数据挖掘的预处理

简介：
简介：数据挖掘预处理是指在进行数据分析和模式识别之前，对原始数据进行清理、集成、变换及减少等步骤的过程，以提高数据质量和挖掘效率。 ### 数据挖掘预处理 #### 一、数据的概念 数据是构成数据集的基本组成部分，用于描述现实世界中的实体。在数据科学领域，我们通常通过一组属性来描述一个数据对象，这些属性反映了该对象的特征，如眼睛的颜色或温度等。多个属性共同定义了一个数据对象，并且这些对象也被称作记录、实体或者观测。 #### 二、数据预处理的重要性 数据预处理是整个数据挖掘流程中的关键步骤之一。未经处理的数据往往包含噪声、缺失值和异常值等问题，这些问题若不妥善解决将直接影响后续分析的准确性和质量。通过有效的预处理过程可以提高数据的质量，并使其更适合建模与分析，从而获得更精确的结果。具体的预处理包括以下几个方面： 1. **数据清洗**：识别并修正或删除错误、缺失、不准确或者无关的数据。 2. **数据集成**：将来自不同来源的数据合并在一起，解决冗余和冲突问题。 3. **数据转换**：把原始数据转化为适合挖掘的形式，如规范化和离散化等。 4. **数据消减**：减少处理成本的同时保持数据完整性，通过降低总体数据量来实现这一目标。 5. **相似度与相异度计算**：评估对象间的相似程度或差异程度，在聚类和分类任务中尤为重要。 #### 三、数据清洗 数据清洗涉及识别并解决集中存在的问题，包括但不限于： - **缺失值处理**：可以通过填充平均值或者中位数等方式填补缺失值，也可以直接删除含有这些空白的记录。 - **噪声数据处理**：使用统计方法或模型来检测和修正不准确的数据。 - **重复数据去除**：识别并移除数据集中的重复项以避免分析偏差。 #### 四、数据集成与转换 将来自多个来源的数据整合在一起，形成一个统一视图的过程被称为“数据集成”。在这一过程中可能会遇到以下问题： - **冗余性**：不同源中可能有表示相同信息的属性。 - **冲突**：同一属性在不同的源头可能存在差异化的表现形式或值域。 为有效处理这些问题，通常需要采取标准化、转换技术等策略来统一和调整数据的表现方式及范围。 #### 五、数据消减 减少数据量但保持其特征完整性的过程称为“数据消减”。常见的方法包括： - **维度归约**：通过主成分分析（PCA）或选择重要特征等方式降低数据集的维数。 - **数值归约**：利用采样技术或者分箱来缩减大量值的数量，减少存储需求。 #### 六、相似度和相异度 在数据分析中计算对象间的相似性和差异性十分重要。常用的方法包括： - **欧几里得距离**：适用于连续属性的比较。 - **曼哈顿距离**：同样用于连续变量之间的测量。 - **余弦相似度**：适合于高维数据集中的对比分析。 - **杰卡德系数**：用以衡量两个集合间的重叠程度。 #### 结论 有效的预处理是确保数据挖掘任务成功的关键。通过执行适当的清洗、集成、转换和消减策略，可以显著提高数据质量，并使后续的分析结果更加准确可靠。同时恰当计算相似度与相异度有助于深入理解内部关系，为决策支持系统提供有力支撑。