SPSS 聚类分析核心就是按照多个指标的相似程度,把样本或者变量自动划分成若干类别,同类内部对象特征接近,不同类别之间差异明显,SPSS 里面最常用的是系统聚类也就是层次聚类,还有 K 均值快速聚类两大类,系统聚类适合样本量不大的数据,可以输出树状图也就是谱系图,K 均值聚类适合大样本,运算速度快,需要提前自己指定分成几类。很多初学者做 SPSS 聚类分析容易出错,根源是没有提前做数据标准化,不同指标单位不一样的时候,比如身高是厘米收入是元,数值量级差距巨大,数值大的指标会主导聚类结果,让聚类失真,另外聚类前要确认研究目标,是对个案也就是样本聚类,还是对变量聚类,两种方向操作选项不一样,聚类完成之后不能只看分类结果,还要结合业务或者研究含义对每一类做特征解读,不能单纯依靠软件输出数字就下结论。
聚类类型选择对照表
| 数据情况 | 推荐聚类方法 |
|---|---|
| 样本数量小于 200 想要树状图 | 系统层次聚类 |
| 样本数量大 提前知道分类数量 | K 均值快速聚类 |
| 需要对指标变量本身归类 | R 型系统聚类 |
| 需要对研究对象个案归类 | Q 型系统聚类 |
系统层次聚类操作步骤
第一步 录入数据,每一行代表一个个案样本,每一列是参与聚类的指标变量,检查缺失值,缺失个案可以在选项里面选择排除个案。
第二步 顶部菜单点击 分析 分类 系统聚类。
第三步 将所有参与聚类的指标选入变量框,把个案编号选入标注个案框,下方聚类选项选择个案就是 Q 型聚类,如果选变量就是 R 型变量聚类。
第四步 点击统计量,勾选近似矩阵,勾选聚类成员,选择单一解,填写你预期的分类数目。
第五步 点击绘图,勾选树状图,冰状图一般可以取消,树状图是判断分类数最关键的图形。
第六步 点击方法,聚类方法推荐瓦尔德法,度量标准如果是连续正态数据选择欧氏距离平方,这是社科医学研究最常用搭配,如果是等级数据可以换成其他距离度量。
第七步 点击保存,勾选聚类成员,这样数据视图会新增一列分类结果。
第八步 点击确定运行,输出树状图和聚类成员表格,根据树状图的合并距离,确定最合适的类别数量,不一定严格按照一开始预设的分类数。
K 均值快速聚类操作步骤
第一步 录入数据,确认参与聚类的全部指标,优先完成标准化处理。
第二步 点击 分析 分类 K 均值聚类。
第三步 把指标变量移入变量框,在类别数里面填写想要划分的类别数量。
第四步 点击选项,可以勾选初始聚类中心 最终聚类中心 每个案例的聚类信息。
第五步 点击保存,勾选聚类成员,运行之后数据视图生成分类变量。
第六步 运行完成之后查看最终聚类中心表,对比每一类在各个指标上的均值,总结每一类的特征,同时查看 ANOVA 表,这个表可以看各个指标对区分类别的贡献是否显著。
聚类前预处理要点
第一 数据标准化,点击 分析 描述统计 描述,勾选将标准化得分另存为变量,生成 Z 分数,后续聚类使用 Z 标准化之后的变量,消除量纲影响。
第二 剔除异常极端值,极端离群样本会严重拉动聚类中心,造成分类偏移。
第三 检查变量相关性,如果多个指标高度相关,信息重复,会放大这个维度权重,可以考虑降维或者剔除冗余变量。
第四 确定分类数参考依据,系统聚类看树状图断点,K 均值可以结合碎石思路,或者结合研究理论,不要盲目分成两类或者三类。
聚类结果解读深度要点
聚类得到的类别本身没有天然优劣,只是特征分组,解读的时候要计算每一类在各个指标的均值,给类别命名,比如高综合得分组中等综合得分组低综合得分组。K 均值的 ANOVA 表格,显著性 P 小于 0.05 代表这个指标对区分聚类类别有贡献,如果所有指标 P 都很大,说明聚类分组区分度很差,聚类效果不理想。系统聚类的距离矩阵,数值越小代表两个对象相似度越高,合并越早说明相似程度越高。聚类分析属于探索性统计方法,不是假设检验,不能直接证明分组有统计学显著性,这点和之前显著性差异分析有本质区别。
【常见问题】
问题 1 SPSS 聚类分析为什么一定要做标准化处理
回答 1 SPSS 聚类分析是依靠距离计算相似度,如果指标单位和数值量级差别很大,大数值变量会主导距离计算,掩盖小数值指标的差异,标准化之后所有变量统一尺度,SPSS 聚类分析结果才公平可靠。
问题 2 SPSS 聚类分析系统聚类和 K 均值聚类应该优先选哪一个
回答 2 SPSS 聚类分析里面,小样本并且需要观察合并全过程和树状图,优先系统聚类,大样本并且已经确定分类数量,优先 K 均值聚类,K 均值聚类运算更快,但是无法输出树状图。
问题 3 SPSS 聚类分析分类数目怎么确定最合适
回答 3 SPSS 聚类分析确定分类数,系统聚类主要看树状图上距离突然拉大的断点,K 均值聚类可以对比不同类别数下聚类中心区分度,同时结合研究理论和业务解释性,类别不能太多导致每一类样本太少,也不能太少丢失分组信息。
问题 4 SPSS 聚类分析做完之后可以直接做显著性差异检验吗
回答 4 SPSS 聚类分析得到分组之后,可以把聚类生成的分类变量作为分组依据,继续做显著性差异检验,用来验证不同聚类类别之间指标是否存在显著性差异,这个属于聚类之后的验证分析,不是聚类本身自带的检验。
【免责申明】
本文内容仅用于 SPSS 软件聚类分析教学参考,聚类属于探索性统计方法,分类结果受预处理方式距离算法分类数选择影响,正式科研论文使用前建议结合研究设计咨询统计学专业人员,聚类分组不等同于客观真实类别。


