تحليل التمييز اللبي باستعمال الإرتباط الذاتي المكاني الضبابي (مع تطبيق عملي

اطروحة دكتوراه

اسم الباحث : سكينة شامل جاسم

اسم المشرف : شـــروق عبد الرضا سعيد

الكلمات المفتاحية : التحليل التمييزي – التحليل التمييزي اللبي – الارتباط الذاتي المكاني – البيانات المكانية – التحليل التمييزي اللبي الضبابي

الكلية : كلية الادارة والاقتصاد

الاختصاص : فلسفة علم الاحصاء

سنة نشر البحث : 2024

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث


تعتمد معظم الاساليب الاحصائية ومنها اساليب التعلم الآلي (Machine Learning) على افتراض ان عينات البيانات المستعملة في التحليل مستقلة ومتماثلة التوزيع والتي يطلق عليها مصطلح (Identically Independent distributed (iid)) لكن هذا الافتراض حول إستقلالية المشاهدات لايتفق مع البيانات المكانية (Spatial Data) وهذه الحالات تحدث في الكثير من المجالات العلمية مثل علم البيئة وتحليل الصور وعلم الاوبئة والدراسات الطبية .. الخ) وهذا الافتراض الذي تعتمده اغلب النماذج التقليدية لتحليل البيانات ولكن في بعض الحالات في العالم الطبيعي يكون هذا الافتراض غير ملائم لهكذا بيانات لانها سوف تفشل في تحديد الارتباط الذاتي المكاني (Spatial Autoregressive) وعليه فان التحليل التمييزي اللبي المكاني يسعى الى تحقيق تصنيف دقيق للعناصر المكانية في سياق الضبابية وعدم اليقين المتعلق بالبيانات المكانية باستعمال مبدأ المجموعات الضبابية.
جاءت الاطروحة بهدف اقتراح إسلوب تحليل تمييزي ضبابي لبي مكاني (Spatial Kernel Fuzzy Discriminant Analysis (SKFDA)) ومقارنة الاسلوب المقترح مع اساليب التحليل التمييزي (الخطي (Linear Discriminant Analyses)- اللبي (Kernel Discriminant analyses) –الضبابي اللبي (Kernel Fuzzy Discriminant) اللبي المكاني (Spatial Kernel Discriminant)) عن طريق مقياسي الدقة الكلية (Overall Accuracy OA) ومتوسط دقة التصنف (Average Accuracy AA) عن طريق اختيار ستة احجام العينات داخل كل صنف وهي (20,50, 100, 200, 500 , 1000) وتحديد عدد الفئات اذ تم تحديد فئتين لغرض تطبيق اساليب التحليل التمييزي باختيار ثلاث نسبة لعينات التدريب هي (0.30, 0.50, 0.80) و تم اختيار عرض حزمة للمشاهدات (hv=700) وستة قيم لعرض الحزمة المكاني بشكل عشوائي هي ( hs=1, 1.5, 2, 3, 6, 10) واختيار دالة لبية كاوسية في جميع الاساليب و تم التوصل الى عند حجم العينة (n=20,) حقق اسلوب التحليل التمييزي الخطي افضلية مطلقة على باقي اساليب التحليل التمييزي . وانه كلما زاد حجم العينة واصبح (n=100, 200, 500 ,1000) زادت افضلية الاسلوب المقترح ولكن عند معلمة التمهيد الموقعية hs=1, 1.5, 2, 3 بينما اذا زادت قيمة hs عن (3) قلت افضلية الاسلوب المقترح وزادت افضلية اسلوب التحليل التمييزي اللبي والتحليل التمييزي الضبابي اللبي وكانت الاسلوب المقترح هي الافضل عند حجم العينة n=1000 و hs=3. وانه كلما زادت معلمة التمهيد hs زادت افضلية اسلوب التحليل التمييزي الضبابي اللبي والتحليل التمييزي اللبي ومن ثم يليه اسلوب التحليلي التميزي اللبي المكاني ومن ثم التحليل التميزي الضبابي اللبي المكاني واخيراً اسلوب التحليل التميزي الخطي. وفي الجانب التطبيقي تم استعمال مجموعة من السلايدات بلغت (980) سلايد التقطت بجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) للدماغ البشري لاشخاص مصابين بورم في الدماغ بانواعه المختلفة هي سحائي (Glioma) بعدد شرائح بلغ (185) ودبقي (Meningioma) بعدد شرائح بلغ (210) وورم الغدة النخامية (Pituitary) بعدد شرائح بلغ (150) وورم العصب السمعي (Acoustic Neuroma) بعدد شرائح بلغ (270) و ورم اورام نقيلية (Metastatic) بلغت (165) اخذت من وحدة الرنين المغناطيسي في مؤسسة وارث الدولية لعلاج الاورام ((Warith International Cancer Institute في محافظة كربلاء المقدسة وتم تطبيق اسلوب (SKFDA) على البيانات الحقيقية وتم التوصل الى ان الاسلوب المقترح نفذ عملية التصنيف للاورام بدقة عالية بلغت (98.68) وبدقة تصنيف عالية لكل نوع من الاورام وان التصنيفات التي صنفها الاسلوب المقترح كانت قربة للتصنيفات التي تم الحصول عليها من مركز الاورام .

Rp- Kernel discriminant analysis Using Fuzzy Spatial Autocorrelation) (with an application)).pdf


Most statistical methods, including machine learning methods, rely on the assumption that the data samples used in the analysis are independent and uniformly distributed, which is called the term (Identically Independent Distributed (iid)). However, this assumption about the independence of observations is not consistent with spatial data. Cases occur in many scientific fields such as ecology, image analysis, epidemiology, medical studies, etc.) This assumption is adopted by most traditional models of data analysis, but in some cases in the natural world, this assumption is inappropriate for such data because it will fail to determine autocorrelation. Spatial Autoregressive: Therefore, spatial discriminant analysis seeks to achieve an accurate classification of spatial elements in the context of blurring and uncertainty related to spatial data using the principle of fuzzy sets.
The thesis came with the aim of proposing a Spatial Kernel Fuzzy Discriminant Analysis (SKFDA) method and comparing the proposed method with Linear Discriminant Analyzes(LDA) – Kernel Discriminant Analyzes(KDA) – Kernel Fuzzy Discriminant Analysis (KFDA), Spatial Kernel Fuzzy Discriminant Analysis (SKFDA). using two measures of overall accuracy (Overall Accuracy OA) and average classification accuracy (Average Accuracy AA) by choosing six variable sizes within each class (20, 50, 100, 200,500, 1000) and determining the number of classes, as Two categories were identified for the purpose of applying discriminant analysis methods by choosing three ratios for the training samples (0.30, 0.50, 0.80), the bandwidth of the observations was chosen (hv=700), and six values for the spatial bandwidth were randomly selected (hs=1, 1.5, 2, 3, 6, 10) and choosing a Gaussian function in all methods, and it was reached that when the sample size (n=20, 50) the linear discriminant analysis method achieved an advantage over the rest of the discriminant analysis methods. As the sample size increased and became (n = 100, 200, 500, 1000), the advantage of the proposed method increased, but at the positional smoothing parameter hs = 1, 1.5, 2, 3, while if the value of hs increased from (3), the advantage of the proposed method decreased and the advantage increased. The method of core discriminant analysis and core fuzzy discriminant analysis. The proposed method was the best when the sample size was n = 1000 and hs = 3. The higher the smoothing parameter hs, the greater the preference for the RLA method and the linear discriminant analysis method, then followed by the spatial core discriminant analysis method, then the spatial core fuzzy discriminant analysis method, and finally the linear discriminant analysis method. On the practical side, a group of slides amounting to (980) slides were used, taken with a magnetic resonance imaging (MRI) machine of the human brain for people with different types of brain tumors: meningioma (glioma) with a number of slides amounting to (185) and glioma (meningioma) with a number of slides amounting to (210). A pituitary tumor with a number of slices of (150), an acoustic nerve tumor with a number of slices of (270), and a tumor and metastatic tumors of (165) were taken from the magnetic resonance unit at the Warith International Foundation for Oncology. International Cancer Institute in the Holy Governorate of Karbala, and the (SKFDA) method was applied to real data. It was concluded that the proposed method implemented the tumor classification process with a high accuracy of (98.68) and with a high classification accuracy for each type of tumor, and that the classifications classified by the proposed method were close to the classifications that were achieved. Obtained from the oncology center.