数据挖掘中的数据聚类是一种非监督学习方法,其目标是根据数据对象的相似性或差异性,将数据集划分为多个类别,使得同一类内的对象相似度较高,不同类之间的对象差异性较大。聚类无需预先给定类别标签,而是通过对数据的分析自动发现潜在的分组结构。
在聚类过程中,相似性度量起着核心作用。常见的相似性度量包括距离度量和相似系数。距离度量,如Q型聚类,主要用于样本分类,其中的典型代表有绝对距离、欧式距离(平方欧几里得距离)、切比雪夫距离等。这些距离计算方法衡量的是两个对象之间的差异程度。而R型聚类则关注变量间的相似性,常采用相似系数,如1-rij定义的距离,用于对变量进行分类。
在处理不同类型的数据时,需要选择适合的相似性度量。间隔尺度变量(如连续数值)通常使用欧式距离等连续距离函数;有序尺度变量(如等级数据)可能需要特殊处理,如考虑等级间的相对距离;名义尺度变量(如类别数据)可能使用不考虑数值大小的度量方式。
聚类算法有多种,如基于试探的算法和系统聚类法。基于试探的算法包括单链接、完全链接和平均链接等,它们从局部出发逐步构建聚类结构。系统聚类法则从所有对象组成的大类开始,逐渐细化,直到满足停止条件。动态聚类是一种不断调整聚类的过程,随着新数据的加入或删除,聚类结果会相应变化。
聚类的应用广泛,例如在市场营销中,商家可以通过聚类分析识别顾客的购买模式,区分不同的客户群体,以便制定更有针对性的营销策略。银行也可以通过聚类找到高价值客户,提供定制化服务以留住他们。在生物学领域,聚类可用于推导物种分类和基因分析。数据挖掘中,聚类分析作为预处理步骤,帮助理解数据分布,为进一步研究特定类别的数据提供基础。
数据聚类是数据挖掘的重要工具,通过合理的相似性度量和聚类算法,可以揭示数据的内在结构,发现有价值的信息,为企业决策、科学研究等领域提供有力支持。