写出如下代码带注释:在DBSCAN算法中,不使用sklearn,对一个TXT格式经纬度数据计算并绘制k-distance图。计算出每个点到距其第k近的点的距离,然后将这些距离从大到小排序后进行绘图

时间: 2024-05-16 20:13:37 浏览: 7
首先需要导入一些必要的库: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt ``` 接下来需要定义一些函数来实现DBSCAN算法的各个步骤: ```python def euclidean_distance(x1, x2): # 计算欧几里得距离 return np.sqrt(np.sum((x1 - x2)**2)) def range_query(X, point_index, eps): # 寻找所有与点point_index距离小于eps的点 neighbors = [] for i in range(X.shape[0]): if euclidean_distance(X[point_index], X[i]) < eps: neighbors.append(i) return neighbors def dbscan(X, eps, min_samples): num_points = X.shape[0] # 初始化所有点为未访问状态 visited = np.zeros(num_points) # 初始化所有点为噪声点 labels = np.full(num_points, -1) # 初始化聚类编号 cluster_id = 0 for i in range(num_points): # 如果该点已经被访问过,直接跳过 if visited[i]: continue # 获取该点的邻居 neighbors = range_query(X, i, eps) # 如果邻居数量小于min_samples,则该点为噪声点 if len(neighbors) < min_samples: labels[i] = -1 else: # 如果邻居数量大于等于min_samples,则该点为核心点 labels[i] = cluster_id # 对该点的邻居进行扩展 for j in neighbors: # 如果邻居已经被访问过,直接跳过 if visited[j]: continue visited[j] = 1 # 获取邻居的邻居 new_neighbors = range_query(X, j, eps) # 如果邻居数量大于等于min_samples,则将其加入当前聚类 if len(new_neighbors) >= min_samples: for k in new_neighbors: if k not in neighbors: neighbors.append(k) # 如果邻居尚未被分配聚类,则将其加入当前聚类 if labels[j] == -1: labels[j] = cluster_id # 更新聚类编号 cluster_id += 1 return labels ``` 接下来,需要读取TXT格式的经纬度数据,并将其转化为Numpy数组: ```python data = [] with open("data.txt", "r") as f: for line in f: lat, lon = line.strip().split(",") data.append([float(lat), float(lon)]) data = np.array(data) ``` 然后,需要计算每个点到距其第k近的点的距离,并将这些距离从大到小排序: ```python # 计算每个点到距其第k近的点的距离 k = 4 distances = [] for i in range(data.shape[0]): neighbors = range_query(data, i, eps) if len(neighbors) < k: distances.append(0) else: distances.append(sorted([euclidean_distance(data[i], data[j]) for j in neighbors])[k-1]) # 将距离从大到小排序 distances = sorted(distances, reverse=True) ``` 最后,将距离作为y轴,点的编号作为x轴,进行绘图: ```python plt.plot(range(data.shape[0]), distances) plt.xlabel("Point Index") plt.ylabel("Distance to k-th nearest neighbor") plt.show() ```

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