聚类分析作业

发布 2023-05-16 16:55:28 阅读 1783

已知每个农业小区域的气候取决于四个指标:热量、水分、霜冻、霜雹。假设现有五个农业小区域,其相应的指标数据如下表,运用模糊聚类的方法对其进行合理分类:

解:由题目条件知变量指标均大于0,且没有量纲,数据之间具有一定的可比性,故不需进行预处理变换 ,直接用绝对值减数法建立模糊相似矩阵。

公式为: c取适当值,使得到的相似矩阵中各数值介于0~1之间。

c=0.02时,得到的模糊相似矩阵是。

得到的模糊等价矩阵为。

当λ=1.0000时,可以分为5类,分别是,,,

当λ=0.9700时,可以分为4类,分别是,,,

当λ=0.9600时,可以分为3类,分别是,,;

当λ=0.9200时,可以分为2类,分别是,当λ=0.8700时,可以分为1类,即是全部的农业区域。

根据λ不同取值,得到聚类图如下:

x1 x2 x3 x5 x4 分类数。

c=0.04时,得到的模糊相似矩阵是。

得到的模糊等价矩阵为。

当λ=1.0000时,可以分为5类,分别是,,,

当λ=0.9400时,可以分为4类,分别是,,,

当λ=0.9200时,可以分为3类,分别是,,;

当λ=0.8400时,可以分为2类,分别是,当λ=0.7400时,可以分为1类,即是全部的农业区域。

根据λ不同取值,得到聚类图如下:

x1 x2 x3 x5 x4 分类数。

c=0.06时,得到的模糊相似矩阵是。

得到的模糊等价矩阵为。

当λ=1.0000时,可以分为5类,分别是,,,

当λ=0.9100时,可以分为4类,分别是,,,

当λ=0.8800时,可以分为3类,分别是,,;

当λ=0.7600时,可以分为2类,分别是,当λ=0.6100时,可以分为1类,即是全部的农业区域。

根据λ不同取值,得到聚类图如下:

x1 x2 x3 x5 x4 分类数。

c=0.08时,得到的模糊相似矩阵是。

得到的模糊等价矩阵为。

当λ=1.0000时,可以分为5类,分别是,,,

当λ=0.8800时,可以分为4类,分别是,,,

当λ=0.8400时,可以分为3类,分别是,,;

当λ=0.6800时,可以分为2类,分别是,当λ=0.4800时,可以分为1类,即是全部的农业区域。

根据λ不同取值,得到聚类图如下:

x1 x2 x3 x5 x4 分类数。

根据c取值的不同,我们得到的分类都是一样的,所以c的取值并不影响我们的分类。

若将五个区域分成五类,即各单元自成一类,这样对分类进行分析的工作量很大,而且失去了聚类的目的和意义,分类不合理。

若将五个区域分成四类,即,,,联系原环境问题进行分析,我们可以看出区域x1因其低热量、充足的水分以及物霜雹的适宜气候而自成一类;区域x2、x3因其相似的中等热量、充足水分、较轻霜冻和霜雹情况而聚为一类,比较合理;区域x4因其高热量、低水分、霜冻较重的恶劣气候而独自呈一类;区域x5热量较高、水分充足、存在一般霜冻和霜雹,因此它的气候也可以自成一类。根据实际指标数据来看,将五个环境单元聚为四类进行分析是合理的。

若将五个区域分成三类,即,,,联系原环境问题进行分析,我们可以看出区域x1、x2、x3三个区域的霜冻情况相同,水分也都充足,热量情况和霜雹情况相似,这三个区域的气候相差不大,聚为一类比较合理;区域x4因其高热量、低水分、霜冻较重的恶劣气候而独自呈一类;区域x5热量较高、水分充足、存在一般霜冻和霜雹,因此它的气候也可以自成一类。根据实际指标数据来看,将五个环境单元聚为三类进行分析是比较合理的。

若将五个区域分成两类,即,,区域x4因其高热量、低水分、霜冻较重的恶劣气候而独自呈一类;其余的四个区域气候不及区域x4恶劣,勉强聚为一类;这时的分类比较简单,进行初步分析还可以,进一步分析就比较勉强。将五个区域分为两类不怎么合理。

若将五个区域聚为一类,这样对区域气候的分析是不利的,这时的分类结果比较盲目,分类不合理。

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