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Lexikon der Geographie: Clusteranalyse

Clusteranalyse, numerische Taxonomie, automatische Klassifikation, Grouping Strategy, Clumping Strategy, ein multivariates mathematisches Verfahren, um eine umfangreiche Menge von Objekten (z.B. Raumeinheiten), die durch mehrere Variablen gekennzeichnet sind, zu homogenen Gruppen (Klassen, Clustern) so zusammenzufassen, dass die in einer Gruppe enthaltenen Elemente hinsichtlich ihrer Merkmalsausprägungen sehr ähnlich sind, während die einzelnen Gruppen sich möglichst stark voneinander unterscheiden.
Die Gruppierung erfolgt in einem iterativen Verfahren, wobei zwischen hierarchischen Gruppierungsverfahren und nicht-hierarchischen Gruppierungsverfahren zu unterscheiden ist. Hierarchische Verfahren werden weiter untergliedert in divisive Gruppierungsverfahren und agglomerative Gruppierungsverfahren. Für die Messung der Ähnlichkeit zwischen den Gruppen (Ähnlichkeitskriterium) wie auch für die Art und Weise, wie ähnliche Gruppen zu einer neuen zusammengefasst werden (Fusionskriterium), können sehr verschiedene Kriterien angewendet werden und diese können zu deutlich unterschiedlichen Ergebnissen führen. Beim Ähnlichkeitskriterium unterscheidet man zwischen Ähnlichkeitsmaßen (je größer desto ähnlicher sind die Gruppen) und Unähnlichkeitsmaße (je größer desto unähnlicher sind die Gruppen). Korrelationskoeffizienten (Korrelationsanalyse) können z.B. als Ähnlichkeitsmaße dienen, Distanzmaße, die die Unterschiedlichkeit der Gruppen bzgl. der Variablen messen, können als Unähnlichkeitsmaße verwendet werden. Die unterschiedlichen Fusionskriterien haben großen Einfluss auf die Gruppenkonfigurationen ( Abb.). Fusionsverfahren werden dilatierend genannt, wenn die Tendenz besteht, einige sehr große Gruppen zu bilden, während die anderen Gruppen eine geringe Anzahl von Elementen aufweisen. Kontrahierende Verfahren ordnen auch weit entfernte Elemente einer Gruppe zu. Verfahren, die diese Effekte nicht bzw. nur wenig aufweisen, bezeichnet man als konservativ. Die bislang in der Geographie angewandten Gruppierungsverfahren sind überwiegend agglomerative hierarchische Verfahren, wobei als Fusionskriterium meistens das Centroid-Kriterium oder der Ward-Algorithmus verwendet wurde.

JN


Clusteranalyse: Clusteranalyse: Fusionskriterien und ihre Eigenschaften.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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