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다차원척도법(MDS)

빅데이터분석기사 · 고급 분석기법 · 약 9분

쉽게 말하면

서울, 부산, 광주 사이의 거리표만 있어도 지도를 대충 그릴 수 있죠. 다차원척도법은 거리표로 지도를 그리는 방법이에요. 영화끼리 얼마나 비슷한지 점수만 있으면 비슷한 영화는 가깝게, 다른 영화는 멀게 점을 찍어 한눈에 보여 줘요.

시험용 정의

다차원척도법(MDS)은 개체들 사이의 거리나 비유사성을 바탕으로, 그 거리를 가능한 한 그대로 유지하도록 개체를 2차원이나 3차원 공간의 점으로 배치하는 방법이다. 숫자 간격이 의미 있는 구간·비율척도 자료로 실제 거리를 보존하면 계량적 MDS(R 의 cmdscale), 순서만 의미 있는 순서척도 자료로 거리의 순위를 보존하면 비계량적 MDS(MASS::isoMDS)다. 원래 거리와 지도 위 거리가 얼마나 어긋나는지는 스트레스 값으로 잰다.

비유로 이해하기

도시 간 거리표로 지도 그리기다. 서울-부산 400km, 서울-광주 300km 같은 표만 있어도 세 도시의 상대적 위치는 그릴 수 있다. 다만 지도를 돌리거나 뒤집어도 거리표는 똑같이 맞아서, 어느 쪽이 북쪽인지 같은 절대적 위치는 알 수 없다.

자세히

먼저 알아 둘 말

말뜻
비유사성두 개체가 얼마나 다른가. 거리처럼 클수록 다르다
저차원사람이 볼 수 있는 2차원·3차원
스트레스원래 거리와 지도 위 거리의 어긋남. 작을수록 잘 맞음

계량적과 비계량적

계량적 MDS비계량적 MDS
자료구간·비율척도 (실제 거리)순서척도 (순위)
보존하는 것거리의 크기거리의 순서
Rcmdscale()MASS::isoMDS()

스트레스 기준

스트레스적합 정도
0완벽
0.05 이하매우 좋음
0.05 ~ 0.10좋음
0.10 ~ 0.15보통
0.15 이상나쁨

헷갈리는 짝

  • 주성분분석은 변수들의 분산 구조를 요약하고, 다차원척도법은 개체 사이의 거리를 지도로 보여 준다
  • 군집분석은 개체를 그룹으로 나누는 것이 목적이고, MDS 는 거리 구조를 시각화하는 것이 목적이다. MDS 지도를 보고 군집을 짐작할 수는 있다
  • 활용 예: 브랜드·영화·상품의 유사성 지도(포지셔닝 맵). 매출이나 가격 예측에는 쓰지 않는다

시험에 이렇게 나와요

확인 문제

Q1. 여러 영화 사이의 유사도 점수만 가지고 비슷한 영화끼리 가깝게 놓은 2차원 그림을 그리려 한다. 알맞은 방법은?

  1. 다차원척도법
  2. 로지스틱 회귀
  3. 시계열 분석
  4. 회귀분석
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1번 다차원척도법

개체 사이의 거리·유사도를 보존해 저차원 지도로 그리는 것이 다차원척도법이다.

Q2. 다차원척도법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 개체의 절대적 위치를 알 수 있다
  2. 2·3차원으로 축소해 표현한다
  3. 개체 간 유사성을 직관적으로 파악할 수 있다
  4. 개체 간 거리 정보를 시각화한다
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1번 개체의 절대적 위치를 알 수 있다

회전·반사해도 같아서 상대적 위치만 의미 있다.

Q3. 순서척도로 측정한 비유사성 자료에 쓰는 방법은?

  1. 비계량적 MDS
  2. 주성분분석
  3. 계량적 MDS
  4. 선형회귀
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1번 비계량적 MDS

순위만 보존하는 비계량적 MDS 다.

Q4. MDS 의 적합도를 나타내는 값으로, 0 에 가까울수록 좋은 것은?

  1. 스트레스
  2. 지지도
  3. 향상도
  4. 결정계수
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1번 스트레스

원래 거리와 지도 거리의 어긋남인 스트레스다.

Q5. 다차원척도법의 활용 예로 가장 알맞은 것은?

  1. 주택 가격 예측
  2. 여러 브랜드의 유사성 지도 그리기
  3. 다음 달 매출 예측
  4. 고객 이탈 여부 분류
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2번 여러 브랜드의 유사성 지도 그리기

예측이 아니라 유사성 구조 시각화에 쓴다.

헷갈리기 쉬운 O·X

다차원척도법의 주된 목적은 비유사성을 기준으로 동질적인 군집을 만드는 것이다.

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X 군집 형성은 군집분석의 목적이다. MDS 는 거리 구조를 지도로 보여 준다.

계량적 MDS 는 구간척도나 비율척도로 측정한 자료를 쓴다.

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O

스트레스 값이 0.2 면 매우 잘 맞는 지도다.

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X 0.15 이상이면 나쁜 편이다.

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