尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1

PeakCluster是Lu优化库中的一个函数,该函数利用数据曲线尖峰形状和位置进行聚类分析。

例子:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1:根据附件 1 中几种药材的中红外光谱数据,研究不同种类药材的特征和差异性,并鉴别药材的种类。

    Lu脚本代码:

!!!using["luopt","math","win","sys"];
bf(x : i, static, kk : Array, row, column, ia, ss, iamax)= //按类别绘制数据曲线
{
    cwClearData(),
    i=-1, (++iiamax, iamax=ia[i,0]}},

    ss=linspace(1.0,1.0*column,column),
    i=-1, (++i

    结果:数据较多,略,仅根据图形进行分析。

    图形0:这是所有数据曲线的图形,将要对这些数据曲线聚类。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第1张图片

     图形1:第1个类别。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第2张图片

    图形2:可以看出本图形显示有两个类别,由于PeakCluster参数没有选择好,未区分这两个类别,再次使用PeakCluster函数对此图形的数据分类可区分这两个类别。简便起见,上面两条曲线定为第2个类别 ,下面的曲线为第3个类别。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第3张图片

     图形3:与以上图形均不同,为第4个类别。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第4张图片

    图形4:与以上图形均不同,为第5个类别。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第5张图片

    图形5:与以上图形均不同,为第6个类别。 

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第6张图片

    图形6:虽与图形3中第4个类别有些相似,但仍有区别,故为第7个类别。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第7张图片

    图形7:与图形5中第6个类别相似,故并入第6个类别。 

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第8张图片

    图形8:与图形6中第7个类别相似,故并入第7个类别。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第9张图片

    图形9:蓝色线与图形4中第5个类别相似,故并入第5个类别;红色线与图形3中第4个类别相似,故并入第4个类别。 

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第10张图片

    图形10:与以上图形均不同,为第8个类别。

尖峰法聚类:2021 年高教社杯全国大学生数学建模竞赛 E题 中药材的鉴别 问题1_第11张图片 

    总结:使用PeakCluster函数聚类并结合图形观察,共分为8个类别。当然,由于类别4、5、6、7的相似性,也可看作是同一类别,但属于不同的亚种(产地)。 

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