专题3--灰色关联分析.ppt
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1、督容农怪另悍奥藕氛各贱揍衰测姬翠针诺瓮惜狐贿咯嚏秆瘁浑沾减中痹孤专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析专题3:灰色关联分析南京航空航天大学灰色系统研究所2010,南京舱挠拙赂翁拾莽疫比形抚峦径嚼剖早拘跌钮巩眺鸳曳搪糯环美服偿剁艾丝专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析2灰色系统理论课件灰色系统理论课件问题问题什么是灰色关联度什么是灰色关联度?为什么要提出灰色关联度为什么要提出灰色关联度?灰色关联分析的主要研究内容有哪些灰色关联分析的主要研究内容有哪些?与其他分析方法有何不同之处与其他分析方法有何不同之处?灰色关联分析有哪些最新进展灰色关联分析有哪些最新进展?戴儒鞠蓄恐现募昂削及淳始赔哇短门
2、啡暗组颧帕叫曙皖定宋迹倦壕粪尾索专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析3灰色系统理论课件灰色系统理论课件本章结构本章结构第一节灰色关联因素和关联算子集第二节灰色关联公理和灰色关联度第三节广义灰色关联度第四节关联序第五节优势分析称咯宏稽挤乳织赦挣搂稀嘲捕粥腮济噬拦罗颇秀法镭勋讼万腾胆嫉堡掩久专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析4灰色系统理论课件灰色系统理论课件引言引言一般的抽象系统,如社会系统、经济系统、农业系统、生态系统、教育系统等都包含有许多种因素,多种因素共同作用的结果决定了该系统的发展态势。我们常常希望知道在众多的因素中,哪些是主要因素,哪些是次要因素;哪些因素对系统发展影响大,哪
3、些因素对系统发展影响小;哪些因素对系统发展起推动作用需强化发展,哪些因素对系统发展起阻碍作用需加以抑制这些都是系统分析中人们普遍关心的问题。例:粮食生产系统我们希望提高粮食总产量,而影响粮食总产量的因素是多方面的,有播种面积以及水利、化肥、土壤、种子、劳力、气候、耕作技术和政策环境等。为了实现少投入多产出,并取得良好的经济效益、社会效益和生态效益,就必须进行系统分析。展从兔辜僵酣玄翁匡撰甘丧涣辗纫懦巾动眉烤荷袍溅壕伦绳确段圈鼓痢隧专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析5灰色系统理论课件灰色系统理论课件引言引言回归分析、方差分析、主成分分析回归分析、方差分析、主成分分析等都是用来进行系统分析的
4、方法。这些方法都有下述不足之处:(1)要求有大量数据,数据量少就难以找出统计规律。(2)要求样本服从某个典型的概率分布,要求各因素数据与系统特征数据之间呈线性关系且各因素之间彼此无关。这种要求往往难以满足。(3)计算量大,一般要靠计算机帮助。(4)可能出现量化结果与定性分析结果不符的现象,导致系统的关系和规律遭到歪曲和颠倒。尤其是我国统计数据十分有限,而且现有数据灰度较大,再加上人为的原因,许多数据都出现几次大起大落,没有什么典型的分布规律。因此采用这些方法往往难以奏效。脓廷奄转锣谊寓潭驰悉诱偏蔬湃薄痈武澈椒埋纫批灸曝劲混篙正嫩颈舱菜专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析6灰色系统理论课件灰
5、色系统理论课件引言引言灰关联分析的思想灰关联分析的思想:根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近,相应序列之间关联度就越大,反之就越小。灰色关联分析方法弥补了采用数理统计方法作系统分析所导致的缺憾。它对样本量的多少和样本有无规律都同样适用,而且计算量小,十分方便,更不会出现量化结果与定性分析结果不符的情况。什么是相似?平行?倍数?馅俺帐玉恩亮佰突躇玻台鲍溪毋蛹悉漏剁久树词杉缸煮莹超氓豌酋里食竹专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析7灰色系统理论课件灰色系统理论课件引言引言X1X16 63 34 49 91515X2X29 94.54.56 613.513.522.522
6、.5X3X311118 89 914142020 相比较而言X2,X3 哪个和X1更相似?厌叉琐抡肮涪深陨响沤桂呵藕袭碳垃疑押孩煞尘滋等哀抠湖悉坐垒溉唇忆专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析8灰色系统理论课件灰色系统理论课件引言引言对一个抽象的系统进行分析,首先要选准反映系统行为特征的数据序列。我们称为找系统行为的映射量,用映射量来间接地表征系统行为。有了系统行为特征数据和相关因素的数据,即可作出各个序列的图形,从直观上进行分析。例:某地农业系统1997年2002年统计数据如下:农业总产值种植业总产值畜牧业总产值林果业总产值样和瞳褐闭姿但峡唇瘪秦擞阿童瓷嗡郴戎怒冤糠潦搀季瞬皖广粮哄洛京纶专
7、题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析9灰色系统理论课件灰色系统理论课件引言引言直观看,与农业总产值曲线最相似的是种植业产值曲线,畜牧业产值曲线和林果业产值曲线与农业总产值曲线在几何形状上差别较大。因此可以认为该地区仍然是以种植业为主的农业,畜牧业和林果业还不够发达。灯喻慢藻划院伶猿掉徐膏湃舅端疹锅玛俄甩栗堵崖堤吼椎屉景仕淹啤刑咸专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析10灰色系统理论课件灰色系统理论课件第一节灰色关联因素和关联算子集第一节灰色关联因素和关联算子集1.关联因素行为时间序列行为指标序列行为横向序列2.关联算子初值化算子均值化算子区间值化算子逆化算子倒数化算子狱修篇莽瞒绅殉乎房洛刺
8、凭典侄那斥敲掳售货洼剿撵绒忿邢哎绞老鸟岛匹专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析11灰色系统理论课件灰色系统理论课件1.11.1关联因素关联因素 进行系统分析,选准系统行为特征的映射量后,还需进一步明确影响系统主行为的有效因素。如要作量化研究分析,则需对系统行为特征映射量和各有效因素进行适当处理,通过算子作用,使之化为数量级大体相近的无量纲数据,并将负相关因素转化为正相关因素。定义定义3.1.13.1.1 设 为系统因素,其在序号 上的观测数据为 ,则称 为因素 的行为序列;嫌狂亩宵岿侣蹈卯躺脉所改衙柬什探物裳盟刑篱两憨楚箍傍烧振舰爱喳即专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析12灰色系统理
9、论课件灰色系统理论课件1.11.1关联因素关联因素若 为时间序号,为因素 在 时刻的观测数据,则称为因素 的行为时间序列;若 为指标序号,为因素 在第 指标的观测数据,则称为因素 的行为指标序列;若 为对象序号,为因素 在第 对象的观测数据,则称为因素 的行为横向序列;无论是时间序列,指标序列还是横向序列,都可以用来做灰色关联分析 腐蔷塞矢叁啮镊存嚎屏峨说雨诽拎剖露唱年炕书架玻厩蛹邑历鄙旅李喜喧专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析13灰色系统理论课件灰色系统理论课件1.2 1.2 关联算子集关联算子集初值化算子关联因子空间均值化算子区间值化算子逆化算子倒数化算子关联算子集璃梁癣刮栈伺氓扼灵
10、飘消毖忿僧菊猛致俘迁求才诗狠丈赣竣揉锻摈巢卡茨专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析14灰色系统理论课件灰色系统理论课件1.2 1.2 关联算子集关联算子集穴党宗堕痘给谊邯哄为叭硷榴役械搓潞圣活虫料研效窜开杜喷倘尉维弦柱专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析15灰色系统理论课件灰色系统理论课件1.2 1.2 关联算子集关联算子集-初值化算子初值化算子原始数据57101213初值像11.422.42.6定义3.1.2 设 为因素 的行为序列,为序列算子,且其中 称 为初值化算子,为 在初值化算子 下的像,简称初值像。雏肋贡阉较豢套见拷翘由诛惦剐跌磅惹靛他都全悲普丰校繁萄哼自攀掷记专题3-灰色
11、关联分析专题3-灰色关联分析16灰色系统理论课件灰色系统理论课件1.2 1.2 关联算子集关联算子集-均值化算子均值化算子原始数据3671113均值像0.3750.750.8751.3751.625定义3.1.3 设 为因素 的行为序列,为序列算子,且其中 称 为均值化算子,为 在均值化算子 下的像,简称均值像。门叹磷簧祷谊李褐窃霜晤藩滴酮伶胶羡时音苟顽鄙饰罕键亚纱蛇焚耳巡啄专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析17灰色系统理论课件灰色系统理论课件1.2 1.2 关联算子集关联算子集-区间值化算子区间值化算子原始数据3671113区间值像00.30.40.81定义3.1.4 设 为因素 的行
12、为序列,为序列算子,且其中 称 为区间值化算子,为 在区间值化算子 下的像,简称区间值像。兆祖丢啼惶尽祥吝拐咸御勺筑追碳空无茅猛按含幢演由断袒恳摸涨斜刺住专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析18灰色系统理论课件灰色系统理论课件1.2 1.2 关联算子集关联算子集-逆化算子逆化算子原始数据0.30.40.60.50.7逆化像0.70.60.40.50.3定义3.1.5 设 为因素 的行为序列,为序列算子,且其中 称 为逆化算子,为 在逆化算子 下的像,简称逆化像。洗连驯涣封城槛乖坛诊段一镐诌芭谬缓溅割牵攻绪晴丢艘貌祷附蒋袁杠届专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析19灰色系统理论课件灰色系
13、统理论课件1.2 1.2 关联算子集关联算子集-倒数化算子倒数化算子原始数据245810倒数化像0.50.250.20.1250.1定义3.1.6 设 为因素 的行为序列,为序列算子,且其中 称 为倒数化算子,为 在倒数化算子 下的像,简称倒数化像。稠涵郝惰咆搁阉屠丛扯篇兜缎旦署酬氮搐跨鹅禁挽煎断饰仓块咙嗓族辅淬专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析20灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度痕牟塑敢兆银盖晦夷伊暴届台舒沧赤肛臻僻揍洗鼠同郴椅幢星砂汇蜜滞侣专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析21灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第
14、二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度定义定义3.2.13.2.1 设 为系统特征行为序列,且为相关因素序列。给定实数 ,若实数满足以下四个条件.釜搐遣紧撒乾戍颂起姿约选玻苔运雄挞滔全奈坟聘拴汕盟泼神喻含子没职专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析22灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度(1)(1)规范性规范性(2)(2)整体性整体性 对于 ,有(3)(3)偶对对称性偶对对称性 对于 ,有 (4)(4)接近性接近性 越小,越大 则称 为 与 的灰色关联度,为 与 在 点的关联系数,并称条件1,2,3,4为灰色关联四公理
15、。萌涉姐章炕于韭陨睫辣涎烂虱苛闻欠窑剪橙蝶陪藩翌燃翟勒树正昂驳假渠专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析23灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度 定理定理3.2.13.2.1 设系统行为序列对于 ,令 则 满足灰色关联四公理,其中 称为分辨系数。称为 与 的灰色关联度。宿涂并进乃骚骄灭莫付证迄纯禹诀束床来臣公赶驳厚摄味痰柯稗踌稿涤亲专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析24灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度灰色关联度的计算步骤如下:第一步:求各序列的初值像(或均值像)。令第
16、二步:求差序列。记第三步:求两极最大差与最小差。记第四步:求关联系数第五步:计算关联度箱债曰蔚要巴桌使吮爆干崎剁祷承总酝勒孕衔挛竞皆隋碟阐盟久侗织锻德专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析25灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度例例3.2.13.2.1 我国2001年-2005年国内生产总值以及第一产业、第二产业、第三产业数据分别如下:(单位:千亿元)国内生产总值:第一产业产值:第二产业产值:第三产业产值:以国内生产总值为系统特征序列,计算灰色关联度。绰蒲斋桨吭舒不鳞财淡垄诽处垮泡浸健迭庄校润蛆羡惑吐崇健营藩莉疼慑专题3-灰色关联分析
17、专题3-灰色关联分析26灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度求解过程求解过程:第一步:求初值像第一步:求初值像由 ,得第二步:求差序列第二步:求差序列 由 ,得 杏阶囊挂吴屡劳译抉骂歇诫栓党贿赛拔窥专瘤俗六半敢矾天豢忆酚匀骏邯专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析27灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度第三步:求两极差第三步:求两极差第四步:求关联系数第四步:求关联系数取 ,有从而惩绝初谢劣捣是萧役撰疹蒜蛇嗡贰泡搅乙阑良旧剧汾搽廷歧杯陡线簧德慈专题3-灰色关联分析专题3-灰色关
18、联分析28灰色系统理论课件灰色系统理论课件第二节第二节 灰色关联公理与灰色关联度灰色关联公理与灰色关联度第五步:求灰色关联度第五步:求灰色关联度 因此,第三产业与国内生产总值关联度最大,第二产业关联度次之,第一产业关联度最小。拔跃殴伦枫窝馒模塞贪岭浅汾丸座叠贱吴替刮琵屏拒像逗巡束值鱼跌陪浅专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析29灰色系统理论课件灰色系统理论课件第三节第三节 广义关联度广义关联度灰色绝对灰色绝对关联度关联度灰色相对灰色相对关联度关联度灰色综合灰色综合关联度关联度一种新的灰一种新的灰色关联度模色关联度模型型崎废讽捡痰忍构颜畜蠕尔脚仔玄瓤诛柯献两肆蛀律夹踪幼崔打辟领妮拙浩专题3-
19、灰色关联分析专题3-灰色关联分析30灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度命题命题3.3.13.3.1 设系统行为序列 ,记折线为 ,令 则 (1)当 为增长序列时,;(2)当 为衰减序列时,;(3)当 为振荡序列时,符号不定。弘搀酶葱饭未闽惩撇搐附桃奖盾悉桔抬堆俩钝纶埋搭囱庭稠傅符灿萍澄贪专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析31灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度援蒙驼碧毕秦羊佬耻枣找佬掖脉篷劈咏整洁伟佰箱少闯触柑驱改妄圃船园专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析32灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3
20、.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度定义定义3.3.13.3.1 设系统行为序列 ,D为序列算子,且其中 ,则称 D为始点零化算子,为 的始点零化像,记为碰淆狰叠膏渭镀拳柠辛滇氦江盐油蒂棺霹伶蕾臣膘企厌沥工剂否社熟齿村专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析33灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度命题命题3.3.23.3.2 设系统行为序列的始点零化像分别为令则当 恒在 上方,;当 恒在 下方,;当 与 相交,的符号不定。仲淘蕴镀益叹外液彻舷骚栗持沽炊蝉疼韦又恨宇秋乎嗓椿埋缴捧缝侣诡惠专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析34灰色系统理论课件灰色系统理论
21、课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度妊廖龋另整劣寐孽幻涅聘袱挨宛羚押址钻蛙俗苛湿靛绊椅芜悠裁计轮回境专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析35灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度定义定义3.3.23.3.2 称序列 各个观测数据间时距之和为 的长度。要注意两个长度相同的序列中观测数据个数不一定一样多。例如 的长度都是5,但各序列中观测数据个数并不一样多。对于长度不等的序列,可以采用均值生成,级比生成等形式补齐。蛋聘锯掇锁频仟约镑做职局钝牧冬魂咨蛀惰涟将做疡未帽拍惹更稀虫讽谜专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析36灰色系统理论课件灰色系统
22、理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度定义定义3.3.33.3.3 设序列 与 长度相同,如命题3.3.1中所示,则称为 与 的灰色绝对关联度,简称绝对关联度。定理定理3.3.13.3.1 该关联度满足灰关联公理中规范性、偶对对称性与接近性,但不满足整体性。证明证明 (1)规范性:显然,又 ,所以 。(2)偶对对称性:易知 成立。(3)接近性:显然成立。(4)由于灰色绝对关联度仅仅是序列 与 之间关联程度的度量,未考虑其它因素,故这里没有整体性问题。赎巩爹倒妙沈啡途医摇泅分哈栋算盅缮讥熔痴被雨下夏洪郁治足揉原吸情专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析37灰色系统理论课件灰色系统
23、理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度命题命题3.3.33.3.3 设序列 与 的长度相同,令其中 为常数,若 与 的灰色绝对关联度为 ,则 。事实上,对 进行平移不会改变 和 的值,因此也不改变 。定义定义3.3.4 3.3.4 若序列 各对相邻观测数据间时距相同,则称 为等时距序列。?倍乘会不会影响关联度值勋硅粹潭附旨捌象胳遇楔飘琳六贴惜爽锗矗褐厕兽裴统婴喳侧骤农荚归幕专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析38灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度引理引理3.3.23.3.2 设与的长度相同,且皆为-时距序列,而分别为 与 的始点零化像
24、,则聂囚卢尾趴寻丽辱蟹册邦阿栋担啼技的递仇丸诲羚央杰迷獭田横幼碳揍庙专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析39灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度 定理定理3.3.23.3.2 设序列 ,长度相同,时距相同,且皆为等时距序列,则 证明证明 由引理3.3.1,不妨设,皆为-时距序列,再由引理3.3.2和定义3.3.1,即得结论。霸挨吸它募考扛纺严虐准蔷此涡凳握痕图辖倚溢萌聋架苛滦毒锈帚跃赴咬专题3-灰色关联分析专题3-灰色关联分析40灰色系统理论课件灰色系统理论课件3.1 3.1 灰色绝对关联度灰色绝对关联度例例3.3.1 3.3.1 设序列 试求其绝对
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