传统图机器学习的特征工程

news2024/9/21 22:20:16

视频资料

同济子豪兄中文精讲视频:

节点特征工程:https://www.bilibili.com/video/BV1HK411175s

连接特征工程:https://www.bilibili.com/video/BV1r3411m7sD

全图特征工程:https://www.bilibili.com/video/BV14W4y1V7gg

斯坦福原版视频:

https://www.youtube.com/watch?v=3IS7UhNMQ3U&list=PLoROMvodv4rPLKxIpqhjhPgdQy7imNkDn&index=4

https://www.youtube.com/watch?v=4dVwlE9jYxY&list=PLoROMvodv4rPLKxIpqhjhPgdQy7imNkDn&index=5

https://www.youtube.com/watch?v=buzsHTa4Hgs&list=PLoROMvodv4rPLKxIpqhjhPgdQy7imNkDn&index=6

图基本知识

图的基本表示

本体图

导入数据之前就应设计好的

导入数据后形成具体图

如何设计本体图,取决于要解决的任务。

有向图和无向图

异质图

二分图

节点的度

邻接矩阵

连接列表

邻接列表

无权有权图

带环图/多接图

联通与非联通图

强连接与弱连接

传统图机器学习方法-节点

知识总结

扩展阅读

https://www.geeksforgeeks.org/eigenvector-centrality-centrality-measure

https://www.jsums.edu/nmeghanathan/files/2015/08/CSC641-Fall2015-Module-2-Centrality-Measures.pdf?x61976

https://aksakalli.github.io/2017/07/17/network-centrality-measures-and-their-visualization.html

上海地铁线路图:[http://www.shmetro.com上海地铁线路图:[http://www.shmetro.com](http://www.shmetro.com/)

上海地铁时刻表:http://service.shmetro.com/hcskb/index.htm

北京地铁线路图:[https://map.bjsubway.com北京地铁线路图:[https://map.bjsubway.com](https://map.bjsubway.com/)

北京地铁时刻表:https://www.bjsubway.com/station/smcsj

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01764253v2/document

NetworkX-常用图数据挖掘算法:https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/index.html

NetworkX-节点重要度算法:https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/centrality.html

NetworkX-Clustering算法:https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/clustering.html

NetworkX-最短路径算法:https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/shortest_paths.html

思考题

节点层面,存在哪些数据挖掘任务,有何应用场景?

“传统图机器学习方法”传统在何处?

特征工程在数据挖掘中有什么作用?

在传统图机器学习中,为什么要对节点、连接、全图做特征工程?

传统图机器学习方法相比图神经网络(深度学习),有什么优点和缺点?

节点层面可以构造哪些特征?这些特征可以归为哪两类?

简述不同的Node Centrality计算方法

只用Node Degree作为节点重要度,会有什么缺点?

Eigenvector centrality和PageRank有什么异同?

Betweenness Centrality和Closeness Centrality有什么区别?分别揭示了节点是什么特征?

你认为所有海峡中,哪个海峡的Betweenness Centrality最高?

你认为中国所有城市中,哪个城市的Closeness Centrality最高?

湖北到中国任何一个省级行政区,最多跨两个省,说明哪个特征高?

你认为你所在城市的地铁站中,哪个地铁站的Closeness Centrality最高?哪个地铁站的Clutering Coefficient最高?

地铁线路连接关系,应该如何表示?(邻接矩阵、连接列表、邻接列表)

你认为你的人脉圈中,谁的Clutering Coefficient最高?为什么?

什么是Ego-Network(自我中心网络)?

Graphlet和Wavelet(小波分析)有什么异同?

由四个节点组成的图,存在多少种Graphlet?

五个节点构造的所有Graphlet中,存在多少种不同角色的节点?

节点的哪些特征,可以衡量该节点是否为中心枢纽节点?桥接节点?边缘孤立节点?

除了课程中讲的Centrality之外,还有哪些Centrality指标?(PageRank、Katz Centrality、HITS Hubs and Authorities)

传统图机器学习方法-连接

知识总结

扩展阅读

NetworkX相关文档

https://networkx.org/documentation/stable/reference/generated/networkx.classes.function.common_neighbors.html

https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/generated/networkx.algorithms.link_prediction.jaccard_coefficient.html

https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/generated/networkx.algorithms.link_prediction.adamic_adar_index.html

https://stackoverflow.com/questions/62069781/how-to-find-the-similarity-between-pair-of-vertices-using-katz-index-in-python

思考题

连接层面,存在哪些数据挖掘任务,有何应用场景?

连接层面可以构造哪些特征?这些特征可以归为哪三类?

简述Link Prediction的基本流程

A和B都知道梅西,C和D都知道同济子豪兄,请问哪对人物更容易产生社交连接。可以用哪个特征解释?

两个节点没有共同好友时,可以用什么特征,将连接编码为D维向量?

简述Katz Index的算法原理

如何计算节点U和节点V之间,长度为K的路径个数

为什么不直接把link两端节点的向量特征concat到一起,作为link的向量特征

传统图机器学习方法-全图

知识总结

扩展阅读

https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/generated/networkx.algorithms.graph_hashing.weisfeiler_lehman_graph_hash.html

思考题

全图层面,存在哪些数据挖掘任务,有何应用场景?

全图层面可以构造哪些特征?

全图层面的Graphlet,和节点层面的Graphlet,有什么区别?

子图匹配,算法复杂度如何计算?

简述Weisfeiler-Lehman Kernel的算法原理

Weisfeiler-Lehman Kernel的词汇表(颜色表)是如何构建的?

Weisfeiler-Lehman Kernel,算法复杂度是多少?

Weisfeiler-Lehman Kernel和图神经网络(GNN)有什么关系?

简述Kernel Methods基本原理

为什么在Graph-level任务中,使用Kernel Methods

除了Graphlet Kernel和Weisfeiler-Lehman Kernel之外,还有哪些Kernel

传统图机器学习和特征工程中,哪些特征用到了邻接矩阵Adjacency Matrix?

如何把无向图节点、连接、全图的特征,推广到有向图?

如何用代码实现Weisfeiler-Lehman Kernel?

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