2023年西電數(shù)據(jù)挖掘大作業(yè)密度聚類DBSCAN

題目：數(shù)據(jù)挖掘?qū)嶒?yàn)報(bào)告學(xué)院：電子工程學(xué)院專業(yè):智能科學(xué)與技術(shù)學(xué)生姓名:**學(xué)號(hào)：０2１15***?數(shù)據(jù)挖掘?qū)嶒?yàn)報(bào)告——密度聚類DBSCAN問(wèn)題介紹用ＤBSＣAN的方法對(duì)雙層正方形數(shù)據(jù)和三維同心球數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類。其中樣本個(gè)數(shù)為２0230，且為均勻分布。算法描述輸入:

espilｏng—

半徑

MiｎPtｓ—

給定點(diǎn)在espilｏnｇ鄰域內(nèi)成為核心對(duì)象的最小領(lǐng)域點(diǎn)數(shù)

data

—

集合輸出：目的類簇集合；聚類數(shù)方法:標(biāo)記所有對(duì)象為unｖｉsitｅd;do隨機(jī)選擇一個(gè)uｎｖisiｔeｄ對(duì)象p;標(biāo)記p為visited;ifp的espｉlong鄰域至少有MiｎPts個(gè)對(duì)象創(chuàng)建一個(gè)新簇C令Ｎ為p的espilong鄰域中的對(duì)象的集合ｆorN中的每個(gè)點(diǎn)p’iｆｐ’是unｖiｓiｔeｄ標(biāo)記p’為visiｔedifｐ’的esｐilonｇ鄰域至少有MｉnＰts個(gè)對(duì)象把這些對(duì)象添加到N中iｆp’還不是任何簇的成員把ｐ’添加到cendfｏrelｓe標(biāo)記p為噪聲ｕntil沒(méi)有標(biāo)記為uｎvisｉｔeｄ的對(duì)象實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于考慮到內(nèi)存問(wèn)題,所以這里只取2023個(gè)數(shù)據(jù)雙層正方形數(shù)據(jù)由多次實(shí)驗(yàn)可知epsiｌｏｎg=１０MｉnＰｔs=20三維同心球數(shù)據(jù)由多次實(shí)驗(yàn)可知ｅｐsｉlｏｎg=5MiｎPtｓ＝7實(shí)驗(yàn)代碼DBSCAＮ%%%%%％％%%％DBSCAN％%%%%%%輸入:％dａt(yī)ａ——包含n個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)集％epsiｌｏn——半徑參數(shù)％MinPts——鄰域密度閾值％輸出:%y——基于密度的簇的分類%c——類別數(shù)fｕnction［ｙc]＝ＤBSCAN(data,ｅpsｉlong，MinＰts）ｎum=ｓizｅ(daｔa,１)；Ｎ＝ｚerｏs(1,１);c＝１;visitｅd＝zerｏs(ｎum,2)；dis=ｚeｒos(ｎuｍ,num)；fori=１:numｆorj=1:nｕmdｉs（i,j)=norm（data(i,:)-ｄａt(yī)a(ｊ,:)）;ｅｎdendwhｉｌe(miｎ(visited（:，1))==0)%隨機(jī)選擇一個(gè)未訪問(wèn)過(guò)的對(duì)象pwhｉｌe(1)ｐ＝ｒｏunｄ(num*ｒａnｄ);iｆ（p==0)p=1;endif(vｉsiteｄ(p,1)==０)bｒeak;enｄenｄ％標(biāo)記p為vｉsiｔedｖisited(p,1)＝1;％判斷p的epsiloｎg鄰域內(nèi)對(duì)象的個(gè)數(shù)[rowcol]=fiｎd(dis(p,:)<=epsilonｇ);ｎ=sｉze(cｏl,2);if(n<MiｎＰts)visitｅd(p,2)=-１;%標(biāo)記為噪聲elｓeviｓiｔed(p,2)=c;％為ｐ創(chuàng)建一個(gè)新的簇ｃN=cａt(yī)(2,N，ｃol）;%將p的ｅpsiｌong鄰域內(nèi)的所有對(duì)象放到候選集合N中%迭代的將N中不屬于其它簇的對(duì)象添加到c中while(ｓize(N,2）>１)pp=N（1,2）;iｆ（viｓited(pp,1)==0)viｓited（pp,１)=1;[pｒowpcｏl］=find(ｄis（pｐ,:)<=epsilong);nｎ＝ｓizｅ(pｃol,２);if(nn＞=MiｎPts)N=cat(2,Ｎ,pcｏl);eｎｄenｄif((vｉsiｔｅｄ（ｐｐ,2)＝=0)||(vｉsｉｔed(pp,２)＝=-1))vｉsiteｄ(ｐp,2)＝ｃ;eｎdv=sｉze（N,2);N=N(:,2：v);ｅnd%簇c生成c=c+1;ｅndendy＝ｖisited(：,２);c=c-1;ｅndｃｒeａt(yī)data＿squaｒecleaｒ;cｌc;%數(shù)據(jù)生成ｎｕm=2０23;data=zerｏs（ｎum,２);ｆori=1:ｎｕm/2data(i，１)=－50+１０0*rand;data(i，2）＝-50+１00*rand；endwhiｌｅ(i~=num)x＝－100+２00*rand;y＝－1０0+200*ranｄ;ｉf（ｘ>=-50&&ｘ<＝５0&＆y>=-5０&&y<=50）i=i;eｌsｅｉ=i+1;datａ(i,1)=ｘ；daｔa（i,2)=ｙ;endend％運(yùn)用DBSＣＡＮ進(jìn)行聚類epsiｌonｇ＝10;MinPts=20;［yc]=DBSCAN(dａt(yī)a,ｅpsiｌoｎg,MinPｔs)；％結(jié)果顯示diｓｐ(sprintf('聚類數(shù)為％d',c));lｉnetype＝{'ｒ*＇,'ｂ*＇,'g＊',＇k*','ｙ*＇,'ｃ＊'，'r<','k<','b<＇,'g<'，＇y<','ｃ<＇};fｏｒi＝1：numiｆ(ｙ(ｉ，１)~=-1)plｏｔ(dａｔa（i，１),dａｔa(i，2),linｅtyｐe{y（i,1)});ｅlsｅploｔ(data(i,1)，data（ｉ,２）,linｅtｙpｅ{c+１｝）;endhoｌdon;eｎｄａxis(［-１0010０-１0０１０0]);creaｔdａｔａ_circleｃｌeaｒ；clc;%數(shù)據(jù)生成ｎｕm＝2０23；data＝zeｒos(ｎｕm,3);ｆori=１:num/2ｒho=50＊ｒanｄ;tｈeta=2＊pi*rand；pｈi＝pｉ*raｎd;ｄatａ(i,1)=rho*sin(phi）*cos（theta);data(i，2)=ｒho＊sｉn(ｐhi)*ｓiｎ(ｔhｅｔa);dａt(yī)a(ｉ,３)＝ｒhｏ＊cos（phi);ｅndfoｒj=1:ｎum/2i=j+ｎum／2；rhｏ＝50+50*ｒaｎd;tｈeｔa=２*pｉ*ｒanｄ；ｐｈi＝pi＊ｒａｎｄ;data(i,1)=rｈo*ｓin（phｉ)*ｃos(ｔheta);ｄata(ｉ,2)=rho*sin(pｈi）*sｉｎ（ｔheta);ｄatａ(i,3)＝rｈｏ＊ｃos(pｈi）;end%運(yùn)用DＢSCAN進(jìn)行分類eｐsiｌonｇ=５;MinPts＝７；[yc]=ＤBSCＡN（ｄatａ，epsｉlｏng,MｉnPｔｓ);%?á1???ê?disp(sｐrinｔf('聚類數(shù)為%ｄ',ｃ))；linetype={'r*＇,'b＊','g*＇,'k*＇,'c＊','y＊','ｒ<＇,＇ｋ＜＇，'ｂ＜＇,'g<'，'ｙ<','c＜'}；foｒi=1:nuｍif(y(i,1）~=-1）