系統(tǒng)聚類分析課程設(shè)計(jì)(已修改)
2025-01-25 16:33 本頁(yè)面
【正文】 《空間分析》系統(tǒng)聚類算法及編程實(shí)現(xiàn) 學(xué)院：地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院 專業(yè)：遙感科學(xué)與技術(shù)班級(jí)：2011260601學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師： 目錄第1章 前言……………………………………………………3第2章 算法設(shè)計(jì)背景…………………………………………3 聚類要素的數(shù)據(jù)處理………………………………3 距離的計(jì)算…………………………………………5第3章 算法思想與編程實(shí)現(xiàn)…………………………………5 算法思想………………………………………………5 用Matlab編程實(shí)現(xiàn)……………………………………7 程序代碼…………………………………………7 編程操作結(jié)果…………………………………12第4章 K均值算法應(yīng)用與優(yōu)缺點(diǎn)…………………………13 K均值聚類法的應(yīng)用………………………………13 K均值聚類法的優(yōu)缺點(diǎn)……………………………14第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………14主要參考文獻(xiàn)………………………………………………15第一章 前言本課題是根據(jù)李斌老師所教授的《空間分析》課程內(nèi)容及要求而選定的，是對(duì)于系統(tǒng)聚類算法的分析研究及利用相關(guān)軟件的編程而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聚類。研究的是系統(tǒng)聚類算法的分析及編程實(shí)現(xiàn)，空間聚類的目的是對(duì)空間物體的集群性進(jìn)行分析，將其分為幾個(gè)不同的子群（類）。子群的形成的是地理系統(tǒng)運(yùn)作的結(jié)果，根據(jù)此可以揭示某種地理機(jī)制。此外，子群可以作為其它分析的基礎(chǔ)，例如，公共設(shè)施的建立一般地說(shuō)是根據(jù)居民點(diǎn)群的分布，而不是具體的居民住宅的分布來(lái)布置的，因此需要對(duì)居民點(diǎn)群進(jìn)行聚類分析以形成若干居民點(diǎn)子群，這樣便于簡(jiǎn)化問(wèn)題，突出重點(diǎn)。 空間聚類可以采用不同的算法過(guò)程。在分析之初假定n個(gè)點(diǎn)自成一類，然后逐步合并，這樣在聚類的過(guò)程中，分類將越來(lái)越少，直至聚至一個(gè)適當(dāng)?shù)姆诸悢?shù)目，這一聚類過(guò)程稱之為系統(tǒng)聚類。 常見(jiàn)的聚類分析方法有系統(tǒng)聚類法、動(dòng)態(tài)聚類法和模糊聚類法等。下面主要介紹系統(tǒng)聚類算法，并基于Matlab軟件用Kmeans算法(即k均值算法)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聚類的算法編程。第二章 算法設(shè)計(jì)背景假設(shè)有m 個(gè)聚類的對(duì)象，每一個(gè)聚類對(duì)象都有 個(gè)要素構(gòu)成。它們所對(duì)應(yīng)的要素?cái)?shù)據(jù)可用 。 在聚類分析中，常用的聚類要素的數(shù)據(jù)處理方法有如下幾種。 ①總和標(biāo)準(zhǔn)化② 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化 ③ 極大值標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)過(guò)這種標(biāo)準(zhǔn)化所得的新數(shù)據(jù)，各要素的極大值為1，其余各數(shù)值小于1。④ 極差的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)過(guò)這種標(biāo)準(zhǔn)化所得的新數(shù)據(jù)，各要素的極大值為1，極小值為0，其余的數(shù)值均在0與1之間。 距離是事物之間差異性的測(cè)度，差異性越大，則相似性越小，所以距離是系統(tǒng)聚類分析的依據(jù)和基礎(chǔ)。 選擇不同的距離，聚類結(jié)果會(huì)有所差異。在地理分區(qū)和分類研究中，往往采用幾種距離進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比，選擇一種較為合適的距離進(jìn)行聚類。第三章 算法思想與編程實(shí)現(xiàn)我們已經(jīng)指出系統(tǒng)聚類方法首先將n個(gè)空間點(diǎn)看做是n個(gè)子群，然后根據(jù)所選用的聚類統(tǒng)計(jì)量來(lái)計(jì)算n個(gè)子群之間的關(guān)系。對(duì)于距離，計(jì)算n個(gè)子群兩兩之間的距離，首先選擇距離最近的兩個(gè)子群（點(diǎn)）歸為一個(gè)新的子群，這樣就得到n1個(gè)子
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