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清华大学学报(自然科学版)  2018, Vol. 58 Issue (8): 732-739    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.025
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邻域密度网格聚类算法及应用
索明亮, 周鼎, 安若铭, 李顺利
哈尔滨工业大学 航天学院, 哈尔滨 150001
Neighborhood density grid clustering and its applications
SUO Mingliang, ZHOU Ding, AN Ruoming, LI Shunli
School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
全文: PDF(4356 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 聚类作为数据分析的工具之一,已在模式识别、文献计量及故障诊断等领域中发挥了重要作用。该文基于邻域关系、局部密度和空间网格划分提出了一种聚类方法。该方法主要利用空间网格降低计算复杂度,利用邻域关系在网格空间中以密度为依据搜索聚类元素,并根据最大相对距离和最大相对密度原则自动寻找聚类中心。基于人工数据的实验结果表明,所提邻域密度网格聚类方法可有效处理任意形状数据并自主完成聚类。基于区域识别的对比实验表明,所提方法更适用于处理奇异形状且分布复杂的数据。
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索明亮
周鼎
安若铭
李顺利
关键词 聚类网格划分邻域密度任意形状区域识别    
Abstract:The clustering data analysis tool plays a significant role in various fields such as pattern recognition, bibliometrics and fault diagnosis. This paper describes a clustering approach based on neighborhood relationships, local densities and spatial grid partitions. The time complexity of this algorithm is reduced using a spatial grid with the clustering elements searched using neighborhood density relationships in the grid space. Cluster centers are then selected automatically using the maximum relative distance and the maximum relative local density. Tests on artificial data indicate that neighborhood density grid clustering can automatically cluster data and effectively process data with arbitrary shapes. Comparisons using regional recognition datasets demonstrate that this method is more suitable for clustering complex data with unusual shapes.
Key wordsclustering    grid partition    neighborhood    density    arbitrary shape    region recognition
收稿日期: 2017-12-26      出版日期: 2018-08-15
基金资助:哈尔滨工业大学科研创新基金(HIT.NSRIF.2014033)
通讯作者: 李顺利,教授,E-mail:lishunli@hit.edu.cn     E-mail: lishunli@hit.edu.cn
引用本文:   
索明亮, 周鼎, 安若铭, 李顺利. 邻域密度网格聚类算法及应用[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2018, 58(8): 732-739.
SUO Mingliang, ZHOU Ding, AN Ruoming, LI Shunli. Neighborhood density grid clustering and its applications. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2018, 58(8): 732-739.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2018.22.025  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2018/V58/I8/732
  图1 二维空间正态分布数据
  图2 (网络版彩图)局部密度分布图
  图3 (网络版彩图)聚类步骤示意
  图4 NDGC聚类算法
  图5 (网络版彩图)Normal数据聚类结果
  图6 (网络版彩图)K4Far2数据聚类结果
  图7 (网络版彩图)Eyes数据聚类结果
  图8 (网络版彩图)Clouds数据聚类结果
  图9 (网络版彩图)Aggregation数据聚类结果
  图10 (网络版彩图)Flame数据聚类结果
  图11 (网络版彩图)Finland地图上的用户定位数据
  图12 (网络版彩图)Finland数据KGmeans聚类结果
  图13 (网络版彩图)Finland数据 DBSCAN 聚类结果
  图14 (网络版彩图)Finland数据 FCM 聚类结果
  图15 (网络版彩图)Finland数据 WC聚类结果
  图16 (网络版彩图)Finland数据 NDGC聚类结果
  图17 (网络版彩图)Joensuu地图上的用户定位数据
  图18 (网络版彩图)Joensuu数据KGmeans聚类结果
  图19 (网络版彩图)Joensuu数据 DBSCAN 聚类结果
  图20 (网络版彩图)Joensuu数据 FCM 聚类结果
  图21 (网络版彩图)Joensuu数据 WC聚类结果
  图22 (网络版彩图)Joensuu数据 NDGC聚类结果
[1] RODRIGUEZ A, LAIO A. Clustering by fast search and find of density peaks[J]. Science, 2014, 344(6191):1492-1496.
[2] MACQUEEN J. Some methods for classification and analysis of multivariate observations[C]//Proceedings of the 5th Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability. Berkeley, USA:University of California Press, 1967:281-297.
[3] PARK H S, JUN C H. A simple and fast algorithm for K-medoids clustering[J]. Expert Systems with Applications, 2009, 36(2):3336-3341.
[4] ZHANG T, RAMAKRISHNAN R, LIVNY M. BIRCH:An efficient data clustering method for very large databases[J]. ACM SIGMOD Record, 1996, 25(2):103-114.
[5] BEZDEK J C, EHRLICH R, FULL W. FCM:The fuzzy c-means clustering algorithm[J]. Computers & Geosciences, 1984, 10(2-3):191-203.
[6] BABUKA R, VAN DER VEEN P J, KAYMAK U. Improved covariance estimation for Gustafson-Kessel clustering[C]//Proceedings of the 2002 IEEE International Conference on Fuzzy Systems. Honolulu, USA, 2002:1081-1085.
[7] BERCHTOLD M, RIEDEL T, DECKER C, et al. Gath-Geva specification and genetic generalization of Takagi-Sugeno-Kang fuzzy models[C]//Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics. Singapore, 2008:595-600.
[8] JIANG B, PEI J, TAO Y F, et al. Clustering uncertain data based on probability distribution similarity[J]. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 2013, 25(4):751-763.
[9] ESTER M, KRIEGEL H P, SANDER J, et al. A density-based algorithm for discovering clusters a density-based algorithm for discovering clusters in large spatial databases with noise[C]//Proceedings of the 2nd International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining. Portland, USA, 1996:226-231.
[10] ANKERST M, BREUNIG M M, KRIEGEL H P, et al. OPTICS:Ordering points to identify the clustering structure[J]. ACM SIGMOD Record, 1999, 28(2):49-60.
[11] WANG W, YANG J, MUNTZ R R. STING:A statistical information grid approach to spatial data mining[C]//Proceedings of the 23rd International Conference on Very Large Data Bases. Athens, Greece:Morgan Kaufmann Publishers, 1997:186-195.
[12] SHEIKHOLESLAMI G, CHATTERJEE S, ZHANG A D. WaveCluster:A multi-resolution clustering approach for very large spatial databases[C]//Proceedings of the 24th International Conference on Very Large Data Bases. New York, USA:Morgan Kaufmann Publishers, 1998:428-439.
[13] LIU H P, SUN J, WU H, et al. High resolution sonar image segmentation by PSO based fuzzy cluster method[C]//Proceedings of the 4th International Conference on Genetic and Evolutionary Computing. Shenzhen, China, 2010:18-21.
[14] XU D K, TIAN Y J. A comprehensive survey of clustering algorithms[J]. Annals of Data Science, 2015, 2(2):165-193.
[15] MOPSI. Mopsi data:Locations[DB/OL]. (2012-03-07)[2017-12-25]. http://cs.uef.fi/mopsi/data/.
[16] SUO M L, ZHU B L, ZHOU D, et al. Neighborhood grid clustering and its application in fault diagnosis of satellite power system[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part G:Journal of Aerospace Engineering, 2018. DOI:10.1177/0954410017751991.
[1] 赵兴旺, 侯哲栋, 姚凯旋, 梁吉业. 基于注意力机制的两阶段融合多视图图聚类[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2024, 64(1): 1-12.
[2] 王立平, 史慧杰, 王冬. 面向智能制造的微服务聚类与选择方法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2024, 64(1): 109-116.
[3] 胡钰文, 闫晓, 宫厚军, 王艳林, 周磊. 耦合传热并联矩形通道流动不稳定性数值研究[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2023, 63(8): 1257-1263.
[4] 杜雨霁, 付明, 端木维可, 侯龙飞, 李静. 基于FAHP-ICV的燃气管网风险评估方法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2023, 63(6): 941-950.
[5] 李聪健, 高航, 刘奕. 基于数值模拟和机器学习的风场快速重构方法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2023, 63(6): 882-887.
[6] 熊谦, 唐文哲, 王忠静. 雄安新区水资源一体化管理要素分析与体系构建[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2023, 63(2): 255-263.
[7] 孙浩博, 杨开明, 朱煜, 鲁森. 基于密度聚类的磁悬浮平面电机模态参数估计[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2023, 63(1): 33-43.
[8] 郁湧, 王莹港, 罗正国, 杨燕, 王鑫锴, 高涛, 于倩. 基于聚类系数和节点中心性的链路预测算法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(1): 98-104.
[9] 靳瑾, 林子翘, 晏坚, 匡麟玲. 计算等效功率通量密度概率分布的方法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2022, 62(1): 172-178.
[10] 何忱, 姚池, 邵玉龙, 黄帆, 周创兵. 低裂隙密度条件下三维裂隙岩体的有效渗透性[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(8): 827-832.
[11] 郑宏伟, 孟广伟, 李锋, 黄涛, 郭亚明, 宣默涵. 基于最大熵方法分析轮旋压设备旋轮座可靠性[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(11): 1289-1294.
[12] 徐粒, 呙润华, 彭慧婷, 施鹏程. 三维激光断面仪调查系统工作原理及其应用[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2021, 61(10): 1202-1211.
[13] 靳旭红, 黄飞, 程晓丽, 王强, 王兵. 超低地球轨道卫星大气阻力预测与影响因素分析[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2020, 60(3): 219-226.
[14] 郭红仙, 李东润, 马瑞男, 程晓辉. MICP拌和固化钙质砂一维固结试验[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2019, 59(8): 593-600.
[15] 肖熙, 徐晨. 基于声学状态似然值得分模型及监督状态模型的语音识别特征融合算法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2019, 59(6): 476-481.
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