6.7、SPSS系统聚类—零基础入门教程

SPSS系统聚类

一、参数设置

（1）打开数据文件，选择“分析” →“分类” →“系统聚类” ，弹出“系统聚类分析”对话框，如下图所示，各项含义如下。

●    变量列表：将左侧变量列表中的一个或多个数值型变量选入其中。

●    标注个案列表：将左侧变量列表中的一个变量选入其中作为标示变量。

●    聚类栏：指定聚类分析的类型，有以下两个选项。

➢   个案：表示对观测记录进行聚类，即Q型聚类。

➢   变量：表示对变量进行聚类，即R型聚类。

●    输出：指定聚类分析输出的内容，有以下两个复选框。

➢   Statistics：输出相似矩阵、最终分类信息等。

➢   图：勾选此项，激活按钮，输出聚类过程的冰状图等。

（2）单击statistic按钮，弹出“系统聚类分析：统计”对话框，如下图所示，各项含义如下。

●    合并进程表：输出聚类过程表，包括每一步合并的类、观测量之间的距离等信息。

●    近似值矩阵：输出各项之间的相似度矩阵。

●    聚类成员栏：指定类成员表的输出格式，有以下3个选项。

➢   无：不输出类成员表，系统默认。

➢   单一方案：输出指定类数的类成员表，在聚类数后的框中输入数值，值必须大于1 ，且小于等于参与聚类的观测记录个数或变量个数。

➢   方案范围：输出聚类个数在一定范围的类成员表，在最小聚类数框中输入最小值，在最大聚类数框中输入最大值。

（3）单击 按钮，弹出“ 系统聚类分析：方法”对话框，如下图所示，各项含义如下。

●    聚类方法

➢   组之间的链接：合并两类的依据是使两两配对之间的平均距离最小，配对的两个成员分别属于不同的类。

➢   组内的链接：合并两类的依据是当两类合并为一类时，这类中所有的成员两两之间的平均距离最小。

➢   最近邻元素：首先合并最近的或最相似的两个成员，然后用两类间最近点之间的距离来代表两类之间的距离。

➢   最远邻元素：首先合并最近的或最相似的两个成员，然后用两类间最远点之间的距离来代表两类之间的距离。

➢   质心聚类：先计算各类中所有成员的均值，然后用这些均值之间的距离来计算两类之间的距离。

➢   中位数聚类：先计算两个类之间所有配对的成员之间的距离，然后以中位数为类中心，计算两个类之间的距离。

➢   Ward的方法：最小方差法，合并两类的依据是方差最小。

●    测量

➢   区间Euclidean距离、平方Euclidean距离、余弦、Pearson相关性、切比雪夫、块、Minkowski距离和定制，系统默认的是Euclidean距离。

➢   计数：对于计数数据的统计量有卡方度量和Phi平方度量。

➢   二分类：对于二分类数据的统计量平方Euclidean距离、 大小差值、模式差值、方差、形状、简单匹配和Phi 4点相关。

●    转换值：可以对个案和变量进行标准化。

➢   标准化：可以再后面的选项框中选择标准化的方法，有无、Z分数等，对二分类数据不能进行标准化，选择标准化的方法后，需指定是“按照变量”或“按照个案”进行标准化。

●    转换测量：计算距离完成后，对结果进行转换，有3种方法。

➢   绝对值：对距离取绝对值。

➢   更改符号：即把不相似性测度转换成相似性测度，把相似性测度转换成不相似性测度。

➢   重新标度到0-1全距：即距离都减去最小值，再除以差值（最大值减最小值）来使距离标准化。

（4）单击按钮，弹出“ 系统聚类分析：图”对话框，如下图所示，各项含义如下。

●    谱系图：输出树形图，用于评估所形成聚类的凝聚性，并且可以提供关于要保留的适当聚类数目的信息。

●    冰柱：输出冰柱图，包括所有聚类或指定范围内的聚类。冰柱图显示关于在分析的每次迭代时如何将个案合并到聚类的信息。

➢   所有聚类：把聚类的每一步都表现在图中，可以查看整个聚类过程，系统默认。

➢   聚类的指定全距：指定需要显示的聚类个数范围，勾选此项，需要设置以下3个参数。

✧   开始聚类：指定起始聚类步数。

✧   停止聚类：指定终止聚类步数。

✧   排序标准：指定要连续显示的两步聚类步骤之间的步数增量。

➢   无：不输出冰柱图。

●    方向：设置冰柱图的显示方向，有垂直和水平两个选项。

（5）单击按钮，弹出“ 系统聚类分析：保存”对话框，如下图所示，该对话用于设置需要保存的结果，有如下3个选项。

●    无：不保存结果，系统默认。

●    单一方案：保存指定聚类个数的分类结果，在聚类数后的框中输入数值，值必须大于1 ，且小于等于参与聚类的观测记录个数或变量个数。

●    方案范围：保存聚类个数在一定范围的分类结果，在最小聚类数框中输入最小值，在最大聚类数框中输入最大值。

二、系统聚类的SPSS实现

实例一：“data10-02.sav”数据文件是一些省市高校教职工的情况， 如下图所示。现要求利用系统聚类对各地区的高校进行聚类。

数据文件：数据文件\Chapter10\data10-02.sav

视频文件：视频文件\Chapter10\系统聚类．avi

（1）打开“data10-02.sav”数据文件，选择“分析” →“分类” →“系统聚类” ，弹出的“ 系统聚类分析”对话框。

（2）在左侧的变量列表中选中“ 正高级” 、“ 副高级” 、“ 中级” 、“初级”和“无职称” 5个数值型变量，单击按钮，将其选入“变量列表”， 将“省份”变量选入右边的标注个案列表作为标示变量。在“ 聚类栏” 中勾 选“个案”选项，在“输出栏” 中勾选“ Statistics”和“ 图” 复选框。

（3）单击按钮，弹出的“系统聚类分析：统计”对话框。

（4）勾选“合并进程表” 复选框，在“ 聚类成员”栏中选择“方案范围” ：在“最小聚类数”框中输入2 ，在“最大聚类数”框中输入5 。单击按钮返回主对话框。

（5）单击按钮，弹出“系统聚类分析：方法”对话框，所有选项均选择系统默认。单击按钮返回主对话框。

（6）单击按钮，弹出“系统聚类分析：图”对话框。

（7）勾选“谱系图” 复选框，在“冰柱栏” 中勾选“所有聚类” ，在“方向”栏中勾选“垂直”选项。单击按钮返回主对话框。

（8）单击按钮，弹出“系统聚类分析：保存”对话框。

（9）在“ 聚类成员”栏中勾选“方案范围” ，在“最小聚类数”框中输入 2 ，在“最大聚类数”框中输入5 。单击按钮返回主对话框。

（10）完成所有设置后，单击腿口按钮执行命令。

三、系统聚类的结果分析

从下表可以看出，一共18个个案参与聚类，无缺失值。

从下表可以看出，整个聚类过程，表格“ 阶段”一列表示聚类的步数，以第4行为例，此步是将第2和18类合并为一类，其中第2类首次出现是在第三步（从首次出现阶段集群中的集群1中显示数字为3），而18类是首次出现（从首次出现阶段集群中的集群2中显示数字为0），所以第4步中的第2类其实包含了第2个个案和第15个个案，所以第4步是将第 2个、第15个和第18个个案归为了第2类，而这第2类下一次合并是在第7步（下一个阶段列第4步显示的数字为7）。最后，18个观测经过17步聚为一类。

从下表可以看出，聚类个数为2～5的各个案的最终归属类别。

下图显示的是冰柱图，用柱状图的方式显示了最终聚成2～5类的聚集过程。横轴为18个个案，纵轴为聚集个数，冰柱中最长的空格长度表示当前的聚类步数，画一条横线在纵轴5处，即把18个个案聚成5类，经过了4步，5类分别是（9,5）、（17,16,14,12,18,15,2）、（11,13,10,7）、（4,6,8,3）、（1）。

下图显示的是谱系图（树状图），直观地显示了聚类的整个过程，也可以很方便的指定聚类个数的分类结果，如图中横轴5处的黑色线条，其与三条横线相交，表明将全部观测分为了3类，蓝线左侧线依然连着一起的分为一类，最终分类结果为（16, 17,4,2,15,18,12）、

（10,13,7,113,8,6,4,1）、（5,9）。

在数据窗口中，可以看到保存的“CLU5_1” 、“CLU4_1” 、“CLU3_1”和“CLU2_1” ，如下图所示，表示的是聚类数为2～5各个案的最终归属类别，等同于表10-10。

四、系统聚类的进一步分析

1 ．OLAP多维数据集的SPSS实现

（1）在“ 系统聚类”运行后的数据窗口中选择“分析” →“报告” →“OLAP多维数据集”弹出“OLAP多维数据集”对话框，如下图所示，在左侧的变量列表中选中“ 正高级” 、“ 副高级” 、“ 中级” 、“初级”和“无职称” 5个数值型变量，单击按钮，选入右边的摘要变量列表，将“Average   Linkage（Between   Group）[CLU4_1]”变量选入右边的分组变量列表。

（2）完成所有设置后，单击腿按钮执行命令。2 ．OLAP多维数据集的结果分析

在结果中找到OLAP多维数据集表格，双击选中，右键选择“透视托盘” ，弹出“透视托盘”对话框，将“变量”放入列，将“Average Linkage（Between Group）[CLU4_1]”和“ 统计”按序放入“行” ，将“变量”放入列，如下图所示，就得到下表。

“OLAP多维数据集” 显示了4类的各个变量的信息，结合聚合成员表发现，其中第3类各变量的平均值都高于其他几类，说明山东和江苏普   通高校的教育资源较丰富，第1类和第4类的教育资源相差不大，第2类的各变量的平均值相对较小，说明其中的7个个案（内蒙古，广西，西藏，甘肃，青海，宁夏和新疆）的教育资源较薄弱，需要加强。

如果上述教程没有解决您的问题，可以联系分析师获取支持：

分析师服务（24小时在线）

如果您需要代做服务，可选择下方服务选项：

‍1、问卷设计、问卷调查：点击联系

2、数据分析、实证分析：点击联系‍

3、科研配图、论文配图：点击联系

4、文章指导、润色美化：点击联系

5、数据查找、代查代下：点击联系

6、数据修改、调整合理：点击联系‍

7、职称评审、课题申报：点击联系

8、格式排版、文章翻译：点击联系‍