27.02 Кластеры с аномалиями
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Учёный решил провести кластеризацию некоторого множества звёзд по их расположению на карте звёздного неба.
Кластер звёзд – это набор звёзд (точек) на графике, каждая из которых находится от хотя бы одной другой
звезды на расстоянии не более R условных единиц. Каждая звезда обязательно принадлежит только
одному из кластеров. Истинный центр кластера, или центроид, – это одна из звёзд на графике, сумма
расстояний от которой до всех остальных звёзд кластера минимальна. Под расстоянием понимается расстояние
Евклида между двумя точками и
на плоскости, которое вычисляется по формуле:
Аномалиями назовём точки, находящиеся на расстоянии более одной условной единицы от точек кластеров. При расчётах аномалии учитывать не нужно.
В файле A хранятся данные о звёздах двух кластеров, где для каждого кластера. В каждой строке
записана информация о расположении на карте одной звезды: сначала координата
, затем координата
. Значения
даны в условных единицах, которые представлены вещественными числами. Известно, что количество звёзд не
превышает 2500.
В файле Б хранятся данные о звёздах четырех кластеров, где для каждого кластера. Известно, что
количество звёзд не превышает 10 000. Структура хранения информации о звездах в файле Б аналогична файлу
А.
Для каждого файла определите координаты центра каждого кластера, затем вычислите два числа: —
среднее арифметическое абсцисс центров кластеров, и
– среднее арифметическое ординат центров
кластеров.
В ответе запишите четыре числа через пробел: сначала целую часть произведения для файла А, затем
для файла А, далее целую часть
для файла Б и
для файла Б. Возможные данные одного из
файлов иллюстрированы графиком.
Внимание! График приведён в иллюстративных целях для произвольных значений, не имеющих отношения к заданию. Для выполнения задания используйте данные из прилагаемого файла.
Для начала визуально оценим данные в условии кластеры. Для этого откроем предложенные файлы в ,
перейдем в раздел «Вставка
Диаграммы
Точечная».
Диаграмма для файла А имеет вид:
Из нее видно, что кластеры имеют необычную форму, поэтому для разделения точек по кластерам будем
использовать метод dbscan. Чтобы найти стартовые точки определим области, в которых кластеры не перессекаются и
нет анамальных точек. Для верхнего кластера будем использовать координаты: . Для нижнего
будем использовать координаты:
.
Код программы для файла А:
from math import * f = open("1_A.txt") s = f.readline() # Считываем первую строку файла с названиями столбцов # сохраняем массив данных st = [list(map(float, i.replace(’,’, ’.’).split())) for i in f] # подбираем по 1 звезде для каждого кластера меняя параметры # for i in range(len(st)): # if -5 < st[i][0] < -4 and 5 < st[i][1] < 10: # print(i) # break a = [[[st[20][0], st[20][1]]], [[st[98][0], st[98][1]]]] st.pop(98), st.pop(20) # разделяем звезды на кластеры методом dbscan for k in range(2): for j in a[k]: for i in range(len(st)): if st[i] != ’*’: p = [st[i][0], st[i][1]] if dist(p, j) < 0.5: a[k].append(p) st[i] = ’*’ sum_x = sum_y = 0 # Переменные для суммы абсцисс и ординат периферий for i in a: tx = ty = 0 # Координаты текущей периферии кластера mn = 100000050000 # Минимальное расстояние for j in i: x1, y1 = j sm = 0 # Суммарное расстояние for k in i: x2, y2 = k sm += ((x2-x1)**2 + (y2-y1)**2)**0.5 if sm < mn: mn = sm tx, ty = x1, y1 sum_x += tx sum_y += ty print(int(sum_x / 2 * 100)) print(int(sum_y / 2 * 100))
Диаграмма для файла Б имеет вид:
Из нее видно, что кластеры имеют необычную форму, поэтому для разделения точек по кластерам будем
использовать метод dbscan. Чтобы найти стартовые точки определим области, в которых кластеры не перессекаются и
нет анамальных точек. Для верхнего левого кластера будем использовать координаты: . Для
верхнего правого кластера будем использовать координаты:
. Для нижнего левого будем
использовать координаты:
. Для нижнего правого будем использовать координаты:
.
Код программы для файла Б:
from math import * f = open("1_B.txt") s = f.readline() # Считываем первую строку файла с названиями столбцов # сохраняем массив данных st = [list(map(float, i.replace(’,’, ’.’).split())) for i in f] # подбираем по 1 звезде для каждого кластера меняя параметры # for i in range(len(st)): # if 5 < st[i][0] < 10 and -3 < st[i][1] < -2: # print(i) # break a = [[[st[39][0], st[39][1]]], [[st[26][0], st[26][1]]], [[st[4][0], st[4][1]]], [[st[21][0], st[21][1]]]] st.pop(39), st.pop(26), st.pop(21), st.pop(4) # разделяем звезды на кластеры методом dbscan for k in range(4): for j in a[k]: for i in range(len(st)): if st[i] != ’*’: p = [st[i][0], st[i][1]] if dist(p, j) < 0.2: a[k].append(p) st[i] = ’*’ # print(len(a[0]) + len(a[1]) + len(a[2]) + len(a[3])) sum_x = sum_y = 0 # Переменные для суммы абсцисс и ординат периферий for i in a: tx = ty = 0 # Координаты текущей периферии кластера mn = 100000050000 # Минимальное расстояние for j in i: x1, y1 = j sm = 0 # Суммарное расстояние for k in i: x2, y2 = k sm += ((x2-x1)**2 + (y2-y1)**2)**0.5 if sm < mn: mn = sm tx, ty = x1, y1 sum_x += tx sum_y += ty print(int(sum_x / 4 * 100)) print(int(sum_y / 4 * 100))
Специальные программы

Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение
Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!