数学建模中随机森林分类

随机森林是一种集成学习方法,属于 决策树 的扩展。它通过构建多棵决策树并结合其结果进行预测,能够显著提升模型的准确性和鲁棒性。随机森林特别适用于分类和回归任务,广泛应用于许多实际问题中,如金融欺诈检测、疾病预测、图像识别等。

以下是随机森林分类模型在数学建模中的建模过程,涵盖其基本原理、数学公式和建模步骤。

复制代码
% 1. 加载数据集
% 使用MATLAB自带的鸢尾花数据集作为示例
load fisheriris; % 数据集包含iris数据,特征存储在meas中,类别标签存储在species中

% 2. 数据准备
X = meas; % 特征矩阵 (150 x 4)
y = species; % 类别标签 (150 x 1)

% 将数据分成训练集和测试集
cv = cvpartition(length(y), 'HoldOut', 0.3); % 70%用于训练,30%用于测试
X_train = X(training(cv), :); % 训练集特征
y_train = y(training(cv)); % 训练集标签
X_test = X(test(cv), :); % 测试集特征
y_test = y(test(cv)); % 测试集标签

% 3. 训练随机森林分类器
num_trees = 100; % 随机森林中树的数量
rf_model = TreeBagger(num_trees, X_train, y_train, 'OOBPrediction', 'On', 'Method', 'classification');

% 4. 模型评估
% 预测测试集
y_pred = predict(rf_model, X_test);
y_pred = categorical(y_pred); % 转换为类别数据

% 计算准确率
accuracy = sum(y_pred == y_test) / length(y_test);
fprintf('Test Accuracy: %.2f%%\n', accuracy * 100);

% 5. 特征重要性评估
% 获取特征重要性
feature_importance = rf_model.OOBPermutedPredictorDeltaError;
disp('Feature Importance:');
disp(feature_importance);

% 6. 绘制特征重要性条形图
figure;
bar(feature_importance);
title('Feature Importance');
xlabel('Features');
ylabel('Importance');
set(gca, 'XTickLabel', {'SepalLength', 'SepalWidth', 'PetalLength', 'PetalWidth'});

% 7. 交叉验证错误
% 使用袋外数据计算错误率
figure;
oobError = oobError(rf_model);
plot(oobError);
title('Out-of-Bag Error');
xlabel('Number of Grown Trees');
ylabel('Out-of-Bag Error Rate');
相关推荐
jndingxin26 分钟前
OpenCV CUDA模块设备层-----高效地计算两个 uint 类型值的带权重平均值
人工智能·opencv·计算机视觉
Sweet锦37 分钟前
零基础保姆级本地化部署文心大模型4.5开源系列
人工智能·语言模型·文心一言
hie988942 小时前
MATLAB锂离子电池伪二维(P2D)模型实现
人工智能·算法·matlab
晨同学03272 小时前
opencv的颜色通道问题 & rgb & bgr
人工智能·opencv·计算机视觉
蓝婷儿2 小时前
Python 机器学习核心入门与实战进阶 Day 3 - 决策树 & 随机森林模型实战
人工智能·python·机器学习
大千AI助手2 小时前
PageRank:互联网的马尔可夫链平衡态
人工智能·机器学习·贝叶斯·mc·pagerank·条件概率·马尔科夫链
小和尚同志2 小时前
Cline | Cline + Grok3 免费 AI 编程新体验
人工智能·aigc
我就是全世界2 小时前
TensorRT-LLM:大模型推理加速的核心技术与实践优势
人工智能·机器学习·性能优化·大模型·tensorrt-llm
.30-06Springfield2 小时前
决策树(Decision tree)算法详解(ID3、C4.5、CART)
人工智能·python·算法·决策树·机器学习
我不是哆啦A梦2 小时前
破解风电运维“百模大战”困局,机械版ChatGPT诞生?
运维·人工智能·python·算法·chatgpt