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【聚类】DBCAN聚类

news 2025/8/2 20:22:39

OPTICS是基于DBSCAN改进的一种密度聚类算法，对参数不敏感。当需要用到基于密度的聚类算法时，可以作为DBSCAN的一种替代的优化方案，以实现更优的效果。

原理

基于密度的聚类算法（1）——DBSCAN详解_dbscan聚类_root-cause的博客-CSDN博客

重点关照

DBSCAN的优缺点及应用场景：

（1）DBSCAN的优点：
1）可以对任意形状的稠密数据集进行聚类，相对的，K-Means之类的聚类算法一般只适用于凸数据集。
2）可以在聚类的同时发现异常点，对数据集中的异常点不敏感，和BIRCH聚类一样。
3）聚类结果没有偏倚，相对的，K-Means之类的聚类算法初始值对聚类结果有很大影响。
（2）DBSCAN的缺点：
1）如果样本集的密度不均匀、聚类间距差相差很大时，聚类质量较差，这时用DBSCAN聚类一般不适合。
2）如果样本集较大时，聚类收敛时间较长，此时可以对搜索最近邻时建立的KD树或者球树进行规模限制来改进。
3）调参稍复杂，对参数比较敏感。主要需要对距离阈值ϵ，邻域样本数阈值MinPts联合调参，不同的参数组合对最后的聚类效果有较大影响

python实现

原始数据

from sklearn.cluster import DBSCAN
#from sklearn import metrics
from sklearn.datasets import make_blobs
from sklearn.preprocessing import StandardScaler
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
plt.rcParams['font.sans-serif']=['STKaiTi'] #用来正常显示中文标签
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用来正常显示负号# 产生数据
centers = [[1, 1], [-1, -1], [1, -1]]
#make_blobs函数是为聚类产生数据集，产生一个数据集和相应的标签
X,ltrue=make_blobs(n_samples=750,centers=centers,cluster_std=0.4,random_state=0)
X = StandardScaler().fit_transform(X)
# 画出原始的数据点
plt.figure(0, figsize=(8, 6))
plt.scatter(X[:, 0], X[:, 1],c = ltrue)
plt.show()

DBSCAN聚类

# 调用DBSCAN
model = DBSCAN(eps=0.3, min_samples=10)
db=model.fit(X)
labels = db.labels_
#-1表示那些噪声点
n_clusters_ = len(set(labels)) - (1 if -1 in labels else 0)
print(n_clusters_)
print(set(labels))
# 统计每一类的数量
import pandas as pd
counts = pd.value_counts(model.fit_predict(X),sort=True)
print(counts)plt.figure(1, figsize=(8, 6))
plt.scatter( X[:, 0], X[:, 1],c=db.labels_)
plt.show()