利用聚类分析方法对酿酒葡萄进行分级.pdf

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1、科技研究2014年第2期Scienceandtechnologyresearch□建设与科技利用聚类分析方法对酿酒葡萄进行分级黄玉茜江俊谕王秀兰王春利(桂林电子科技大学信息科技学院广西桂林541004)【摘要】酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。本文运用了聚类方法中的离差平方法和最长距离法:分析酿酒葡萄的所有理化指标,根据样品之间定义距离,对所有的葡萄酒指标进行系统的聚类分析,该方法克服了离群点敏感问题;为防止某些极大或极小值的指

2、标造成扭曲,采取了删除该值后再采用聚类分析中的最长距离法来求解。利用SAS软件中的聚类分析,得到各样品的谱系图,继而得出葡萄酒质量的排名。再利用定义等级划分原则,将葡萄的分类类别与葡萄酒的质量排名相结合,进一步可分析得出酿酒葡萄的等级。【关键词】酿酒葡萄;聚类分析;离差平方法;最长距离法;SAS软件确定葡萄酒质量时一般是通过聘请一批有资质的评酒员进行品—评。每个评酒员在对葡萄酒进行品尝后对其分类指标打分,然后求若xi偏离x较小,说明xi的精度较好,利用权重函数求出的权重系数应该较大。和得到其总分,从而确定葡

3、萄酒的质量。酿酒葡萄的好坏与所酿葡萄酒的质量有直接的关系,葡萄酒和酿酒葡萄检测的理化指标会在设权重函数为wi,必须满足以下三个条件:一定程度上反映葡萄酒和葡萄的质量。分析给出的该年份葡萄酒的1、权重系数w与离差平方2成反相关:iæ—ö和酿酒葡萄的成分数据,根据酿酒葡萄的理化指标和葡萄酒的质量çxi-x÷èø对这些酿酒葡萄进行分级。22æ—öæ—ö小则w大;大则w小。1数据çxi-x÷içxi-x÷ièøèø本文所用两组评酒员评酒得分是2012年全国大学生数学建模竞n赛A题所给的信息,数据准确可靠。2、设综合

4、权重的估值为c,则=cåxw,依概率收敛于综合权重系数[1]2聚类分析方法=i1聚类分析的基本思想是在样品之间定义距离,在变量之间定义x。现构造一个权重函数2相似系数,距离或相似系数代表样品或变量之间的相似程度。按照æ_öw=(n-1)*s2-x-x÷/((n-1)2*s2),其中s为样本方相似程度的大小,将样品或变量逐一归类,关系密切的类聚集到一içièø2个小的分类单位,然后逐步扩大,使得关系疏远的聚合到一个大的差næ_ö。2=x-x÷(n-)såçi/1分类单位,直到所有的样品或变量都聚集完毕,形成一

5、个表示亲疏i=1èø关系的谱系图,一次按照这些要求对样品或变量进行分类。n提取酿酒葡萄的一级理化指标一共有28个,分别为:氨基酸总3、归一化条件:åwi=1。i=1量、蛋白质、VC含量、花色苷、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、多酚氧化酶活力、褐变度、DPPH自由基、总酚、单宁、葡萄总黄酮、白藜根据总体数据求出权重函数wi后,即可得出酿酒红葡萄分类芦醇、黄酮醇、总糖、还原糖、可溶性固形物、PH值、可滴定酸、结果。固酸比、干物质含量、果穗质量、百粒质量、果梗比、出汁率、果由此利用聚类分析中的离差平方法对酿酒红葡萄进行分

6、类,SAS皮质量、果皮颜色。软件得出谱系图如图1所示:[8]利用SAS软件和聚类分析的方法分别对27种红葡萄、28种白葡萄样品进行聚类分类,其中,聚类分析的数据是各酒样品对应的28个一级理化指标的数值,若该理化指标含多组数值,则选取其平均值。定义等级划分原则:(1)评分越高则等级越高,即说明酒样品的质量更好。(2)该类排名分散时,则取该类样品集中所在的等级作为该类等级。[2]2.1离差平方法离差平方法是一种加权综合法,核心思想是以单个权重接近多种权重平均值的程度客观确定权重,不需要人为地设定各种权重系—数。

7、假定有n种权重,其平均值为x,设存在一个权重函数,R9道路测点沉降曲线图.21—.01.80.60.40/mm.20日期/天.00-916921--923927--929沉降值-.20-.40当第-.60种权重的系数x偏离均值x的精-.80ix较大时,说明i度较差,利用所设定的权重函数求出的权重系数应该较小;反之,图1红酿酒葡萄的离差平方法谱系图180科技研究□建设与科技Scienceandtechnologyresearch2014年第2期由图1可知,红葡萄样品分成4类(表达方式为:类别:{葡萄软件得出的

8、谱系图如图2所示:样品号}):第一类:{1,8,14,2,9,23,3,21};第二类:{4,27,22,15,16,13,19,5,24,17,20,26,10,25};第三类:{6,12,18,7};第四类:{11}。对第一组评酒员给红葡萄酒样品的总分平均值进行排序与等级划分,得出酒样品质量的优劣排序,结合此质量排序,再依据等级图2白酿酒葡萄的聚类图划分原则,可将酿酒红葡萄分为4个等级:优、良、中、差,即第由

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