Método de particionamento utilizando distância de Mahalanobis para intervalos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: PAIVA, Ícaro Josias Ferreira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
UFPE
Brasil
Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/63942
Resumo: Este trabalho investiga métodos de particionamento utilizando a distância de Mahala- nobis para dados intervalares. Os dados intervalares apresentam-se como uma alternativa aos dados clássicos, pois permitem capturar mais variabilidade e incerteza nos dados. Nesse sentido, é possível fazer uso desses atributos para organizar dados similares em grupos e separar dados distintos, minimizando a distância intra-grupos e maximizando a distância inter-grupos. Em muitas aplicações reais, como na análise de dados climá- ticos, biométricos ou financeiros, os dados não estão disponíveis em um valor pontual, mas sim como intervalos que refletem incertezas ou flutuações. Nesses casos, o uso de métodos tradicionais de análise pode ser limitado, pois não capturam adequadamente essa variabilidade. Ao avaliar as possibilidades de disposição dos conjuntos e a relação entre seus atributos, pode-se obter informações importantes para melhorar os resultados do agrupamento, tornando a distância de Mahalanobis uma aliada poderosa por conside- rar a correlação das variáveis. A distância de Mahalanobis se destaca nesses cenários por utilizar a matriz de variâncias e covariâncias em seus cálculos e adaptar-se bem à análise de dados intervalares. Com isso, o método proposto é capaz de formar agrupamentos ro- bustos em dados intervalares, mesmo na presença de assimetria entre os limites inferiores e superiores. Para validar esta abordagem, o método desenvolvido foi avaliado e compa- rado com outras técnicas da literatura que utilizam abordagens similares. Os resultados indicam uma melhoria na qualidade dos agrupamentos, particularmente em cenários com presença de correlação entre variáveis, ainda que a variabilidade dos dados seja signifi- cativamente divergente entre seus limites. Além disso, este trabalho traz uma aplicação em um conjunto de dados climáticos brasileiros, demonstrando a capacidade de encontrar padrões entre as estações meteorológicas. Conclui-se que a distância de Mahalanobis para dados intervalares, desenvolvida pelo método proposto, pode proporcionar agrupamentos mais precisos e significativos, tornando-se uma ferramenta poderosa para análise de dados com alta variabilidade e incerteza.
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Ao avaliar as possibilidades de disposição dos conjuntos e a relação entre seus atributos, pode-se obter informações importantes para melhorar os resultados do agrupamento, tornando a distância de Mahalanobis uma aliada poderosa por conside- rar a correlação das variáveis. A distância de Mahalanobis se destaca nesses cenários por utilizar a matriz de variâncias e covariâncias em seus cálculos e adaptar-se bem à análise de dados intervalares. Com isso, o método proposto é capaz de formar agrupamentos ro- bustos em dados intervalares, mesmo na presença de assimetria entre os limites inferiores e superiores. Para validar esta abordagem, o método desenvolvido foi avaliado e compa- rado com outras técnicas da literatura que utilizam abordagens similares. Os resultados indicam uma melhoria na qualidade dos agrupamentos, particularmente em cenários com presença de correlação entre variáveis, ainda que a variabilidade dos dados seja signifi- cativamente divergente entre seus limites. Além disso, este trabalho traz uma aplicação em um conjunto de dados climáticos brasileiros, demonstrando a capacidade de encontrar padrões entre as estações meteorológicas. Conclui-se que a distância de Mahalanobis para dados intervalares, desenvolvida pelo método proposto, pode proporcionar agrupamentos mais precisos e significativos, tornando-se uma ferramenta poderosa para análise de dados com alta variabilidade e incerteza.This study investigates partitioning methods using the Mahalanobis distance for interval data. Interval data presents itself as an alternative to classical data, as it allows cap- turing more variability and uncertainty in the data. In this sense, these attributes can be leveraged to organize similar data into groups and separate distinct data, minimizing intra-group distance and maximizing inter-group distance. In many real-world applica- tions, such as climate, biometric, or financial data analysis, the data is not available as a single value but rather as intervals that reflect uncertainties or fluctuations. In such cases, traditional analysis methods may be limited, as they do not adequately capture this vari- ability. By evaluating the possible arrangements of the sets and the relationships between their attributes, important insights can be gained to improve clustering results, making Mahalanobis distance a powerful ally, as it considers variable correlations. Mahalanobis distance stands out in these scenarios by utilizing the variance-covariance matrix in its calculations and adapting well to interval data analysis. Thus, the proposed method is capable of forming robust clusters in interval data, even in the presence of asymmetry between the lower and upper bounds. To validate this approach, the developed method was evaluated and compared with other techniques in the literature that use similar approaches. The results indicate an improvement in clustering quality, particularly in sce- narios with correlated variables, even when the data variability is significantly divergent between its bounds. Additionally, this work presents an application to a set of Brazilian climate data, demonstrating the method’s ability to find patterns among meteorological stations. It is concluded that Mahalanobis distance for interval data, as developed in the proposed method, can provide more accurate and meaningful clusters, becoming a powerful tool for data analysis with high variability and uncertainty.Universidade Federal de PernambucoUFPEBrasilPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da ComputacaoSOUZA, Renata Maria Cardoso Rodrigues deSOUZA, Leandro Carlos dehttp://lattes.cnpq.br/5396787501865657http://lattes.cnpq.br/9289080285504453http://lattes.cnpq.br/7894153744845649PAIVA, Ícaro Josias Ferreira2025-06-26T13:46:54Z2025-06-26T13:46:54Z2024-08-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPAIVA, Ícaro Josias Ferreira. Método de particionamento utilizando distância de Mahalanobis para intervalos. 2024. 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