系统聚类分析是一种多元统计分类方法,主要用于根据多种地学要素对地理实体进行分类。其核心思想是通过度量数据或指标之间的相似性,将相似的对象聚合为同一类,不同类之间的相似性较低。以下是具体解析:
一、基本定义
系统聚类分析通过计算数据点之间的相似性(如距离或相似度),自动将数据划分为多个类别或簇,无需预先定义类别标签。其目标是通过层次化的方式构建分类系统图(谱系图),展示不同类别之间的亲疏关系。
二、核心步骤
相似性度量 选择合适的统计量(如欧氏距离、余弦相似度等)来衡量数据点之间的相似性。
层次化聚类
通过迭代过程将相似度高的数据点聚合为同一类,逐步形成层次化的分类结构。常见的方法包括凝聚式聚类(如系统聚类法)和分裂式聚类。
分类结果可视化
将聚类结果以谱系图形式展示,直观反映类别间的层次关系。
三、应用场景
地理信息系统(GIS): 如土地分等定级、水土流失强度分级等; 数据挖掘
生物信息学:基因序列分析、动植物分类等。
四、与其他聚类方法的区别
Q型聚类:对样品进行分类(如客户细分);
R型聚类:对变量进行分类(如特征提取);
K-Means:属于划分式聚类,需预先指定簇数。
五、注意事项
需选择合适的相似性度量方法,不同场景需权衡准确性;
簇数选择需结合领域知识,避免过度聚类或欠聚类。
系统聚类分析通过自动构建分类层次,适用于需要发现数据内在结构且难以预定义类别的场景,是数据挖掘和统计分析中常用的重要方法。