淺析聚類分析方法在食堂消費數據中的應用論文
淺析聚類分析方法在食堂消費數據中的應用論文
聚類(clustering)是數據挖掘領域最為常見的技術之一,用于發現在數據庫中未知的對象類。即考察個體或數據對象間的相似性,將滿足相似性條件的個體或數據對象劃分在一組內,不滿足相似性條件的個體或數據對象劃分在不同的組。以下是學習啦小編為大家精心準備的：淺析聚類分析方法在食堂消費數據中的應用相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!
淺析聚類分析方法在食堂消費數據中的應用全文如下：
【摘要】：以聚類分析方法為基礎,研究學校食堂消費數據,從而分析出男女生消費特點的不同,以幫助食堂改進經營策略。
【關鍵詞】： 聚類分析 消費數據 SPSS
1 聚類分析方法
聚類分析(cluster analysis)是一組將研究對象分為相對同質的群組(clusters)的統計分析技術。聚類分析方法具有簡單、直觀的特點，主要應用于探索性的研究，其中變量的選擇有較大的影響。
2 聚類分析基本思想
以學生的消費記錄為研究對象， 使用聚類分析知識進行研究，主要使用K-Means 算法：
輸入：聚類個數k 以及包含n 個數據對象的數據集;
輸出：滿足目標函數值最小的k 個聚類。
(1)計算任意兩個數據對象間的距離d(xi，xj);
(2)計算每個數據對象的密度參數，把處于低密度區域的點刪除，得到處于高密度區域的數據對象的集合D;
(3)把處于最高密度區域的數據對象作為第1 個中心z1;
(4)把z1 距離最遠的數據對象作為第2 個初始中心z2，z2∈D;
(5)令z3 為滿足max(min(d(xi，z1)， d(xi，z2))， i =1，2，…，n 的數據對象xi，z3∈D;
(6)令z3 為滿足max(min(d(xi，z1)， d(xi，z2))， d(xi，z3))， i =1，2，…，n 的數據對象xi，z4∈D;
(7)令zk 為滿足max(min(d(xi，zj))) ， i =1，2，…，n， j =1，2，…，k -1 的xi，zk∈D;
(8)從這k 個聚類中心出發，應用k-means 聚類算法，得到聚類。一般采用均方差作為目標測度函數： 其中E 是數據集中所有對象的均方差之和;p 是代表對象的空間中的一個點。
3 聚類分析方法在食堂消費數據中的應用
本文主要使用SPPS 工具來進行聚類分析與研究。SPSS(Statistical Product and Service Solutions，統計產品與服務解決方案)，是一種實現數據分析的多功能軟件。
SPSS for Windows 是一種運行在Windows 系統下的社會科學統計軟件包，從1968 年由美國斯坦福大學開發使用至今，在全球已經擁有數以萬計的用戶，在通信、醫療、銀行、證券、保險、制造、商業、市場研究、科學教育等眾多的行業領域都得以有效的應用，目前，SPSS 已成為世界上應用最廣泛的專業統計軟件之一。SPSS 軟件包采用窗口操作界面，用戶操作使用方便，包括數據整理、分析過程、結果輸出等功能。面對龐大的數據量，SPSS 軟件的功能不斷完善，其統計分析方法不斷充實，涵蓋面越來越廣，輸出數據表格圖文并貌，大大提高了統計分析工作的效率。
SPSS 的基本功能包括數據管理、統計分析、圖表分析、輸出管理等，具體內容包括描述統計、列聯分析，總體的均值比較、相關分析、回歸模型分析、聚類分析、主成份分析、時間序列分析、非參數檢驗等多個大類， 每個類中還有多個專項統計方法。SPSS 設有專門的繪圖系統，可以根據使用者的需要將給出的數據繪制各種圖形，能夠滿足用戶的不同需求。
聚類分析工具的應用：
1)打開SPSS 軟件，并輸入數據，設置變量名稱，在學生消費數據中選擇了三十名學生的月消費情況作為分析目標，如下圖所示為部分消費情況，其中男女各15 名，將性別男、女處理為二值型數據分別標記為1、2。
2)每個變量設置的部分格式：
(1)名稱：學號，類型：字符串，長度：11，對齊方式：左，測量單位：名稱;(2)名稱：性別，類型：數值，長度：1，對齊方式：右，測量單位：名稱;(3)名稱：月消費額，類型：數值，長度：6，對齊方式：右，測量單位：尺度;(4)名稱：交易次數，類型：數值，長度：5，對齊方式：右，測量單位：尺度。
3)選擇“分析”—“聚類分析”—“快速聚類K”進行分析，則在出現的界面中進行如下設置：
將”變量”設置為：性別、月消費額、交易次數。
將“方法”設置為：迭代與聚類。
將“聚類數目”設置為：2。
4)對“方法”、“迭代”選項進行設置，點擊“確定”即出現運算過程及相應結果：
(1)初始聚類中心
“1”類：性別為“2”(女)，月消費額為278.90，交易次數為155。
“2”類：性別為“1”(男)，月消費額為520.10，交易次數為171。
(2)迭代過程
在聚類中心的變化分別為63.006、51.977。由于最大絕對坐標的變化是.000， 當前迭代是2， 最小距離是241.732，初始中心實現了最小的變化。
(3)最終聚類中心
“1”類：性別為“2”(女)，月消費額為341.33，交易次數為164。
“2”類：性別為“1”(男)，月消費額為468.13，交易次數為170。
從上述運算結果可看到30 個觀測量都有效， 并沒有丟失任何一個觀測量。最終，通過以上分析可以看出學生的消費情況可以分為兩類，第一類性別為2，即女生每月消費大概為341.33 元，平均交易164次，而第二類性別為1，即男生每月消費大概為468.13 元，平均交易170 次。從上我們可以看出男生與女生的每月消費情況是不同的，男生消費較多，平均交易也自然的較多，針對食堂來說就應該針對男女生不同的特點，合理安排消費類別，促進學生進行消費。
總之，使用SPSS 軟件中的聚類功能對校園一卡通數據進行分析，能有效地快速分析出學生消費的一些特征，對這部分知識的研究這里僅進行了粗略的分析，在今后的時間里再進行深入研究。
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