不需要事先对数据进行标记或分类，适用于没有先验知识的数据。
2.发现隐藏模式：聚类分析能够发现数据中的潜在模式和相似性，有助于研究人员对数据进行探索和发现新的知识。
3.可解释性：聚类分析结果易于解释和理解，能够提供数据的直观结构。
聚类分析的缺点包括：1.对初始点敏感：聚类分析的结果可能受到初始点的选择影响，不同的初始点可能得到不同的聚类结果。
2.高维数据困难：当数据维度较高时，聚类分析面临“维度灾难”问题，会导致聚类结果不稳定或低效。
3.人为定制参数：聚类分析中需要选择合适的聚类数目、距离度量等参数，这些参数的选择可能会影响聚类结果。
因子分析（Factor Analysis）是一种统计方法，用于研究观测变量背后的潜在因子结构。
主成分分析聚类分析比较
主成分分析聚类分析比较主成分分析是一种数据降维技术，它能够将高维数据降低到低维，同时保留主要的信息。
它的原理是通过线性变换，将原始的维度高的数据线性变换到维度较低的新坐标系下，并且在新坐标系下保持数据的原有结构特征和方差。
1.数据标准化：为了消除量纲影响，需要对数据进行标准化处理。
2.计算协方差矩阵：将标准化后的数据计算协方差矩阵。
3.计算特征值和特征向量：通过解特征值问题，计算得到特征值和对应的特征向量。
4.选择主成分：将特征值从大到小排序，选择前k个特征值所对应的特征向量作为主成分。
5.构建新坐标系：将原始数据乘以特征向量，得到新的降维后的数据。
1.数据压缩：主成分分析可以将高维数据压缩到低维空间中，同时保留主要信息。
2.数据可视化：降维后的数据可以更方便地进行可视化展示和分析。
3.特征提取：主成分分析可以从原始数据中提取出最具有代表性的主成分。
4.数据预处理：主成分分析可以用于数据预处理，减少噪声和不必要的冗余信息。
二、聚类分析（Cluster Analysis）聚类分析是一种将相似对象组成簇的方法，以确定数据中的内在结构，它的目标是将相似的对象放在一个簇中，不相似的对象放在不同的簇中。
聚类分析的步骤如下：1.确定距离度量：选择适当的距离度量方法来度量不同对象之间的相似性。
2.计算距离矩阵：通过计算对象之间的距离，得到距离矩阵。
3. 构建聚类模型：根据距离矩阵，使用聚类算法（如K-means、层次聚类等）构建聚类模型。
4.确定聚类数目：根据业务需求和算法要求，确定合适的聚类数目。
5.分配对象到簇：将对象分配给合适的簇，并且根据一定的标准评估聚类模型的性能。
聚类分析的应用：1.模式识别：聚类分析可以用于模式识别，从数据中发现数据的内在结构和规律。
2.市场细分：聚类分析可以通过分析客户的购买行为和偏好，对市场进行细分，从而进行有针对性的营销策略。
3.图像分割：聚类分析可以用于图像分割和目标提取，将图像分成若干个簇，提取出目标区域。
主成分分析和聚类分析
北京建筑工程学院理学院信息与计算科学专业实验报告课程名称〈〈数据分析》实验名称〈〈主成分分析和聚类分析》 姓名 张丽芝 班级 信131 学号201307010108_ 指导教师 王恒友 成 绩 ____________________【实验目的】(1) 熟悉利用主成分分析进行数据分析，能够使用 SPSS 软件完成数据的主成分分析;(2) 熟悉利用聚类分析进行数据分析，能够运用主成分分析的结果，做进一步分析，如 聚类分析、回归分析等，能够使用 SPSS 软件完成该任务。
【实验要求】)给出了 1991年我国30个省市、城镇居民的月平均 单位均为元/人) X1:人均粮食支出； X2 X3:人均烟酒茶支出； X4: X5:人均衣着商品支出； X6: X7:人均燃料支出； X8:(1)求样本相关系数矩阵R 。
(2)从R 出发做主成分分析，求出各主成分的贡献率及前两个主成分的累积贡献率;2、(1)对题1中的数据，按照原有的八个指标，对 30个省份进行聚类，给出分为3类 的聚类结果。
(2)利用题1得到的前2个主成分指标，分别按最短距离法(最近邻居距离)、最长距 离法(最远邻居距离)、类平均距离法(组间平均距离)、重心距离法；其中距离均采用欧式 平方距离，对样本进行谱系聚类分析，并画出谱系聚类图；给出分为 3类的聚类结果。
并与 (1)的结果进行比较【实验步骤】(此部分主要包括实验过程、方法、结果、对结果的分析、结论等 ) 1 1)实验地点： 基础楼C-423日期_2016.5.5 ___________根据各个题目的具体要求，分别运用【实验内容】SPSS 软件完成实验任务 1、表 4.9 (数据见 exercise4_5.txt 消费数据，所考察的八个指标如下： 人均副食支出； 人均其他副食支出; 人均日用品支出； 人均非商品支出。
2)表:方差贡献率和累计贡献率提取方法：主成份分析。
由上图可知，只有前两个成分的特征值大于1,所以只选择前两个主成分。
主成分分析、聚类分析、因子分析的基本思想及优缺点
主成分分析：运用降维（线性变换)的思惟,在损掉很少信息的前提下把多个指标转化为几个分解指标（主成分),用分解指标来解释多变量的方差- 协方差构造,即每个主成分都是原始变量的线性组合,且各个主成分之间互不相干,使得主成分比原始变量具有某些更优胜的机能（主成分必须保存原始变量90%以上的信息）,从而达到简化体系构造,抓住问题本质的目标分解指标即为主成分.求解主成分的办法：从协方差阵动身（协方差阵已知）,从相干阵动身（相干阵R已知）.（现实研讨中,总体协方差阵与相干阵是未知的,必须经由过程样本数据来估量）留意事项：1. 由协方差阵动身与由相干阵动身求解主成分所得成果不一致时,要恰当的拔取某一种办法;2. 对于器量单位或是取值规模在同量级的数据,可直接求协方差阵;对于器量单位不合的指标或是取值规模彼此差别异常大的指标,应斟酌将数据尺度化,再由协方差阵求主成分;3.主成分分析不请求数据起源于正态散布;4. 在拔取初始变量进入分析时应当特别留意原始变量是否消失多重共线性的问题（最小特点根接近于零,解释消失多重共线性问题）.长处：起首它运用降维技巧用少数几个分解变量来代替原始多个变量,这些分解变量分散了原始变量的大部分信息.其次它经由过程盘算分解主成分函数得分,对客不雅经济现象进行科学评价.再次它在运用上着重于信息进献影响力分解评价.缺陷：当主成分的因子负荷的符号有正有负时,分解评价函数意义就不明白.定名清楚性低.聚类分析：将个别（样品）或者对象（变量）按类似程度（距离远近）划分类别,使得统一类中的元素之间的类似性比其他类的元素的类似性更强.目标在于使类间元素的同质性最大化和类与类间元素的异质性最大化..其重要根据是聚到统一个数据分散的样本应当彼此类似,而属于不合组的样本应当足够不类似.经常运用聚类办法：体系聚类法,K-均值法,隐约聚类法,有序样品的聚类,分化法,参加法.留意事项：1. 体系聚类法可对变量或者记载进行分类,K-均值法只能对记载进行分类;2. K-均值法请求分析人员事先知道样品分为若干类;3. 对变量的多元正态性,方差齐性等请求较高.运用范畴：细分市场,花费行动划分,设计抽样计划等长处：聚类分析模子的长处就是直不雅,结论情势简明.缺陷：在样本量较大时,要获得聚类结论有必定艰苦.因为类似系数是根据被试的反应来树立反应被试间内涵接洽的指标,而实践中有时尽管从被试反应所得出的数据中发明他们之间有慎密的关系,但事物之间却无任何内涵接洽,此时,假如根据距离或类似系数得出聚类分析的成果,显然是不恰当的,但是,聚类分析模子本身却无法辨认这类错误.因子分析：运用降维的思惟,由研讨原始变量相干矩阵内部的依附关系动身,把一些具有错综庞杂关系的变量归结为少数几个分解因子.（因子分析是主成分的推广,相对于主成分分析,更偏向于描写原始变量之间的相干关系）,就是研讨若何故起码的信息丧掉,将浩瀚原始变量浓缩成少数几个因子变量,以及若何使因子变量具有较强的可解释性的一种多元统计分析办法.求解因子载荷的办法：主成分法,主轴因子法,极大似然法,最小二乘法,a因子提取法.留意事项：5. 因子分析中各个公共因子之间不相干,特别因子之间不相干,公共因子和特别因子之间不相干.运用范畴：解决共线性问题,评价问卷的构造效度,查找变量间潜在的构造,内涵构造证实.长处:第一它不是对原有变量的弃取,而是根据原始变量的信息进行从新组合,找出影响变量的配合因子,化简数据;第二,它经由过程扭转使得因子变量更具有可解释性,定名清楚性高.缺陷:在盘算因子得分时,采取的是最小二乘法,此法有时可能会掉效.判别分析：从已知的各类分类情形中总结纪律（练习出判别函数）,当新样品进入时,断定其与判别函数之间的类似程度（概率最大,距离比来,离差最小等判别准则）.经常运用判别办法：最大似然法,距离判别法,Fisher判别法,Bayes判别法,慢慢判别法等.留意事项：1. 判别分析的根本前提：分组类型在两组以上,解释变量必须是可测的;2. 每个解释变量不克不及是其它解释变量的线性组合（比方消失多重共线性格形时,判别权重会消失问题）;3. 各解释变量之间屈服多元正态散布（不相符时,可运用Logistic回归替代）,且各组解释变量的协方差矩阵相等（各组协方方差矩阵有明显差别时,判别函数不雷同）.4. 相对而言,即使判别函数违背上述实用前提,也很稳健,对成果影响不大.运用范畴：对客户进行信誉猜测,查找潜在客户（是否为花费者,公司是否成功,学生是否被录用等等）,临床上用于辨别诊断.对应分析/最优尺度分析：运用降维的思惟以达到简化数据构造的目标,同时对数据表中的行与列进行处理,追求以低维图形暗示数据表中行与列之间的关系.对应分析：用于展现变量（两个/多个分类）间的关系（变量的分类数较多时较佳）;最优尺度分析：可同时分析多个变量间的关系,变量的类型可所以无序多分类,有序多分类或持续性变量,并对多选题的分析供给了支撑.典范相干分析：借用主成分分析降维的思惟,分离对两组变量提取主成分,且使从两组变量提取的主成分之间的相干程度达到最大,而从统一组内部提取的各主成分之间互不相干.雷同点：1.主成分分析法和因子分析法都是用少数的几个变量(因子) 来分解反应原始变量(因子) 的重要信息,变量固然较原始变量少,但所包含的信息量却占原始信息的85 %以上,所以即运用少数的几个新变量,可托度也很高,也可以有用地解释问题.并且新的变量彼此间互不相干,清除了多重共线性.2.这两种分析法得出的新变量,其实不是原始变量筛选后残剩的变量.在主成分分析中,最终肯定的新变量是原始变量的线性组合,如原始变量为x1 ,x2 ,. . . ,x3 ,经由坐标变换,将原有的p个相干变量xi 作线性变换,每个主成分都是由原有p 个变量线性组合得到.在诸多主成分Zi 中,Z1 在方差中占的比重最大,解释它分解原有变量的才能最强,越往后主成分在方差中的比重也小,分解原信息的才能越弱.因子分析是要运用少数几个公共因子去解释较多个要不雅测变量中消失的庞杂关系,它不是对原始变量的从新组合,而是对原始变量进行分化,分化为公共因子与特别因子两部分.公共因子是由所有变量配合具有的少数几个因子;特别因子是每个原始变量独自具有的因子.3.对新产生的主成分变量及因子变量盘算其得分,就可以将主成分得分或因子得分代替原始变量进行进一步的分析,因为主成分变量及因子变量比原始变量少了很多,所以起到了降维的感化,为我们处理数据下降了难度.4.聚类分析是把研讨对象视作多维空间中的很多点,并合理地分成若干类,是以它是一种根据变量域之间的类似性而慢慢归群成类的办法,它能客不雅地反应这些变量或区域之间的内涵组合关系.它是经由过程一个大的对称矩阵来摸索相干关系的一种数学分析办法,是多元统计分析办法,分析的成果为群集.对向量聚类后,我们对数据的处理难度也天然下降,所以从某种意义上说,聚类分析也起到了降维的感化.不合之处：1.主成分分析是研讨若何经由过程少数几个主成分来解释多变量的方差一协方差构造的分析办法,也就是求出少数几个主成分(变量) ,使它们尽可能多地保存原始变量的信息,且彼此不相干.它是一种数学变换办法,即把给定的一组变量经由过程线性变换,转换为一组不相干的变量(两两相干系数为0 ,或样本向量彼此互相垂直的随机变量) ,在这种变换中,保持变量的总方差(方差之和) 不变,同时具有最大方差,称为第一主成分;具有次大方差,称为第二主成分.依次类推.若共有p 个变量,现实运用中一般不是找p 个主成分,而是找出m (m < p) 个主成分就够了,只要这m 个主成分能反应本来所有变量的绝大部分的方差.主成分分析可以作为因子分析的一种办法消失.2.因子分析是查找潜在的起安排感化的因子模子的办法.因子分析是根据相干性大小把变量分组,使得同组内的变量之间相干性较高,但不合的组的变量相干性较低,每组变量代表一个根本构造,这个根本构造称为公共因子.对于所研讨的问题就可试图用起码个数的不成测的所谓公共因子的线性函数与特别因子之和来描写本来不雅测的每一分量.经由过程因子分析得来的新变量是对每个原始变量进行内部分析.因子分析不是对原始变量的从新组合,而是对原始变量进行分化,分化为公共因子和特别因子两部分.具体地说,就是要找出某个问题中可直接测量的具有必定相干性的诸指标,若何受少数几个在专业中有意义.又不成直接测量到.且相对自力的因子安排的纪律,从而可用各指标的测定来间接肯定各因子的状况.因子分析只能解释部分变异,主成分分析能解释所有变异.3.聚类分析算法是给定m 维空间R 中的n 个向量,把每个向量归属到k 个聚类中的某一个,使得每一个向量与其聚类中间的距离最小.聚类可以懂得为: 类内的相干性尽量大,类间相干性尽量小.聚类问题作为一种无指点的进修问题,目标在于经由过程把本来的对象聚集分成类似的组或簇,来获得某种内涵的数据纪律.从三类分析的根本思惟可以看出,聚类分析中并没于产生新变量,但是主成分分析和因子分析都产生了新变量.就数据尺度化来说,差别如下：1.主成分分析中为了清除量纲和数目级,平日须要将原始数据进行尺度化,将其转化为均值为0方差为1 的无量纲数据.2.因子分析在这方面请求不是太高,因为在因子分析中可以经由过程主因子法.加权最小二乘法.不加权最小二乘法.重心法等很多解法来求因子变量,并且因子变量是每一个变量的内部影响变量,它的求解与原始变量是否同量纲关系其实不太大,当然在采取主成分法求因子变量时,仍需尺度化.不过在现实运用的进程中,为了尽量防止量纲或数目级的影响,建议在运用因子分析前照样要进行数据尺度化.在构造因子变量时采取的是主成分分析办法,重要将指标值先辈行尺度化处理得到协方差矩阵,即相干矩阵和对应的特点值与特点向量,然后构造分解评价函数进行评价.3.聚类分析中假如介入聚类的变量的量纲不合会导致错误的聚类成果.是以在聚类进程进行之前必须对变量值进行尺度化,即清除量纲的影响.不合办法进行尺度化,会导致不合的聚类成果要留意变量的散布.假如是正态散布应当采取z 分数法.总结来说：1. 目标不合：因子分析把诸多变量算作由对每一个变量都有感化的一些公共因子和仅对某一个变量有感化的特别因子线性组合而成,是以就是要从数据中控查出对变量起解释感化的公共因子和特别因子以及其组合系数;主成分分析只是从空间生成的角度查找能解释诸多变量变异的绝大部分的几组彼此不相干的新变量（主成分）.2. 线性暗示偏向不合：因子分析是把变量暗示成各公因子的线性组合;而主成分分析中则是把主成分暗示成各变量的线性组合.3. 假设前提不合：主成分分析中不须要有假设;因子分析的假设包含：各个公共因子之间不相干,特别因子之间不相干,公共因子和特别因子之间不相干.4. 提取主因子的办法不合：因子分析抽取主因子不但有主成分法,还有极大似然法,主轴因子法,基于这些办法得到的成果也不合;主成分只能用主成分法抽取.5. 主成分与因子的变更：当给定的协方差矩阵或者相干矩阵的特点值独一时,主成分一般是固定的;而因子分析中因子不是固定的,可以扭转得到不合的因子.6. 因子数目与主成分的数目：在因子分析中,因子个数须要分析者指定（SPSS根据必定的前提主动设定,只如果特点值大于1的因子主可进入分析）,指定的因子数目不合而成果也不合;在主成分分析中,成分的数目是必定的,一般有几个变量就有几个主成分（只是主成分所解释的信息量不等）.7. 功效：和主成分分析比拟,因为因子分析可以运用扭转技巧帮忙解释因子,在解释方面加倍有优势;而假如想把现有的变量变成少数几个新的变量（新的变量几乎带有本来所有变量的信息）来进入后续的分析,则可以运用主成分分析.当然,这种情形也可以运用因子得分做到,所以这种区分不是绝对的.。
主成分分析、因子分析、聚类分析的比较与应用
主成分分析、因子分析、聚类分析的比较与应用一、本文概述在数据分析与统计学的广阔领域中，主成分分析（PCA）、因子分析（FA）和聚类分析（CA）是三种重要的数据分析工具。
它们各自具有独特的功能和应用领域，对数据的理解和解释提供了不同的视角。
本文将对这三种分析方法进行详细的比较，并探讨它们在各种实际场景中的应用。
我们将对每种分析方法进行简要的介绍，包括其基本原理、数学模型以及主要的应用场景。
然后，我们将详细比较这三种分析方法在数据降维、变量解释以及数据分类等方面的优势和劣势。
主成分分析（PCA）是一种常见的数据降维技术，通过找出数据中的主要变量（即主成分），可以在保留数据大部分信息的同时降低数据的维度。
因子分析（FA）则是一种通过寻找潜在因子来解释数据变量之间关系的方法，它在心理学、社会学等领域有着广泛的应用。
聚类分析（CA）则是一种无监督学习方法，通过将数据点划分为不同的类别，揭示数据的内在结构和分布。
接下来，我们将通过几个具体的案例，展示这三种分析方法在实际问题中的应用。
这些案例将涵盖不同的领域，如社会科学、生物医学、商业分析等，以展示这些方法的多样性和实用性。
我们将对全文进行总结，并提出未来研究方向。
通过本文的比较和应用研究，我们希望能为读者提供一个全面、深入的理解这三种重要数据分析方法的视角，同时也为实际问题的解决提供一些有益的启示。
二、主成分分析（PCA）主成分分析（Principal Component Analysis，简称PCA）是一种常用的数据分析方法，它旨在通过正交变换将原始数据转换为一组线性不相关的变量，即主成分。
这些主成分按照方差大小进行排序，第一个主成分具有最大的方差，后续主成分方差依次递减。
通过这种方式，PCA可以在保持数据主要特征的同时降低数据的维度，简化数据结构，便于进一步的分析和可视化。
PCA的核心思想是数据降维，它通过计算协方差矩阵的特征值和特征向量来实现。
特征值代表了各个主成分的方差大小，而特征向量则构成了转换矩阵，用于将原始数据转换为主成分。
基于主成分分析和聚类分析的我国各省市经济效益研究
基于主成分分析和聚类分析的我国各省市经济效益研究近年来，我国各省市经济效益差异逐渐凸显。
为了深入了解和研究各省市的经济效益，可以采用主成分分析和聚类分析的方法来进行研究。
主成分分析可以用来降维和提取数据特征，聚类分析可以用来发现数据之间的相似性和差异性。
首先，我们需要收集一些数据，例如各省市的GDP、人均收入、产业结构、消费水平、教育水平等指标，这些指标可以用来反映各省市的经济效益情况。
然后，我们可以利用主成分分析来降维和提取数据特征。
主成分分析是一种常用的降维方法，通过线性变换将原始数据映射到一个低维空间中，同时尽量保留原始数据的信息。
在这个过程中，我们可以得到一些主成分，主成分代表了原始数据中的一部分变异性。
通过主成分分析，我们可以将原始数据从多个指标中压缩为少数几个主成分。
通过主成分分析后，我们得到了一些主成分，每个主成分代表了原始数据中的一部分变异性。
接下来，我们可以利用聚类分析来发现数据之间的相似性和差异性。
聚类分析的目的是将数据集中的样本划分为不同的组别，每个组别内的样本应该尽可能相似，而不同组别之间的样本应该尽可能不相似。
在这个过程中，我们可以使用一些相似度或距离度量方法，例如欧氏距离或相关系数等。
通过聚类分析，我们可以将各省市划分为不同的类别，每个类别代表了一组经济效益相似的省市。
这样可以帮助我们更好地理解和分析各省市之间的经济效益差异，并挖掘出其中的规律和问题。
例如，我们可以找出经济效益较高的省市的共同特征，进而分析这些特征对经济效益的影响因素。
最后，我们可以通过可视化的方式展示各省市的经济效益研究结果。
例如，可以使用散点图来展示各省市在主成分空间中的分布情况，以及不同类别的省市的分布情况。
这样可以更直观地展示各省市之间的经济效益差异和相似性。
总之，基于主成分分析和聚类分析的研究可以帮助我们深入了解和分析我国各省市的经济效益。
通过这种研究方法，可以有效地发现各省市的经济效益差异以及其中的规律和问题，为相关决策提供科学的依据和参考。
主成分分析和聚类分析
主成分分析和聚类分析1.主成分分析（PCA）主成分分析是一种无监督学习方法，用于刻画数据集中的主要模式。
其基本思想是将高维数据转化为低维空间中的一组新变量，这些新变量被称为主成分。
主成分是原始数据按照方差大小依次降序排列的线性组合，其中第一主成分方差最大，第二主成分方差次之，以此类推。
通过对数据集的主成分进行分析，我们可以发现数据中的主要结构和关联，实现数据降维和可视化。
-标准化数据：对原始数据进行标准化处理，使得每个特征的平均值为0，方差为1-计算协方差矩阵：计算标准化后的数据的协方差矩阵。
-计算特征值和特征向量：对协方差矩阵进行特征值分解，得到特征向量和特征值。
-选择主成分：根据特征值的大小，选择前几个特征向量作为主成分。
-数据投影：将原始数据投影到主成分上，得到降维后的数据。
-数据可视化：通过主成分分析，可以将高维数据降维到二维或三维空间中，便于进行可视化展示。
-数据预处理：主成分分析可以用于去除数据中的冗余信息和噪声，提取数据中的主要结构。
-特征提取：主成分分析可以用于提取具有代表性的特征，用于后续的数据建模和分析。
-降低数据维度，去除冗余信息。
-可以发现数据的主要结构和关联。
-不受异常值的影响。
-主成分是基于方差最大化的，可能忽略其他重要信息。
-主成分的解释性较差。
2.聚类分析聚类分析是一种无监督学习方法，用于将数据集中的样本按照相似性进行分类。
聚类分析的目标是将数据集中的样本划分为不同的组别，每个组别内部的样本相似度高，不同组别之间的样本相似度低。
聚类分析的步骤如下：- 选择合适的聚类算法：根据数据的性质和目标，选择合适的聚类算法，如K-means聚类、层次聚类等。
-确定聚类数量：对于一些聚类算法，需要事先确定聚类的数量。
-计算相似度/距离：根据选择的聚类算法，计算样本之间的相似度或距离。
-执行聚类算法：将样本按照相似性进行聚类。
-评估聚类结果：对聚类结果进行评估，可以使用内部评估指标或外部评估指标。
主成分分析及聚类分析
主成分分析及聚类分析主成分分析（PCA）是一种无监督学习的技术，用于将数据从高维空间投影到低维空间，同时尽可能地保留原始数据的信息。
主成分分析通过线性变换将原始数据转化为具有最大方差的新特征，这些新特征被称为主成分。
第一主成分具有最大的方差，第二主成分则与前一主成分正交，并具有第二大的方差，依此类推。
主成分的数量等于原始数据维度。
主成分分析有很多应用。
首先，它可以用于数据降维。
通过选择较少的主成分，可以将高维数据转化为低维数据，从而降低计算复杂度和存储需求，同时保留数据的主要特征。
其次，主成分分析也可以用于提取数据中的主要特征。
通过选择具有较高方差的主成分，可以过滤掉噪声和次要特征，从而更好地理解数据。
此外，主成分分析还可以可视化数据，找出数据中的模式和相关结构。
聚类分析是一种将数据对象分组为无标记子集的技术。
相似的数据对象被分到同一组中，不相似的数据对象被分到不同的组中。
聚类分析可以帮助我们理解数据集中的结构和组织，发现隐藏的模式和规律。
聚类分析可以根据不同的算法进行，常用的包括k-means聚类、层次聚类和DBSCAN聚类等。
k-means聚类是一种迭代优化算法，根据样本之间的距离将数据划分为k个互不重叠的簇。
层次聚类将数据对象组织成一颗树状结构，根据样本之间的相似性递归地进行划分。
DBSCAN聚类是一种基于密度的聚类算法，将具有足够多相邻样本的区域定义为一个簇。
聚类分析可以在很多领域中应用。
在市场营销中，聚类分析可以根据顾客的购买行为和偏好将顾客分成不同的群体，从而定制个性化的营销策略。
在图像处理中，聚类分析可以将像素点按照颜色和纹理特征聚类，从而实现图像分割和目标检测。
在生物信息学中，聚类分析可以根据基因的表达数据将基因分成不同的表达模式，从而发现潜在的功能和相互作用。
总结起来，主成分分析和聚类分析是常用的统计技术，它们在数据分析和模式识别中有广泛的应用。
主成分分析可以用于数据降维、特征提取和可视化，聚类分析可以用于数据分组、模式发现和需求识别。
多元统计分析的基础知识
多元统计分析的基础知识多元统计分析是统计学中的一个重要分支，它主要研究多个变量之间的关系和规律。
在实际应用中，多元统计分析被广泛运用于市场调研、医学研究、社会科学等领域。
本文将介绍多元统计分析的基础知识，包括多元回归分析、主成分分析和聚类分析等内容。
一、多元回归分析多元回归分析是一种用于研究多个自变量与一个因变量之间关系的统计方法。
在多元回归分析中，我们可以通过建立数学模型来预测或解释因变量的变化。
多元回归分析的基本模型可以表示为：Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ... + βnXn + ε其中，Y表示因变量，X1、X2、...、Xn表示自变量，β0、β1、β2、...、βn表示回归系数，ε表示误差。
在进行多元回归分析时，我们需要关注各个自变量对因变量的影响程度，以及它们之间的相互关系。
通过多元回归分析，我们可以得出各个自变量对因变量的贡献度，从而更好地理解变量之间的关系。
二、主成分分析主成分分析是一种降维技术，它可以将多个相关变量转换为少数几个无关变量，这些无关变量被称为主成分。
主成分分析的主要目的是降低数据的维度，同时保留尽可能多的信息。
在主成分分析中，我们首先计算原始变量之间的协方差矩阵，然后通过特征值分解得到特征向量，进而得到主成分。
主成分通常按照特征值的大小排列，前几个主成分包含了大部分数据的信息。
通过主成分分析，我们可以发现数据中的模式和结构，从而更好地理解数据的特点和规律。
主成分分析在数据降维、变量筛选和数据可视化等方面有着广泛的应用。
三、聚类分析聚类分析是一种将数据集中的个体或对象划分为若干个类别的方法，使得同一类别内的个体之间相似度较高，不同类别之间相似度较低。
聚类分析的主要目的是发现数据中的内在结构和模式。
在聚类分析中，我们可以选择不同的距离度量和聚类算法来进行分析。
常用的聚类算法包括K均值聚类、层次聚类和密度聚类等。
通过聚类分析，我们可以将数据集中的个体进行分类，从而更好地理解数据的组成和特点。
机器学习：聚类分析和主成分分析的比较
机器学习：聚类分析和主成分分析的比较聚类分析与主成分分析是机器学习中常用的两种数据分析方法。
聚类分析和主成分分析使用不同的技术来分析数据，且各有优缺点。
本文将介绍聚类分析和主成分分析的使用场景、工作原理、优缺点以及应用案例，以帮助读者更好地理解它们的差异和适用范围。
一、聚类分析聚类分析是一种无监督学习的方法，它试图将相似的数据点分组在一起。
其目标是将数据点分成多个聚类，并使得同一聚类中的数据点尽量相似，而不同聚类之间的数据点差异尽量大。
聚类分析的应用场景广泛，如市场营销、社会网络分析、医学诊断等。
聚类分析的工作原理是利用无监督算法在数据贴近度上进行计算（如欧式距离、余弦相似度等），从而找出相近的样本点。
然后，通过合适的算法将其归纳到同一类别中。
聚类分析有多种方法，如层次聚类、k-means聚类等。
聚类分析的优点是处理数据的速度快，而且适用于大规模数据集。
同时，聚类分析不需要先验知识并且是一种无监督学习的方法，这意味着它不需要人工标注数据。
此外，聚类分析的结果可以轻松地可视化，可以帮助人们更好地理解和解释数据。
聚类分析的缺点是容易受到噪声数据的影响，因为它是一种度量相似度的无监督学习方法。
在处理复杂数据时，聚类结果可能过于粗略或明显？不足，这需要在进一步的分析过程中进行更多的数据解释。
二、主成分分析主成分分析是一种降维技术，它通过识别和提取数据中的主要特征来降低计算复杂度。
它试图找到最有效的线性组合，通过使用这些线性组合，可以描述数据集中的大部分方差。
主成分分析的应用场景广泛，如金融数据分析、人脸识别、图像处理等。
主成分分析的工作原理是确定数据集中的主要成分，并将数据投影到新的坐标系中，从而通过保留关键信息来降低数据的维数。
通过保留足够数量的主成分，可以准确表示数据集的大部分方差。
因此，主成分分析可以快速提取有用的数据特征，加速模型的训练和预测。
主成分分析的优点是它能够提高模型的速度和性能。
多个特征可以被映射到更少的特征上，从而减少了计算复杂度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
泛珠三角区域物流发展水平综合评价研究资料来源：吴晓燕. 泛珠三角区域物流发展水平综合评价研究泛珠三角区域是我国最主要的经济发达地区之一，也是现代物流最为强劲的“增长极”，具有优越的地理、交通与经济区位优势。
但是区域内有发达省份，也有不发达省份，有沿海的省份，也有内陆省份，有东部省份，也有西部省份，彼此之间存在不同的优势和劣势。
因此对泛珠三角区域物流发展水平进行评估与分析，有利于明确广东、福建、江西、广西、海南、湖南、四川、云南、贵州九省(区)的区域物流发展现状及差异，找出区域间的优势互补项目，为区域内物流资源有效利用和合理共享、促进区域物流一体化发展提供方向和依据。
评价区域物流综合发展水平是一项很复杂的工作。
选择并构建区域物流发展水平综合评价指标体系是评价的关键。
因此选择指标构建评价指标体系，必须以综合评价目的为依据，对所要考察的事物进行认真分析，寻找出影响评价对象的因素，从中选出若干主要因素，构建成综合评价指标体系。
在多指标综合评价中，如果指标选择不当，再好的综合评价方法也会出现差错，甚至完全失败。
区域物流发展水平评价指标体系实际上就是利用具体的指标将区域物流所包括的功能、区域物流的内涵、特征具体化、层次化的统计描述和综合评价。
为了合理评估区域物流发展综合水平，我们主要选取6个一级评价指标，20个次级评价指标对其进行评估，具体结构如下表：表1 区域物流发展水平评价指标体系一级评价指标序次级评价指标社会经济发展类1 GDP2 人均GDP生产、消费流通类3 农业总产值4 工业增加值5 社会消费品零售总额6 进出口总额交通运输类7 全社会货运量8 公路密度9 民用汽车拥有量10 民用运输船舶拥有量11 全社会货运周转量12 交通运输仓储及邮电通信增加值信息发展水平类13 邮电业务总量14 移动电话用户15 国际互联网用户16 邮路总长度人力资源类17 专业技术人员数量18 高等学校普通本、专科在校学生数宏观环境类19 现代物流发展氛围20 地理区位1、社会经济发展类经济发展是区域物流发展的基础保障，一个地区雄厚的经济基础有利于该物流的加速发展。
一般来说，区域物流发展水平与区域的经济发展水平成正比。
因此，我们考虑GDP和人均GDP两个次级指标，他们综合反映了物流发展的社会经济基础。
2、生产、消费流通类从物流需求源考虑，农业、制造业等产业中的物流需求主要是生产资料的位移、储存和流通加工等，这类产业的物流需求与各行业的产量产值存在正比关系，物流需求是商品需求的派生物，与消费品销售，生产资料市场直接相关，商品市场的规模直接决定物流需求的大小，因此物流需求也与社会消费品零售总额与进出口总额密切相关。
总的来说，物流业是为生产、消费与流通等环节和领域服务的，农业总产值、工业总产值、社会消费品零售总额与进出口总额等均可以从不同角度反映区域物流的需求状况和需求规模。
所以，我们选取农业总产值、工业增加值、社会消费品零售总额、进出口总额，从生产、消费、流通等不同角度反映区域物流的需求状况和需求规模。
3、交通运输类运输是物流的一项重要活动，主要完成实物从供应地到需求地的移动问题。
区域内的交通道路等基础设施建设在很大程度上决定着运输的质量和速度。
公路密度反映了交通道路基础设施建设水平。
全社会货运量、全社会货运周转量:一方面它反映了贸易的活跃程度，另一方面也反映了该地区的交通运输条件。
交通运输条件可被认为是推动区域物流一体化的一个重要条件。
它标志着区域内商品、要素流动的难易程度，是地区基础设施的重要组成部分。
民用汽车拥有量、民用运输船舶拥有量在一定程度上反映了交通设备的发展水平。
交通运输仓储及邮电通信业增加值反映了交通运输类增长速度。
区域物流发展需要具有四通八达、畅通无阻的运输网络，有效衔接港口、机场、公路、铁路、内河等不同交通运输方式，形成综合运输网络系统，实现全程物流运输的无缝衔接。
区域物流运输设施网络建设规划包括两个级别的规划：一是地域间物流运输系统，主要包括机场、港口、国道、省道、高速路、区域物流园区等基础设施和物流运输管理措施、政策环境建设规划；二是地域内物流运输系统，主要包括城市内各等级公路、立交桥、地铁、轻轨、内河、城市物流中心、配送中心和物流运输管理措施、政策环境建设规划。
4、信息发展水平类物流信息是物流活动的指南，物流过程中所有的物流活动都是根据信息开展的，最终促使整个物流网络系统顺利地运转。
现代物流的一个核心问题是，通过物流信息对物流网络系统各种资源进行整合，提高物流网络系统的整体功能与效益。
物流信息网络建设就是构筑统一的公共物流信息交换平台，建设良好的物流市场信息交换环境，使信息的采集、加工、处理、存储以及传输形成一个统一的整体，高效协调处理利用各种物流信息，实现现代物流的目标。
物流产业信息化水平是一个综合指标。
邮电业务总量包含邮政和电信两项产生的收入，是反映物流信息化发展水平的重要指标。
近几年，我国的邮电特别是电信事业发展得非常快，这为我国的区域物流发展提供了巨大的技术平台。
移动电话用户、国际互联网用户、邮路总长度从不同角度反映了物流信息基础设备和设施的发展水平。
5、人力资源类高素质人才是现代物流发展的关键因素。
以市场为导向，针对企业需求，培养多层次的专业人才，加快物流人才教育培养工程建设;统筹规划物流人才队伍建设，优化配置全社会教育资源，建立包括正规物流学历教育、物流职业教育、企业岗位教育、物流证书培训等多种层次互相结合、互为补充的物流人才教育培养体系，培养多元化的物流人才，提高专业技术人员和取得国内外主要资格证书的人员占全体物流从业人员的比例，有效满足物流人才的多样性需求。
物流产业人员素质指标是指一定时期内(通常为1年)各类专业技术人员、大专以上学历在物流产业从业人员中的比重。
通过对物流业从业人员素质的横向、纵向的比较，可以衡量区域物流领域人才的现状、差距及今后的培育方向、教育重点与方向。
技术人员数量和高等学校普通本、专科在校学生数这两个指标在很大程度上能反映一个地区人力资源的状况。
6、宏观环境类宏观环境是软环境，具体包括物流市场秩序与政策法律环境。
物流业发展制度环境的好坏是否不仅影响着区域物流企业经营的状况，还直接决定着吸引外资及各方面投资的能力。
地方性物流发展的政策措施是国家物流发展政策措施体系的重要组成部分，建设区域物流发展政策措施体系是区域物流发展的重要内容。
政府应强化企业的市场主体地位，发挥市场配置资源的基础性作用，加强产业政策的宏观指导，注重体制创新、制度创新、人才创新、技术创新、政策创新和管理创新，制定物流发展促进政策措施、物流活动规制政策措施，出台综合性政策措施、交通运输政策措施和物流相关专项政策措施，为现代物流营造良好的发展环境，积极推进现代物流的发展。
研究表明，一个地区的制度、政策、市场经济氛围和人们的观念、意识等，对当地物流发展的影响很大：而地理区位显然是影响区域物流发展的重要因素之一。
因此，这两个指标分别以现代物流发展氛围和地理区位列入指标体系。
对于定性指标的评价可划分为9个等级，即{极好，很好，好，较好，一般，较差，差，很差，极差}，分别对应[l，10〕区间的{9，8，7，6，5，4，3，2，l}，采用专家打分，并结合相关资料给出各指标的得分。
以上20项指标对应数据如表2所示：表2 泛珠三角九省(区)物流发展评价指标原始数据省份X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 广东22366.54 24435 1109.2 16039 7882.6 4279.65 119287 64.78 372.96 12967 福建6568.93 18646 571 3676 2345.8 544.11 41200 48.01 69.79 3037 海南894.57 10871 179.6 265 268.6 25.42 10182 60.46 16.4 699 江西4056.76 9440 510.5 1189 1236.2 40.65 33996 37.33 48.36 5545 湖南6511.34 10426 947.7 2131 2459.1 60.02 77534 41.64 78.34 9241 广西4075.75 8788 711.9 1176 1397 51.82 38226 26.27 59.14 8317 云南3472.89 7835 559.3 1262 1034.4 47.43 62051 42.55 103.6 1174 四川7385.11 9060 1032.7 2724 2981.4 79.02 67351 23.69 138 11358 贵州1979.06 5052 335.5 795 606.9 14.04 21770 26.64 46.77 2304 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 X18 X19 X20 广东3860.3 990.53 2129.25 6406.6 1486 369332 1193149 874686 8 8 福建1573.1 455.18 519.42 1302.3 397 136434 515774 406996 7 8 海南448.8 64.34 74.97 203.9 69 36498 117455 69984 5 7 江西885.2 300.6 259.48 798.4 187 75355 605243 646086 6 5 湖南1628.6 366.72 366.64 1266.2 348 86906 917466 754859 6 5 广西1098.3 225.2 323.78 1021.1 330 9698 723900 338261 6 6 云南680.6 163.08 262.18 898.8 241 145971 647176 254687 5 6 四川916.6 380.28 458.27 1689.7 609 174475 983303 775436 5 4 贵州646.5 115.82 172.08 509.4 109 64926 510248 206754 4 7 由于评价指标较多，尽管经过了仔细遴选，但彼此之间难免存在着一定的相关性，因而反映的信息在一定程度上有所重叠。
请采用合适的方法对上述指标进行约减，并给出泛珠三角九省(区)物流发展情况的排序。
主成分分析利用降维的思想，可把原来较多的评价指标用约化后较少的综合主成分指标来代替，综合指标保留了原始变量的绝大多数信息，且彼此间互不相关，能够使复杂问题简单化。
把泛珠三角九省(区)物流发展评价指标原始数据代入SPSS软件，求得标准化数据的相关矩阵R可以看出20个指标彼此之间存在着较强的相关性，这样，20个指标反映的经济信息就有很大的重叠。