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Demo of how to use data mining (in this case, the algorithm) knn to predict and classify situations

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cm-uem/data-mining

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data-mining

Geração do modelo

Para a geração dos modelos usou se o algoritmo iBk que é equivalente ao KNN, com os parametros na imagem 1 a baixo. img_1.png

imagem 1 com estes paramentros aplicou o algoritmo usando os casos de teste da imagem 2.

img_2.png

imagem 2

para a obteção dos modelos que respondem à:

  1. Para o dia "date", com o tipo de dia ("day_situation" e "restrictions") que Classificação e predição da situação dos teste (test_status) se tem?
  2. Para o dia "date", com o tipo de dia ("day_situation" e "restrictions") que Classificação e predição da situação das mortes (death_status) se tem?
  3. Para o dia "date", com o tipo de dia ("day_situation" e "restrictions") que Classificação e predição da situação dos casos (case_status) se tem?

nestes termos, gerou os medelos com as condições abaixo:

Modelos Gerados

Informação geral

=== Run information ===

Scheme:       weka.classifiers.lazy.IBk -K 19 -W 0 -A "weka.core.neighboursearch.LinearNNSearch -A \"weka.core.EuclideanDistance -R first-last\""
Relation:     COVID-19-MOZ-VF
Instances:    455
Attributes:   20
Attributes List
date
day_situation
restrictions
case_status
total_cases
new_cases
new_cases_smoothed
death_status
total_deaths
test_status
total_tests
total_vaccinations
people_vaccinated
people_fully_vaccinated
new_vaccinations_smoothed
total_vaccinations_per_hundred
people_vaccinated_per_hundred
people_fully_vaccinated_per_hundred
new_vaccinations_smoothed_per_million
stringency_index

Test mode: split 80.0% train, remainder test

=== Classifier model (full training set) ===

IB1 instance-based classifier
using 19 nearest neighbour(s) for classification

img.png

Test Status

=== Evaluation on test split ===

Time taken to test model on test split: 0.01 seconds

=== Summary ===

Correctly Classified Instances          74               81.3187 %
Incorrectly Classified Instances        17               18.6813 %
Kappa statistic                          0.6244
Mean absolute error                      0.1648
Root mean squared error                  0.2859
Relative absolute error                 48.782  %
Root relative squared error             68.2417 %
Total Number of Instances               91

Com este modelo se obteve cerca de 81.32% de acertos num total de 91 instâncias de testadas.

=== Detailed Accuracy By Class ===

                 TP Rate  FP Rate  Precision  Recall   F-Measure  MCC      ROC Area  PRC Area  Class
                 0.000    0.000    ?          0.000    ?          ?        0.994     0.667     MAINTAIN
                 0.918    0.310    0.776      0.918    0.841      0.631    0.920     0.927     INCREASE
                 0.725    0.078    0.879      0.725    0.795      0.668    0.941     0.922     DECREASE
Weighted Avg.    0.813    0.201    ?          0.813    ?          ?        0.931     0.919

=== Confusion Matrix ===

    MAINTAIN  INCREASE  DECREASE   +
    0         2         0          | MAINTAIN
    0         45        4          | INCREASE
    0         11        29         | DECREASE

Com este modelo se obteve a matriz de confusão acima, da qual se pode notar que:

  1. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 0% de chances dos números de testes se manterem iguais ao da semana anterior;
  2. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 49.45% de chances dos números de testes aumentar em relação à semana anterior;
  3. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 31.86% de chances dos números de testes reduzirem em relação à semana anterior; e
  4. A restante percentagem (18.69%) corresponde a probabilidade total de erro das chances totais. Ou seja: 4.1 há 2.19% de probabilidade do modelo errar dizendo que haverá aumento no número de testes ao no lugar de dizer que estes manterão; 4.2 há 4.39% de probabilidade do modelo errar dizendo que haverá decréscimo no número de testes ao no lugar de dizer que estes aumentarão; 4.3 há 12.08% de probabilidade do modelo errar dizendo que haverá aumento no número de testes ao no lugar de dizer que estes decrescerão;

Death Status

=== Evaluation on test split ===

Time taken to test model on test split: 0.01 seconds

=== Summary ===

Correctly Classified Instances          66               72.5275 %
Incorrectly Classified Instances        25               27.4725 %
Kappa statistic                          0.5833
Mean absolute error                      0.3004
Root mean squared error                  0.371
Relative absolute error                 67.879  %
Root relative squared error             78.8944 %
Total Number of Instances               91

=== Detailed Accuracy By Class ===

                 TP Rate  FP Rate  Precision  Recall   F-Measure  MCC      ROC Area  PRC Area  Class
                 0.731    0.015    0.950      0.731    0.826      0.780    0.948     0.871     MAINTAIN
                 0.813    0.254    0.634      0.813    0.712      0.536    0.821     0.715     INCREASE
                 0.636    0.155    0.700      0.636    0.667      0.492    0.867     0.710     DECREASE
Weighted Avg.    0.725    0.150    0.748      0.725    0.728      0.590    0.874     0.758

=== Confusion Matrix ===

    MAINTAIN  INCREASE  DECREASE   +
    19         3         4         |  MAINTAIN
    1         26         5         |  INCREASE
    0         12         21        |  DECREASE

Com este modelo se obteve a matriz de confusão acima, da qual se pode notar que:

  1. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 20.87% de chances dos números de mortos se manterem iguais ao da semana anterior;
  2. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 28.57% de chances dos números de mortos aumentar em relação à semana anterior;
  3. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 23.07% de chances dos números de mortos reduzirem em relação à semana anterior; e
  4. A restante percentagem (27.47%) corresponde a probabilidade total de erro das chances totais. Ou seja: 4.1 há 3.29% e 4.39% de probabilidade do modelo errar respectivamente dizendo que haverá aumento e decréscimo no número de mortos ao no lugar de dizer que estes manterão; 4.2 há 1.09% e 5.49% da probabilidade do modelo ** errar respectivamente dizendo que haverá permanência e decréscimo no número de mortos** ao no lugar de dizer que estes aumentarão; e 4.3 há 0% e 13.18% da probabilidade do modelo errar respectivamente dizendo que haverá _ permanência_ e aumento no número de mortos ao no lugar de dizer que estes decrescerão.

Case Status

=== Evaluation on test split ===

Time taken to test model on test split: 0.01 seconds

=== Summary ===

Correctly Classified Instances          77               84.6154 %
Incorrectly Classified Instances        14               15.3846 %
Kappa statistic                          0.692
Mean absolute error                      0.2355
Root mean squared error                  0.3168
Relative absolute error                 47.0634 %
Root relative squared error             63.2074 %
Total Number of Instances               91

=== Detailed Accuracy By Class ===

                 TP Rate  FP Rate  Precision  Recall   F-Measure  MCC      ROC Area  PRC Area  Class
                 0.800    0.109    0.878      0.800    0.837      0.695    0.948     0.945     INCREASE
                 0.891    0.200    0.820      0.891    0.854      0.695    0.948     0.944     DECREASE
Weighted Avg.    0.846    0.155    0.849      0.846    0.846      0.695    0.948     0.945

=== Confusion Matrix ===

    INCREASE  DECREASE  +
    36        9         | INCREASE
    5         41        | DECREASE

Com este modelo se obteve a matriz de confusão acima, da qual se pode notar que:

  1. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 39.56% de chances dos números aumentarem em relação à semana anterior;
  2. Das 91 instâncias de testadas, preve se uma probabilidade de 45.05% de chances dos números reduzirem em relação à semana anterior; e
  3. A restante percentagem (15.39%) corresponde a probabilidade total de erro das chances totais. Ou seja: 3.1 há 5.49% de probabilidade do modelo errar dizendo que haverá aumento dos números no lugar de dizer que estes reduzirão; 3.2 há 9.89% de probabilidade do modelo errar dizendo que haverá redução dos números no lugar de dizer que estes aumentarão;

Informações do Ambiente usado:

KEY                                 VALUE
WEKA_HOME                           /home/carlos-matlule/wekafiles
awt.toolkit                         Sun.awt.X11.XToolkit
file.encoding                       UTF-8
file.separator                  	/
java.awt.graphicsenv            	sun.awt.X11GraphicsEnvironment
java.awt.printerjob             	sun.print.PSPrinterJob
java.class.path                 	/opt/weka-3-8-5/weka.jar
java.class.version                  55.0
java.home                       	/opt/weka-3-8-5/jre/zulu11.43.55-ca-fx-jre11.0.9.1-linux_x64
java.io.tmpdir                  	/tmp
java.library.path               	/usr/java/packages/lib:/usr/lib64:/lib64:/lib:/usr/lib:/home/carlos-matlule/wekafiles/native
java.runtime.name               	OpenJDK Runtime Environment
java.runtime.version            	11.0.9.1+1-LTS
java.specification.name         	Java Platform API Specification
java.specification.vendor	        Oracle Corporation
java.specification.version      	11
java.vendor                     	Azul Systems, Inc.
java.vendor.url                 	http://www.azulsystems.com/
java.vendor.url.bug             	http://www.azulsystems.com/support/
java.vendor.version             	Zulu11.43+55-CA
java.version	                    11.0.9.1
java.version.date	                2020-11-04
java.vm.compressedOopsMode      	Zero based
java.vm.info	                    mixed mode
java.vm.name	                    OpenJDK 64-Bit Server VM
java.vm.specification.name      	Java Virtual Machine Specification
java.vm.specification.vendoR     	Oracle Corporation
java.vm.specification.version   	11
java.vm.vendor                  	Azul Systems, Inc.
java.vm.version                     11.0.9.1+1-LTS
jdk.debug	                        release
jdk.vendor.version              	Zulu11.43+55-CA
line.separator
memory.initial                  	250MB (262144000)
memory.max	                        3978MB (4171235328)
os.arch	                            amd64
os.name	                            Linux
os.version	                        5.8.0-59-generic
path.separator	                    :
sun.arch.data.model             	64
sun.awt.enableExtraMouseButtons	    true
sun.boot.library.path	            /opt/weka-3-8-5/jre/zulu11.43.55-ca-fx-jre11.0.9.1-linux_x64/lib
sun.cpu.endian	                    little
sun.cpu.isalist
sun.desktop                     	gnome
sun.font.fontmanager            	sun.awt.X11FontManager
sun.io.unicode.encoding         	UnicodeLittle
sun.java.command	                weka.gui.GUIChooser
sun.java.launcher	                SUN_STANDARD
sun.jnu.encoding	                UTF-8
sun.management.compiler         	HotSpot 64-Bit Tiered Compilers
sun.os.patch.level	                unknown
ui.currentLookAndFeel	            com.sun.java.swing.plaf.gtk.GTKLookAndFeel
ui.installedLookAndFeels            javax.swing.plaf.metal.MetalLookAndFeel,javax.swing.plaf.nimbus.NimbusLookAndFeel,com.sun.java.swing.plaf.motif.MotifLookAndFeel,com.sun.java.swing.plaf.gtk.GTKLookAndFeel
user.country                        US
user.dir                        	/opt/weka-3-8-5
user.home	                        /home/carlos-matlule
user.language                       en
user.name                       	carlos-matlule
user.timezone                   	Africa/Maputo
weka.version                    	3.8.5

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