决策树分类法
决策树分类法
主要步骤
➢规则定义 ➢规则输入 ➢决策树运行 ➢分类后处理
一、规则定义
• Class1（朝北缓坡植被）:NDVI>0.3, slope<20, aspect<90 and aspect>270
• Class2（非朝北缓坡植被）：NDVI>0.3, slope<20, 90<=aspect<=270
• Class3（陡坡植被）：NDVI>0.3, slope>=20 • Class4（水体）：NDVI<=0.3, 0<b4<20 • Class5（裸地）：NDVI<=0.3, b4>=20 • Class6（无数据区）: NDVI<=0.3, b4=0
二、输入决策树规则
ENV中：classification->Decision Tree ->Build New Decision Tree
选择Options>Execute，执行决策 树，跳出对话框，选 择输出结果的投影参 数、重采样方法输出 路径，点击OK之后， 得到结果。
四、分类后处理
回到决策树窗口，在工作空白处点击右键， 选择Zoom In，可以看到每一个节点或者类别 有相应的统计结果。如果结果不理想可以修 改决策树，左键单击节点或者末端类别图标， 选择Execute，重新运行你修改部分的决策树， 得到效果较好的处理结果。
表达式作用和ENVI中部分函数的表达式
变量 slope a 被指数
表
部分可用函数
达
式
关 小于LT、小于等于LE 系 、等于EQ、不等于NE / 、大于等于GE、大于 逻 GTand、or、not、 辑 XOR最大值（>）、最
决策树的三种算法
决策树的三种算法一、决策树算法的简单介绍决策树算法就像是一个超级智能的树状决策指南。
你可以把它想象成一棵倒着长的树，树根在上面，树枝和树叶在下面。
它的任务呢，就是根据不同的条件来做出各种决策。
比如说，你想决定今天穿什么衣服，天气就是一个条件，如果天气冷，你可能就选择穿厚衣服；如果天气热，那薄衣服就比较合适啦。
决策树算法在很多地方都超级有用，像预测一个人会不会买某个商品，或者判断一个邮件是不是垃圾邮件之类的。
二、决策树的三种算法1. ID3算法这个算法就像是一个很会找重点的小机灵鬼。
它主要是根据信息增益来构建决策树的。
啥是信息增益呢？就是通过计算某个属性带来的信息量的增加。
比如说，在判断一个水果是苹果还是香蕉的时候，颜色这个属性可能就有很大的信息增益。
如果一个水果是红色的，那它是苹果的可能性就比较大。
ID3算法会优先选择信息增益大的属性来作为树的节点，这样就能更快更准地做出决策啦。
不过呢，这个算法也有个小缺点，就是它比较容易对噪声数据敏感，就像一个很敏感的小娃娃，稍微有点风吹草动就可能受到影响。
2. C4.5算法C4.5算法就像是ID3算法的升级版。
它在ID3算法的基础上做了一些改进。
它不仅仅考虑信息增益，还考虑了信息增益率。
这就好比是一个更加全面考虑的智者。
通过考虑信息增益率，它能够更好地处理那些属性值比较多的情况。
比如说，在一个数据集中有一个属性有很多很多不同的值，C4.5算法就能比ID3算法更好地处理这种情况，不会轻易地被这种复杂情况给弄晕。
而且C4.5算法还能够处理连续的属性值，这就像是它多了一项特殊的技能，让它在更多的情况下都能发挥作用。
3. CART算法CART算法又有自己的特点。
它使用的是基尼系数来选择属性进行划分。
基尼系数就像是一个衡量公平性的小尺子，在决策树这里，它是用来衡量数据的纯度的。
如果基尼系数越小，说明数据越纯，就越容易做出准确的决策。
CART算法既可以用于分类问题，就像前面说的判断水果是苹果还是香蕉这种，也可以用于回归问题，比如预测房价之类的。
常见决策树分类算法都有哪些？
在机器学习中，有一个体系叫做决策树，决策树能够解决很多问题。
在决策树中，也有很多需要我们去学习的算法，要知道，在决策树中，每一个算法都是实用的算法，所以了解决策树中的算法对我们是有很大的帮助的。
在这篇文章中我们就给大家介绍一下关于决策树分类的算法，希望能够帮助大家更好地去理解决策树。
1.C4.5算法C4.5算法就是基于ID3算法的改进，这种算法主要包括的内容就是使用信息增益率替换了信息增益下降度作为属性选择的标准；在决策树构造的同时进行剪枝操作；避免了树的过度拟合情况；可以对不完整属性和连续型数据进行处理；使用k交叉验证降低了计算复杂度；针对数据构成形式，提升了算法的普适性等内容，这种算法是一个十分使用的算法。
2.CLS算法CLS算法就是最原始的决策树分类算法，基本流程是，从一棵空数出发，不断的从决策表选取属性加入数的生长过程中，直到决策树可以满足分类要求为止。
CLS算法存在的主要问题是在新增属性选取时有很大的随机性。
3.ID3算法ID3算法就是对CLS算法的最大改进是摒弃了属性选择的随机性，利用信息熵的下降速度作为属性选择的度量。
ID3是一种基于信息熵的决策树分类学习算法，以信息增益和信息熵，作为对象分类的衡量标准。
ID3算法结构简单、学习能力强、分类速度快适合大规模数据分类。
但同时由于信息增益的不稳定性，容易倾向于众数属性导致过度拟合，算法抗干扰能力差。
3.1.ID3算法的优缺点ID3算法的优点就是方法简单、计算量小、理论清晰、学习能力较强、比较适用于处理规模较大的学习问题。
缺点就是倾向于选择那些属性取值比较多的属性，在实际的应用中往往取值比较多的属性对分类没有太大价值、不能对连续属性进行处理、对噪声数据比较敏感、需计算每一个属性的信息增益值、计算代价较高。
3.2.ID3算法的核心思想根据样本子集属性取值的信息增益值的大小来选择决策属性，并根据该属性的不同取值生成决策树的分支，再对子集进行递归调用该方法，当所有子集的数据都只包含于同一个类别时结束。
决策树分类法范文
决策树分类法范文决策树是一种常见的分类算法，其通过一系列的分支判断来对数据进行分类。
它的优点包括易于理解和解释，能够处理混合特征（数值和类别特征），以及可以处理缺失数据。
在本文中，我们将详细介绍决策树分类法的原理、构建过程以及优缺点。
决策树的原理是基于一种树形结构进行分类。
决策树由根节点、内部节点和叶节点组成。
根节点表示待分类的整个数据集，内部节点表示数据的一些属性，叶节点表示分类的结果。
决策树的构建过程是递归的，根据每个节点选择合适的属性进行分裂，直到数据集被完全分类或者无法继续分裂为止。
决策树的构建过程通常包括以下步骤：特征选择、决策树的生成、决策树的修剪。
特征选择是指从所有特征中选择最佳特征作为当前节点的划分属性。
常用的特征选择标准有信息增益、信息增益率和基尼指数等。
生成决策树是指根据选择的特征逐步构建出一棵完整的决策树。
修剪决策树是为了避免过拟合，常用的方法有预剪枝和后剪枝。
决策树分类法有许多优点。
首先，决策树易于理解和解释，可以直观地展示分类过程。
其次，决策树能够处理混合特征，包括数值特征和类别特征，这使得它在处理实际问题时具有很大的灵活性。
此外，决策树可以处理缺失数据，通过补全缺失值来进行分类。
然而，决策树分类法也存在一些缺点。
首先，决策树容易过拟合，特别是当训练数据噪声较大时。
其次，决策树很容易受到训练数据的细微变化而产生较大变化，导致不稳定性较高。
此外，决策树分类法在处理大规模数据时效率较低，因为它需要遍历整个数据集进行划分。
为了克服决策树分类法的缺点，研究者提出了一些改进措施。
其中一种是集成学习方法，如随机森林和梯度提升树。
集成学习通过将多个决策树进行集成，可以降低过拟合风险并提高分类准确率。
另外，决策树还可以与其他分类算法结合使用，例如将决策树作为特征选择的工具，再利用其他算法进行分类。
总之，决策树分类法是一种常见的分类算法，其通过一系列的分支判断对数据进行分类。
决策树的构建过程包括特征选择、决策树的生成和决策树的修剪等步骤。
决策树分类方法
决策树分类方法
决策树分类方法是一种基于树形结构进行分类的方法。
其思想是将数据按照特定的属性进行分割，使得每个子集的纯度增加，即同一子集中的类别相同。
该方法主要包括以下步骤：
1. 选择最佳属性作为根节点，将数据集按照该属性进行分割。
2. 对于每个子集，重复步骤1，选择最佳属性作为子节点，继续分割子集，直到满足终止条件。
3. 终止条件可以是所有实例属于同一类别，或者所有属性均已使用。
4. 对新数据进行分类时，按照决策树逐级分类，直至到达叶子节点。
优点：
1. 简单易懂，易于解释。
2. 可以处理非线性关系，不需要数据标准化。
3. 可以处理多分类问题。
4. 可以处理缺失值问题。
缺点：
1. 决策树容易过拟合，需要进行剪枝操作。
2. 对于多变量关系和缺失值处理能力不如其他模型。
3. 样本不平衡时，容易偏向于多数类别。
4. 对噪声和数据集中的错误敏感。
6. 决策树分类
收入
学生 信用
买了电脑 收入=高的有4个, 其中2个为“否”
<30
高
否
一般 否
收入=中的有6个, 其中2个为“否”
<30
高
否
好
否
收入=低的有4个, 其中1个为“否”
30-40 高
否
一般 是
>40
中
否
一般 是
Info收入(D)
>40
低
是
一般 是
>40
低
是
好
否
30-40 低
是
好
是
<30
中
否
一般 否
<30
信息熵 (Entropy)
假如我错过了一个有32支球队参加的足球赛，赛后我问一 个知道比赛结果的观众“哪支球队是冠军”？他不愿意直 接告诉我，而让我猜，每猜一次，他要收一元钱才肯告诉 我是否猜对，那我需要付多少钱才能知道谁是冠军呢？
我可以把球队编号，从1到32，然后问“冠军球队在1-16 号中吗？”，假如他告诉我猜对了，我就接着问“冠军在 1-8号中吗？”，假如他说猜错了，那我就知道冠军在9-16 号中。这样只要5次，我就能知道哪支球队是冠军
决策树提供了一种展示在什么条件下会得到什么类别这类 规则的方法。
下例是为了解决这个问题而建立的一棵决策树，从中可以 看到决策树的基本组成部分：决策结点、分支和叶结点
决策树
下图给出了一个商业上使用的决策树的例子。它表示了一 个关心电子产品的用户是否会购买PC（buys_computer）的 知识，用它可以预测某条记录（某个人）的购买意向
是
一般 是
= Info(D) - Info收入(D)
决策树算法原理(三种最优属性划分方法)
决策树算法原理（三种最优属性划分方法）决策树是一种用于分类和回归的机器学习算法，其原理是基于历史数据进行学习，并通过一系列判断条件将数据集划分为不同的类别或者预测目标值。
决策树的主要思想是通过一系列属性值来对数据进行逐层划分，直到达到终止条件为止。
在每一次划分时，决策树需要选择最优的属性来进行划分，以使得划分后的数据纯度最高或者信息增益最大。
三种最优属性划分方法包括信息增益、增益率和基尼指数。
1.信息增益：信息增益是用来衡量划分后数据集纯度提高的程度。
它基于信息论中的熵的概念，计算的是划分前后数据集的信息熵之差。
信息熵可以衡量数据集的不确定性，即数据集中的混乱程度。
在选择划分属性时，我们希望划分后的数据集的不确定性最小，即使得信息增益最大。
2.增益率：增益率是信息增益的一种改进，用于解决信息增益在选择具有较多取值的属性上的偏好问题。
增益率通过考虑属性的分裂信息来衡量属性的纯度提升程度。
分裂信息反映了数据集分裂后的数据集的不确定性。
3.基尼指数：基尼指数是通过测量在给定数据集中随机选择一些样本后，错误分类该样本的概率。
基尼指数可以用于二分类或多分类问题。
在选择划分属性时，我们希望划分后的数据集的基尼指数最小，即使得纯度提高的程度最大。
以上三种最优属性划分方法在决策树学习的过程中都有着重要的应用。
在实际应用中，决策树算法可以通过先验知识或者经验来选择最优属性划分方法。
此外，由于决策树算法在高维数据上容易过拟合的问题，可以通过剪枝等技术来避免过拟合。
决策树算法的优势在于易于理解和解释，但也存在局限性，比如对于处理缺失数据、处理连续数据和处理类别不平衡等问题仍然存在挑战。
决策树分类法的应用
决策树分类法的应用决策树分类法的应用决策树分类法是一种经常被应用在数据挖掘和机器学习领域中的算法。
它被广泛使用，因为它可以在分类和预测方面提供高度的准确性和解释性。
以下是一些决策树分类法的具体应用。
1. 预测通过决策树分类法，可以预测未来的趋势或事件。
例如，一家商店可以使用过去的销售数据来预测未来的库存需求，以便他们可以更好地管理他们的供应链。
同样，金融机构可以使用决策树分类法来预测未来某种类型的贷款的违约率，以决定是否应该批准该贷款。
2. 垃圾邮件过滤许多人每天都会遭受大量的垃圾邮件。
通过应用决策树分类法，可以轻松的过滤掉这些垃圾邮件。
邮件服务商可以使用分类器来将邮件分类为垃圾邮件和正常邮件。
这可以帮助用户更有效地使用他们的邮件，同时保护其系统免受恶意软件和网络攻击。
3. 疾病诊断决策树分类法也可以用来帮助医生在疾病诊断方面作出更准确的判断。
通过在医学数据库中存储一些病人的病例数据，分类分析可以在自然状态下辨别患有何种疾病。
根据这些信息，医生可以快速制定出最佳的治疗方案。
4. 金融预测在金融行业中，决策树分类法广泛应用于了预测股票市场上的价格和利润。
金融分析员可以根据收益率和其他经济数据，构建决策树模型，来分析市场上的变化。
这可以帮助他们做出更明智的投资决策，并根据结果调整他们的策略。
5. 客户群体划分决策树分类法还可以用来帮助公司更好地了解其目标客户群体，并根据其需求推出相应的产品。
通过将数据组织成数值型，监督学习可以满足变化的需求。
在子图上，根据历史数据和特定的因果条件进行推理，可以研究消费者的行为，倾向和喜好。
总结决策树分类法是一种多元化的算法，广泛应用于数据挖掘领域和机器学习中，这种算法在解释性和准确性方面表现出色，对人类决策者和算法决策者都具有很高价值。
通过熟练掌握决策树分类法的应用，人们可以更好地处理大量的数据，做出明智的投资决策，制定更好的策略并更有效地利用资源。
如何使用决策树算法进行分类
如何使用决策树算法进行分类决策树算法是一种常用的机器学习算法，被广泛用于分类问题。
它通过将数据集划分为不同的子集，基于特征的不同取值进行决策，并最终生成一棵树结构来实现分类。
在本文中，我们将探讨如何使用决策树算法进行分类。
首先，我们需要了解决策树算法的工作原理。
决策树以树的形式表示，由根节点、内部节点和叶节点组成。
根节点表示最重要的特征，内部节点表示其他重要特征，而叶节点表示最终分类结果。
决策树的构建过程通过递归地选择最佳特征对数据进行划分，直到满足停止条件。
以下是使用决策树算法进行分类的步骤：1. 数据预处理：首先，我们需要对数据进行预处理。
这包括处理缺失值、异常值和重复值，以及对连续特征进行离散化等。
预处理是数据挖掘过程中的关键步骤，能够提高模型的准确性和鲁棒性。
2. 特征选择：选择合适的特征对分类结果有至关重要的影响。
可以使用相关性分析、信息增益等指标来评估特征的重要性。
选择具有较高信息增益或相关性的特征作为决策树的划分依据。
3. 决策树构建：决策树的构建是递归进行的过程。
从根节点开始，根据选定的特征将数据集划分成不同的子集。
可以使用多种划分准则，如基尼指数和信息增益等。
重复此过程，直到满足停止条件。
4. 停止条件：决策树构建的停止条件是根据实际需求进行定义的。
可以根据树的深度、节点的样本数或其他指标来进行判断。
过拟合是常见的问题，所以需要合理设置停止条件以避免过拟合。
5. 决策树剪枝：决策树构建完成后，可能出现过拟合的情况。
剪枝是通过裁剪决策树的一些子树来减少过拟合。
剪枝可以通过预剪枝或后剪枝来实现。
预剪枝是在构建树的过程中进行剪枝，而后剪枝是在构建完成后再进行剪枝。
6. 分类预测：完成决策树的构建和剪枝后，我们可以使用分类预测来对新样本进行分类。
从根节点开始，根据特征的取值进行递归判断，直到达到叶节点。
叶节点的分类结果即为预测结果。
决策树算法的优点在于易于理解和解释，而且可以处理非线性关系。
分类决策树decisiontreeclassifier详解介绍
分类决策树DecisionTreeClassifier详解介绍分类决策树（Decision Tree Classifier）是机器学习中一种常见且易于理解的分类算法。
它通过树状结构来表示实例可能的分类过程，每个内部节点表示一个属性上的判断条件，每个分支代表一个可能的属性值，每个叶节点代表一个分类结果。
下面将详细介绍分类决策树的基本概念、构建过程、优缺点以及实际应用。
一、基本概念1. 决策树：决策树是一种树形结构，其中每个内部节点表示在一个属性上的测试，每个分支代表一个测试输出，每个叶节点代表一种类别。
2. 根节点：决策树的顶部节点，包含对整个数据集的第一次划分。
3. 内部节点：决策树中的节点，它根据某个属性的值将数据集划分成子集，并且还有子节点。
4. 叶节点：决策树中没有子节点的节点，它表示一个类别或者决策结果。
5. 剪枝：为了防止过拟合，通过去掉决策树的一些分支来简化模型的过程。
二、构建过程分类决策树的构建通常包括以下步骤：1. 特征选择：选择合适的特征进行数据集的划分。
常见的特征选择算法有信息增益、增益率、基尼指数等。
2. 决策树生成：根据选择的特征评估标准，递归地生成决策树。
从根节点开始，对数据集进行划分，生成子节点。
重复此过程，直到满足停止条件（如达到最大深度、节点中样本数小于预设值等）。
3. 决策树剪枝：通过去掉决策树的一些分支来简化模型，防止过拟合。
剪枝策略包括预剪枝和后剪枝。
三、优缺点1. 优点：- 易于理解和解释：决策树的结构直观，易于理解和解释，适合非专业人士使用。
- 对数据预处理要求较低：决策树算法能够处理数值型和离散型数据，不需要过多的数据预处理。
- 能够处理非线性关系：决策树能够自动捕捉特征与目标变量之间的非线性关系。
- 对异常值和缺失值不敏感：决策树算法在一定程度上对异常值和缺失值具有鲁棒性。
2. 缺点：- 容易过拟合：决策树在生成过程中可能会过于复杂，导致过拟合现象。
决策树分类算法
决策树分类算法⼀、决策树原理决策树是⽤样本的属性作为结点，⽤属性的取值作为分⽀的树结构。
决策树的根结点是所有样本中信息量最⼤的属性。
树的中间结点是该结点为根的⼦树所包含的样本⼦集中信息量最⼤的属性。
决策树的叶结点是样本的类别值。
决策树是⼀种知识表⽰形式，它是对所有样本数据的⾼度概括决策树能准确地识别所有样本的类别，也能有效地识别新样本的类别。
决策树算法ID3的基本思想：⾸先找出最有判别⼒的属性，把样例分成多个⼦集，每个⼦集⼜选择最有判别⼒的属性进⾏划分，⼀直进⾏到所有⼦集仅包含同⼀类型的数据为⽌。
最后得到⼀棵决策树。
J.R.Quinlan的⼯作主要是引进了信息论中的信息增益，他将其称为信息增益（information gain），作为属性判别能⼒的度量，设计了构造决策树的递归算法。
举例⼦⽐较容易理解：对于⽓候分类问题，属性为:天⽓(A1) 取值为：晴，多云，⾬⽓温(A2) 取值为：冷，适中，热湿度(A3) 取值为：⾼，正常风 (A4) 取值为：有风，⽆风每个样例属于不同的类别，此例仅有两个类别，分别为P，N。
P类和N类的样例分别称为正例和反例。
将⼀些已知的正例和反例放在⼀起便得到训练集。
由ID3算法得出⼀棵正确分类训练集中每个样例的决策树，见下图。
决策树叶⼦为类别名，即P 或者N。
其它结点由样例的属性组成，每个属性的不同取值对应⼀分枝。
若要对⼀样例分类，从树根开始进⾏测试，按属性的取值分枝向下进⼊下层结点，对该结点进⾏测试，过程⼀直进⾏到叶结点，样例被判为属于该叶结点所标记的类别。
现⽤图来判⼀个具体例⼦，某天早晨⽓候描述为:天⽓：多云⽓温：冷湿度：正常风：⽆风它属于哪类⽓候呢?-------------从图中可判别该样例的类别为P类。
ID3就是要从表的训练集构造图这样的决策树。
实际上，能正确分类训练集的决策树不⽌⼀棵。
Quinlan的ID3算法能得出结点最少的决策树。
ID3算法：⒈对当前例⼦集合，计算各属性的信息增益；⒉选择信息增益最⼤的属性A k；⒊把在A k处取值相同的例⼦归于同⼀⼦集，A k取⼏个值就得⼏个⼦集；⒋对既含正例⼜含反例的⼦集，递归调⽤建树算法；⒌若⼦集仅含正例或反例，对应分枝标上P或N，返回调⽤处。
机器学习中的分类算法与实践
机器学习中的分类算法与实践机器学习是一门在计算机中模拟人类智能的学科，主要包括监督学习、无监督学习、半监督学习和强化学习。
分类算法是监督学习中最常用的算法之一，主要解决的是将数据划分到不同的类别中的问题。
分类算法有很多种，比如决策树、逻辑回归、支持向量机、朴素贝叶斯分类器等，本文主要介绍这些算法的特点以及实践应用。
一、决策树分类算法决策树是一种基于树结构的分类模型，可以根据特征值来对实例进行分类。
它的主要思想是采用二分的策略，将实例一步一步分到正确的类别中。
基于特征的可分性，决策树采用信息增益、信息增益比、基尼指数等方法构建树结构。
决策树算法的优点是易于理解和解释，和其他分类算法相比，决策树不需要对数据进行特征工程，而且能够处理缺失数据。
决策树分类算法的实践应用比较广泛，比较典型的例子是通过决策树算法来预测获客转化率。
通过对用户的历史数据进行分析和筛选，选择最相关的特征作为决策树的构建因素。
构建好决策树之后，将用户实时信息和历史数据进行对比分析，通过比对，将新用户分到合适的类别中，以达到精准获客的目的。
二、逻辑回归分类算法逻辑回归是一种常见的分类方法，主要应用在二分类问题上。
它的主要思想是通过对各个特征进行权重分析，最终得出一个分类的似然函数。
然后引入sigmoid函数进行转化，最终输出一个概率值。
逻辑回归算法通常会结合正则化方法，比如L1、L2正则化，以避免过拟合和数据错误的影响。
逻辑回归的优点是能够快速预测结果、有较强的可解释性和适用性，且易于实现和处理大规模数据。
逻辑回归分类算法在实践应用中比较广泛，比如应用于CTR预估、客户流失分析、信用评分等场景。
比较经典的应用是电商广告CTR预估，通过对用户的历史数据进行学习和分析，建立逻辑回归模型，预测用户是否会点击广告，从而实现广告的投放和效果评估。
三、支持向量机分类算法支持向量机是一种基于最大间隔分类的算法，它的主要思想是通过对数据的间隔进行最大化，找到最优的分类超平面。
决策树分类
∑ − pi log2 ( pi ) .其中，P 是任意样本属于c 的概率，一般可以用来si／s估计。 1
设一个属性 A 具有 V 个不同的值{ a1, a2,..., av }。利用属性 A 将集合 S 划分
为 V 个子集{ s1, s2 ,..., sv }，其中 s 包含了集合 s 中属性 取 aj 值的数据样本。若 属性 A 被选为测试属性(用于对当前样本集进行划分)，设 s 为子集 si 中属于 c 类 别的样本数。那么利用属性 A 划分当前样本集合所需要的信息(熵)可以计算如下：
图 1.1 决策树分类器示意图 决策树分类算法起源于概念学习系统CLS(Concept Iearning System)，然后发 展到ID3方法而为高潮，最后又演化为能处理连续属性的C4．5，有名的决策树 方法还有CART和Assistant，Sliq、Spdnt等等。其中决策树方法中最为著名的算 法是Quinlan于1986年提出的ID3算法，算法以信息熵的增益进行属性选择。但由 于ID3算法采用基于信息熵的属性选择标准，因此偏向于选择属性取值较多的属 性，而属性取值较多的属性却不一定是最佳的分类属性。1993年，Qullan对ID3 算法进行了改进，利用信息增益率进行属性选择，提出了C4．5算法。C4．5算法 还在ID3算法的基础上增加对连续型属性、属性值空缺情况的处理，对剪枝也有 了较成熟的算法。 决策树分类算法主要是利用信息论原理对大量样本的属性进行分析和归纳 而产生的。决策树的根节点是所有样本中信息量最大的属性；树的中间节点是以
RID
Age
Income
Student Credit_rating Class
1
Youth
High
No
Fair
arcgis 决策树分类
arcgis 决策树分类ArcGIS 决策树分类是一种基于ArcGIS 软件的分类方法，通过构建决策树模型来对地理空间数据进行分类和预测。
本文将详细介绍ArcGIS 决策树分类的原理、步骤和应用，并进一步讨论其优缺点及发展前景。
一、ArcGIS 决策树分类的原理与基本概念1.1 决策树分类的基本原理决策树分类是一种基于树形结构的分类方法，通过构建一棵由节点和分支构成的树来对数据进行分类。
决策树的节点代表一个特征或属性，而分支代表这一特征的各种取值情况。
根据样本的特征值，沿着树的分支进行选择，最终到达叶节点，即所属的类别。
决策树的构建过程基于训练样本集，通过一系列的属性划分和属性评估来确定节点的选择和分支的划分。
1.2 ArcGIS 决策树分类的特点ArcGIS 决策树分类是基于ArcGIS 软件平台的决策树分类方法，具有以下特点：- 数据处理全面：ArcGIS 决策树分类可以处理各种形式的地理空间数据，包括栅格数据、矢量数据和时空数据。
- 结果解释性强：生成的决策树模型可以直观地解释各个节点和分支的意义，便于分析和理解分类结果。
- 参数可调整：ArcGIS 决策树分类模块提供了多种可调整的参数，用户可以根据实际需求进行模型参数的选择和调整。
- 预测准确性高：ArcGIS 决策树分类模型在分类预测上具有较高的准确性，能够对地理空间数据进行精确分类。
二、ArcGIS 决策树分类的步骤与方法2.1 数据准备在进行ArcGIS 决策树分类之前，首先需要准备训练样本集和测试样本集。
训练样本集是用于构建决策树模型的数据集，而测试样本集用于评估模型的预测准确性。
样本集应包括样本的特征属性和类别标签。
2.2 构建决策树模型ArcGIS 提供了强大的工具和函数来构建决策树模型。
在ArcGIS 软件中，可以使用决策树分类模块来进行模型构建。
通过选择相应的参数和算法，可根据样本集构建出决策树模型。
2.3 模型评估和调整构建好决策树模型后，需要对模型进行评估和调整。
机器学习 第3章 决策树与分类算法
议程
CART算法
议程
CART算法示例
以下是基于sklearn库的CART算法示例代码。通过构建决策树（采用Gini指标）对随机生成（通过np.random.randint方法）的数字进行分类，自变量X为100x4的矩阵，随机生成的数字大于10，因变量Y为大于2的100x1矩阵。树的最大深度限制为3层，训练完成之后将树可视化显示。
议程
C4.5算法
议程
C5.0算法
C5.0算法是Quinlan在C4.5算法的基础上提出的商用改进版本，目的是对含有大量数据的数据集进行分析 C5.0算法与C4.5算法相比有以下优势： 决策树构建时间要比C4.5算法快上数倍，同时生成的决策树规模也更小，拥有更少的叶子结点数 使用了提升法(boosting)，组合多个决策树来做出分类，使准确率大大提高 提供可选项由使用者视情况决定，例如是否考虑样本的权重、样本错误分类成本等
议程
ID3 算法
脊椎动物训练样本集以“饮食习性”作为分支属性的分裂情况 “饮食习性”为“肉食动物”的分支中有3个正例、5个反例，其熵值为：
议程
ID3 算法
同理，计算出“饮食习性”分类为“草食动物”的分支与分类为“杂食动物”的分支中的熵值分别为 设“饮食习性”属性为Y，由此可以计算得出,作为分支属性进行分裂之后的信息增益为
import numpy as np import random from sklearn import tree from graphviz import Source np.random.seed(42) X=np.random.randint(10, size=(100, 4)) Y=np.random.randint(2, size=100) a=np.column_stack((Y,X)) clf = tree.DecisionTreeClassifier(criterion='gini',max_depth=3) clf = clf.fit(X, Y) graph = Source(tree.export_graphviz(clf, out_file=None)) graph.format = 'png' graph.render('cart_tree',view=True)
第4章 决策树分类算法
四、决策树分类算法
2.决策树分类算法-ID3算法原理 2.1 ID3算法原理
ID3算法的基本策略如下： （1）树以代表训练样本的单个节点开始； （2）如果样本都在同一个类中，则这个节点成为树叶结点并标记为该类别； （3）否则算法使用信息熵（称为信息增益）作为启发知识来帮助选择合适的 将样本分类的属性，以便将样本集划分为若干子集， （4）对测试属性的每个已知的离散值创建一个分支，并据此划分样本； （5）算法使用类似的方法，递归地形成每个划分上的样本决策树： （6）整个递归过程在下列条件之一成立时停止。
gain(S,A)是指因为知道属性A的值后导致的熵的期望压缩。
四、决策树分类算法
2.决策树分类算法-ID3算法原理 2.3 ID3算法
(1) 初始化决策树T，使其只包含一个树根结点(X,Q)，其中X是全体样本集， Q为全体属性集。 (2) if(T中所有叶节点(X’,Q’)都满足X属于同一类或Q’为空) then 算法停止； (3) else { 任取一个不具有(2)中所述状态的叶节点(X’,Q’)；
理，C4.5算法的核心思想与ID3完全一样。
gain_ratio(S,A) gain(S,A) split_info(S,A)
其中，gain(S,A) 表示信息增益。
四、决策树分类算法
4. 决策树分类算法-C4.5算法原理 4.1 C4.5算法
2．数值属性的处理 C4.5处理数值属性的过程如下：
（1）按照属性值对训练数据进行排序； （2）用不同的阈值对训练数据进行动态划分； （3）当输入改变时确定一个阈值； （4）取当前样本的属性值和前一个样本的属性值的中点作为新的阈值； （5）生成两个划分，所有的样本分布到这两个划分中； （6）得到所有可能的阈值、增益和增益比例。
使用决策树算法进行多分类的步骤方法
使用决策树算法进行多分类的步骤方法决策树算法是一种常用于分类问题的机器学习算法。
它通过构建一个树状结构来对数据进行分类，每个节点代表一个特征属性，每个分支代表属性的取值，每个叶节点代表一个分类结果。
在多分类问题中，使用决策树算法可以将数据划分为多个不同的类别。
下面将介绍使用决策树算法进行多分类的步骤方法。
1. 数据预处理：在使用决策树算法之前，首先需要对数据进行预处理。
这包括数据清洗、数据变换和特征选择等步骤。
数据清洗是指去除缺失值、重复值或异常值等不规范的数据。
数据变换是指对数据进行归一化、标准化或离散化等处理，以使得数据更易于处理。
特征选择是指选择对分类结果有重要影响的特征作为输入。
2. 特征选择：在多分类问题中，选择适当的特征对分类结果十分重要。
特征选择的目标是找到最能区分不同类别的特征。
常用的特征选择方法有信息增益、基尼指数和卡方检验等。
通过计算特征与分类结果之间的相关性，选择相关性较高的特征作为输入。
3. 构建决策树：构建决策树是使用决策树算法的关键步骤。
决策树的构建是一个递归的过程，从根节点开始，根据特征的取值将数据分割成不同的子集，然后递归地对子集进行划分，直到所有数据都被正确分类或达到停止条件。
常用的决策树算法有ID3、C4.5和CART等。
ID3算法基于信息增益准则进行分裂，C4.5算法基于信息增益比准则进行分裂，CART算法基于基尼指数准则进行分裂。
4. 决策树的剪枝：决策树的构建过程容易导致过拟合，即对训练数据过度拟合，从而导致在新的数据上表现较差。
为了避免过拟合，可以对决策树进行剪枝。
剪枝是指通过减少树的深度或节点数来降低模型复杂度。
常用的剪枝方法有预剪枝和后剪枝。
预剪枝是指在构建决策树的过程中，根据一定的准则提前停止划分，而后剪枝是指先构建完整的决策树，然后通过减少节点来降低模型复杂度。
5. 模型评估：在构建完决策树后，需要对模型进行评估，以了解其分类性能。
常用的评估指标有准确率、精确率、召回率和F1值等。
如何使用决策树算法进行分类
如何使用决策树算法进行分类随着人工智能领域的不断发展，机器学习被广泛应用于各种领域中，而分类算法则是机器学习中最为基础和重要的一种算法之一。
在分类问题中，决策树算法是一种简单而有效的方法。
下面，我们将探讨如何使用决策树算法进行分类。
一、什么是决策树算法决策树算法是一种基于树模型的非参数监督学习算法，可以用于分类和回归分析。
它通过对训练集中的数据不断进行二分，构建出一棵决策树，使其可以对新的数据进行分类或预测。
决策树算法的构建过程是自顶向下的，即从整体样本集合开始，不断分割生成子节点的过程。
在生成子节点时，需要选择使得分类能力最强的属性进行分割。
为了避免决策树的过拟合，需要采用剪枝方法将过于复杂的决策树进行简化。
二、决策树算法的分类过程决策树算法的分类过程可以分为两个步骤：决策树的构建和分类预测。
1. 决策树的构建在构建决策树时，需要使用训练数据进行学习，并选择最优特征进行节点的划分。
构建过程中，需要注意以下几点：（1）特征选择：决策树的好坏主要取决于属性的选择。
基于信息增益或基尼指数来进行属性选择都是常用的方式。
（2）节点划分：选择了最优特征后，需要将数据集按照该特征的属性值进行划分。
（3）树的生长：重复以上步骤，直到每个叶子节点都是同一类别的样本，或者无法继续进行特征选择为止。
2. 分类预测在构建好决策树后，就可以使用它进行分类预测了。
分类预测的过程是从根节点开始，按照特征进行判断，最终到达某个叶子节点，该叶子节点上的类别即为预测类别。
三、决策树算法的优缺点决策树算法具有以下优点：（1）易于理解和解释：决策树算法生成的决策树可以很清晰地展现出数据的分类情况，方便理解和解释。
（2）处理分类和连续性变量：决策树算法可以处理包括分类和连续性变量在内的各种类型的数据。
（3）高效：在分类预测时，决策树算法的复杂度是O(log2n)，效率较高。
然而决策树算法也存在一些缺点：（1）容易过拟合：在样本数量较少或者属性数量较多的情况下，容易出现过拟合现象。
分类法的适用范围
分类法的适用范围
决策树归纳分类法是一种以数据驱动的统计决策方法，基于特定属性的规则机器学习
工具，主要应用于分类问题的决策建模和归纳分类。
决策树的模型由可分割的节点组成，
每个节点表示一个属性，这些分离的节点构成一棵决策树。
决策树归纳分类法通常被用来
解决一些具有显著规则分类的问题，如给定一些考试成绩，进行优秀、良好、及格等级的
分类，有很高的准确率和可解释性。
决策树归纳分类法的适用范围是相当广泛的，它可以用于多种不同的数据分类和决策
问题，包括：市场营销分析，预测和分类事件发生的可能性，诊断，投资分析，犯罪预防，网络系统设计，信用评估，财务管理，人员管理，工程管理，生物学，流体力学，地质学等。
与其他决策支持系统相比,决策树归纳分类法有许多优点。
最重要的是决策树能够可
视化功能，决策过程能够被抽象成一棵决策树，很容易理解。
它有一种高度抽象的方法来
表示复杂的函数，它可以准确地确定那些特征与每个决策阶段有关。
决策过程具有良好的
可解释性，在复杂的问题中有较好的分类和分割效果，具有较高的学习和测量性能，能够
有效地应对缺乏时间和知识的事件，能够充分利用每一份数据，减少了通过模型拟合来提
取模式和规律的步骤，构建的模型具有可持续性，并且可以有效地解决大量的数据的分类
和分类问题。
总之，决策树归纳分类法是一种对事件发生可能性进行分析和分类的非常有用的算法，它既具有良好的建模效果，又具有很高的准确度和可解释性，能够满足多种分类问题和应
用场景。
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一、规则定义
• Class1（朝北缓坡植被）:NDVI>0.3, slope<20, aspect<90 and aspect>270
• Class2（非朝北缓坡植被）：NDVI>0.3, slope<20, 90<=aspect<=270
• Class3（陡坡植被）：NDVI>0.3, slope>=20 • Class4（水体）：NDVI<=0.3, 0<b4<20 • Class5（裸地）：NDVI<=0.3, b4>=20 • Class6（无数据区）: NDVI<=0.3, b4=0
二、输入决策树规则
ENV中：classification->Decision Tree ->Build New Decision Tree
表达式作用和ENVI中部分函数的表达式
变量 slope aspect ndvi
作用 计算坡度
计算坡向
计算归一化植 被指数
表
部分可用函数
达
式
关 小于LT、小于等于LE 系 、等于EQ、不等于NE / 、大于等于GE、大于 逻 GTand、or、not、 辑 XOR最大值（>）、最
小值 (<)
三、执行决策树
选择Options>Execute，执行决策 树，跳出对话框，选 择输出结果的投影参 数、重采样方法输出 路径，点击OK之后， 得到结果。
四、分类后处理
回到决策树窗口，在工作空白处点击右键， 选择Zoom In，可以看到每一个节点或者类别 有相应的统计结果。如果结果不理想可以修 改决策树，左键单击节点或者末端类别图标， 选择Execute，重新运行你修改部分的决策树， 得到效果较好的处理结果。
决策树分类
决策树分类法
• 基于知识的决策树分类是基于遥感影像数据 及其他空间数据，通过专家经验总结、简单 的数学统计和归纳方法等，获得分类规则并 进行遥感分类。分类规则易于理解，分类过 程也符合人的认知过程，最大的特点是利用 的多源数据。
主要步骤
➢规则定义 ➢规则输入 ➢决策树运行 ➢分类后处理