数据挖掘与知识发现是信息技术领域中的重要研究方向,其中面向属性的归纳学习技术是一种关键方法。这种方法旨在从海量数据中抽取出规律性信息,形成可理解的规则和模式。面向属性的归纳学习(Attribute-Oriented Induction, AOI)是由Jiawei Han等人提出的,主要用于关系数据库的在线分析处理(OLAP)和知识发现。
AOI的核心思想是通过属性的泛化过程减少数据的复杂性。通过查询获取与任务相关的数据,然后分析这些数据中各个属性的不同值,进行属性的概括。这一步骤能够将属性域的取值抽象到更高层次,生成广义关系,这些关系可以转换为图表或规则,方便用户理解和利用。例如,对于数据分类问题,AOI能够简化事件空间,提高分类效率。
概念层次是数据挖掘中的一个重要概念,它描述了数据的语义层次结构。概念可以分为多个层次,从原始的详细信息到更高级别的概括。在概念层次结构中,时间单位就是一个很好的例子,从年到日形成了一种抽象的层次关系。概念层次通常用概念树来表示,其中节点代表概念,树枝表示概念间的包含关系。概念树从一般到特殊进行排序,最一般的概念(无特定特性)用“any”表示,最特殊的概念对应数据库中的具体属性值,而中间的概念则是对属性值归纳后得到的更宏观概念。
正则概念层次是一种特殊类型的概念层次,具有一个最大元素(最一般的概念)和层次号的概念,层次号用于描述概念的抽象程度。概念层次有四种类型:模式层次、集合分组层次、导出操作层次和基于规则的层次。
1. **模式层次**:在模式级别上建立,通过定义属性之间的偏序关系,如地址信息的门牌号码、街道、城市等,形成自左向右的泛化和自右向左的特化关系。
2. **集合分组层次**:基于一组概念值的子集关系形成,反映了应用领域的语义联系,如学生数据库中不同年级和专业的分组。
3. **导出操作层次**:通过一系列计算或操作得到的概念层次,例如通过对数值属性的聚合操作。
4. **基于规则的层次**:基于已知规则构建的概念层次,例如通过已有的业务规则对数据进行分类。
概念层次在数据挖掘中起到关键作用,因为它能以层次结构清晰地组织数据和概念,使复杂的数据关系变得更加易懂,便于进行进一步的分析和挖掘。通过理解并应用这些概念层次和面向属性的归纳学习技术,我们可以更有效地从大数据中提取有价值的知识,支持决策制定和业务洞察。