I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI)   Vo l.  8 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   201 9 ,   p p .   237 ~ 243   I SS N:  2 2 5 2 - 8938 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ai. v 8 .i 3 . p p 237 - 2 4 3          237       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ia e s co r e . co m/o n lin e/in d ex . p h p /I J AI   An ef ficien t  m e th o d t o  i m pro v e t h e  clusteri ng  per form a nce   using  hybrid ro b ust prin cipa l co mpo nent  a na ly sis - spectral  biclustering   in rai nfall pa tt e rns ide ntif ica tion       Sh a zly n M illea na   Sh a ha rudin 1 ,   Sh u ha ida   I s m a il   2 ,   Siti  M a ria na   Che  M a t   N o r 3 ,  No rha iza   Ah m a d 4   1, 3 De p a rtm e n t  o f   M a th e m a ti c s,  F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   M a th e m a ti c s ,   Un iv e rsiti   P e n d id ik a n   S u l tan   I d r is,  M a lay sia   2 De p a rtme n t  o f   M a th e m a ti c s a n d   S tatisti c s,  F a c u lt y   o f   A p p li e d   S c ien c e s a n d   T e c h n o l o g y ,   Un iv e rsiti   T u n   Hu ss e in   On n   M a lay sia ,   M a la y sia   4 De p a rtme n t  o f   M a th e m a ti c a l  S c ien c e s,  F a c u lt y   o f   S c ien c e ,   Un iv e r siti   T e k n o lo g i  M a lay sia ,   M a la y si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   M ay   1 2 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   J u l   2 5 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A ug   10 ,   2 0 1 9       In   th is  st u d y ,   h y b rid   RP CA - sp e c tral  b iclu ste rin g   m o d e l  is  p ro p o se d   in   id e n ti f y in g   th e   P e n i n su lar  M a la y sia   ra in f a ll   p a tt e rn .   T h is  m o d e l  is  a   c o m b in a ti o n   b e tw e e n   Ro b u st  P ri n c ip a l  C o m p o n e n t  A n a ly sis  (RP CA )  a n d   b i - c lu ste rin g   in   o rd e r  t o   o v e rc o m e   th e   sk e w n e ss   p ro b lem   th a t  e x i ste d   in   th e   P e n in su lar  M a lay sia   r a in f a ll   d a ta.  T h e   a b il it y   o f   Ro b u st  P C A   is  m o re   re sili e n t  to   o u tl ier  g iv e n   th a t  it   a ss e ss e s  e v e r y   o b se rv a ti o n   a n d   d o w n w e ig h ts   th e   o n e s  w h ich   d e v iate   f ro m   th e   d a ta  c e n ter  c o m p a re d   to   c las s ica l  P CA .   M e a n w h il e ,   tw o   w a y - c lu ste rin g   a b le  to   sim u lt a n e o u sly   c lu ste r  a lo n g   tw o   v a riab les   a n d   e x h ib it   a   h ig h   c o r re latio n   c o m p a re d   to   o n e - w a y   c lu ste r  a n a ly sis.  T h e   e x p e ri m e n t a l  re su lt s  sh o w e d   th a t  th e   b e st  c u m u lativ e   p e rc e n tag e   o f   v a ri a ti o n   i n   b e tw e e n   6 5 % - 7 0 %   f o r  b o th   R o b u st  a n d   c las sic a l  P CA .   M e a n w h il e ,   th e   n u m b e r  o f   c lu st e rs  h a s  i m p ro v e d   f ro m   si x   d isjo i n ted   c lu ste r  in   Ro b u st  P CA - k M e a n s  to   e ig h t  d isjo in ted   c lu st e r  f o r  th e   p ro p o se d   m o d e l.   F u rt h e r  a n a ly sis   sh o w s  th a t  th e   p ro p o se d   m o d e l  h a s  s m a ll e r  v a riatio n   w it h   th e   v a lu e s  o f   0 . 0 0 3 4   c o m p a re d   to   0 . 0 3 0   i n   R o b u st  P CA - k M e a n s  m o d e l.   Ev id e n t  f ro m   th is  a n a ly si s,  it   is  p r o v e n   th a t  t h e   p ro p o se d   RP CA - sp e c tral  b iclu ste ri n g   m o d e l  is  p re d o m in a n tl y   a c c li m a ti z e d   to   t h e   id e n ti f y in g   r a in f a ll   p a tt e rn s  in   P e n in su lar  M a lay sia   d u e   to   th e   sm a l l  v a riatio n   o f   th e   c lu ste rin g   re su lt .   K ey w o r d s :   C lu s ter   an al y s is   P r in cip al  co m p o n e n t a n al y s is   R o b u s t   p r in cip al  co m p o n e n t   an al y s is   Sp ec tr al  b iclu s ter i n g     T u k e y ’ s   b i w ei g h t c o r r elatio n   Co p y rig h t  ©   2 0 1 9   In stit u te o f  A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e .    Al l  rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sh az l y n   M illea n a  Sh a h ar u d i n ,   Dep ar t m en t o f   Ma th e m at ics,   Facu lt y   o f   Sc ien ce   a n d   Ma th e m atic s ,   Un i v er s iti P en d id ik a n   S u lta n   I d r is ,   Ma la y s ia .   E m ail:  s h az l y n @ f s m t.u p s i.e d u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   R ain f all  p atter n s   id e n ti f icati o n   is   k e y   to   ca te g o r ize  h y d r o lo g ic  e v e n ts   f o r   cli m a t o lo g is t  o r   h y d r o lo g i s t to   b e  ab le  to   s tr ea m li n e  h y d r o lo g ic  co n v o l u tio n .   So m e  o f   t h e  m o s t p o p u lar   m e th o d s   i n   id en t if y i n g   th e  r ai n f al l  p atter n s   th r o u g h   d ata  m i n i n g   ap p r o ac h es  ar e  P r in cip al  C o m p o n e n t  An a l y s i s   ( P C A )   an d   clu s ter   an a l y s is .   T h ese  ap p r o ac h es   h a v e  b ee n   w ell - k n o w n   f o r   m a n y   y ea r s   an d   ap p lied   in   a  w id e  r an g e  o f   r esear ch   f ield s   s u ch   as   clas s if icatio n   o f   w ea t h er   t y p es,   c li m ate   r eg io n aliza tio n   a n d   ci r cu latio n   p atter n s   ass o ciate d   to   cli m ate  e x tr e m e s   [ 1 - 3 ] .   P C A   r ed u ce s   t h e  d i m en s io n   o f   t h e  d ata  m atr i x   w h ic h   is   co m m o n l y   e m p lo y ed   as   a  p r e - p r o ce s s i n g   m et h o d   f o r   th e   b en e f it  o f   g u id in g   t h e  cla s s i f icatio n   p r o ce s s .   A   clas s ical  ap p r o ac h   in   P C A  r eq u ir es   th e   u s e  o f   co n f i g u r atio n   p o in ts   o f   e n titi e s   b et w ee n   th e   r o w s   a n d   co lu m n s   o f   th e   d ata  b ased   o n   P ea r s o n   co r r ela tio n   m a tr ix .   I n   t h is   in s tan ce ,   P e ar s o n   co r r elatio n   m atr ix   is   o f t en   e m p lo y ed   in   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - A I   Vo l.  8 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   201 9 :   2 3 7   –   2 4 3   238   d er iv atio n   o f   T - m o d e  co r r el atio n   to   ev alu ate  t h e  s i m ila r it y   o cc u r r en ce   b et w ee n   d ai l y   r ain f all s   [ 4 - 7 ] .   A   k e y   c h ar ac ter is tic  o f   P ea r s o n   co r r elatio n   is   it  g iv e s   eq u al  w ei g h t to   ea ch   p air   o f   th e  o b s e r v atio n s .   I n   an al y zi n g   t h e  f ea tu r e s   o f   r ai n f a ll p atter n   in   Ma la y s ia,   t h e  f o ca l p r in cip al  is   t h at  th e  d ail y   r ain f al l i s   n o r m all y   i n h er e n tl y   s k e w ed   t h e  r ig h t.  T h is   is   r e f lecte d   b y   h o w   th e  d ata  h as  h ig h   te n d en c y   to   b e  s k e w ed   to w ar d s   h ig h er   an d   o n l y   p o s it iv e  v a lu e s .   C o n s eq u e n tl y ,   af f ec ted   o b s er v atio n s   ar e  d is ti n g u is h ed   as  o u tl y i n g .   P ea r s o n   co r r elatio n   p r o g r ess iv el y   r ed u ce s   it s   ad v a n tag e s   i n   s i g n if ican t l y   s k e w ed   d is tr ib u tio n s   [ 8 ] .   I t  w o u ld   lo w er   t h e  d i s cr i m in ato r y   p o wer   d u e  to   t h e   f ac t   t h at   o u tlier s   u n d o u b ted l y   s tic k   o u t   i n   o n e  o b s er v atio n ,   ca u s in g   th e  i n f o r m atio n   in   an   o b s er v atio n   to   b e  w ea k e n ed   [ 9 ] .   T h er ef o r e,   P ea r s o n   co r r elatio n   m i g h t   n o t  b e  s u itab l y   ap p licab le  s in ce   th e   w ei g h t  f o r   ea ch   d a y s   ar e  u n eq u al,   s e ein g   h o w   it   is   i n ter co n n ec ted   w i t h   t h e  cl u s ter in g   r esu lt  i n   h ig h li g h ti n g   th e  r ai n f all  p atter n s .   C l u s ter   an al y s i s   h as  b ee n   d e v elo p ed   to   s u b d iv id e  o b s er v atio n s   o f   s i m ilar   p atter n s   a n d   d is s i m il ar   p atter n s   ac co r d in g l y   i n to   d if f er e n t  cl u s ter s .   T y p icall y ,   class ical  cl u s ter in g   tech n iq u es  i n   cli m ate  d ata  ap p ly   t h e  alg o r it h m s   to   eith er   th e  r o w s   o r   th e  co l u m n s   w i th i n   ti m e  o r   s p ac e  d o m ai n s   o f   t h e  d ata  m atr i x   s e p ar ately   [ 1 0 - 1 4 ] .   I n   tim e - cl u s ter in g   tec h n iq u es,  s e g m en t s   o f   ti m e  ar e  d etec ted   w h er e  th e  v al u es  o f   t h e  ti m e  s er ies  ar e  s i m ilar   to   ea ch   o th er   [ 1 5 ] .   A ls o ,   class ical  c l u s ter i n g   tech n iq u e   t y p icall y   d i v id es  t h e  d atab ase  o f   r ain f a ll  p atter n s   i n to   clu s te r s   w it h   t h e  ass u m p tio n   t h at  ev er y   r ai n f a ll  p atter n   b elo n g s   to   o n l y   o n e   s p ec i f ic   clu s ter .   T h is   i m p lies   th a t  t h e  m e m b er s   o f   ea c h   cl u s ter   ar e  ex cl u s i v e  a n d   ex h a u s tiv e  to   o n e  a n d   o n l y   o n e  clu s ter .   Ho w ev er ,   i n   p r ac tice,   th is   i s   r ar el y   tr u e.   I n   th i s   p ap er ,   tw o   s tatis t ical  s t r ateg ies  ar e  p r esen ted   b ased   o n   d ata  m i n i n g   ap p r o ac h es  to   id en tify   t h e   to r r en tial  r ain f a ll  p atter n s   i n   P en in s u lar   Ma la y s ia  b y   co n s i d er in g   th e  i s s u es  m en t io n ed   ab o v e.   R o b u s t  P C A - b ased   T u k e y ' s   b i w ei g h t  co r r elatio n   is   in tr o d u ce d .   A lter n ati v el y ,   t h is   i s   a  n e w   o p tio n al  co r r elatio n   m ea s u r e  to   P ea r s o n   co r r elatio n   m atr i x   i n   P C A   ap p r o ac h   [ 1 6 ] .   T u k e y ' s   b i w ei g h t  co r r elatio n   is   b ased   o n   T u k e y 's  b i w e ig h t  f u n ctio n   t h at  r elies  o n   M - e s ti m ato r s   u s ed   in   r o b u s t  co r r elatio n   esti m ate s .   T h is   ap p r o ac h   is   m o r e  r esil ie n t  to   o u tl y i n g   v al u es  g i v e n   t h at  i t  ass es s es  e v er y   o b s er v atio n   a n d   d o w n w e ig h ts   t h e  o n e s   w h ic h   d ev iate  f r o m   t h e   d ata  ce n ter .   T h is   esti m ato r   i s   m o r e   ef f icie n t,   f le x ib le   an d   f ai r l y   f u n ctio n   u n d er   d iv er s e  d at a  d is tr ib u tio n s   [ 1 7 ] .   So   as  to   co u n ter   t h e  i s s u e  i n   c lu s ter i n g   tec h n iq u e,   a  s er ies  o f   t w o - w a y   cl u s ter i n g   m e th o d s   k n o w n   a s   s p ec tr al   b iclu s ter i n g   is   i n tr o d u ce d   to   s i m u lta n eo u s l y   clu s ter   alo n g   t w o   v ar iab le s .   T h e  ai m   o f   co n cu r r en t  cl u s ter in g   i s   to   f in d   s u b - m atr ice s ,   w h ic h   ar e  s u b g r o u p s   o f   r o w s   an d   s u b g r o u p s   o f   co lu m n s   t h at  s h o w   a  h ig h   co r r elatio n .         2.   RE S E ARCH   M E T H O D    2 . 1 .     Da t a   T h e  d aily   r ain f all  d ata  f r o m   th e  in ter v al  o f   1 9 7 5   to   2 0 0 7   w as  g at h er ed   f r o m   t h e  Dep ar t m en t  o f   I r r ig atio n   an d   Dr ain a g e,   Ma la y s ia,   o r   J ab atan   P en g air an   d a n   Salira n   ( J P S).   T h e  d ata  w er e  co llected   f r o m   7 5   s tatio n s   in   d i f f er e n t  g eo g r ap h ical  co o r d in ates  o n   f o u r   r eg io n s   in   P en i n s u lar   Ma la y s i a  w h ich   ar e  ea s t ,   s o u t h w est,  w e s t  a n d   n o r th w e s t.  P r im ar il y ,   th is   s tu d y ’ s   m ai n   in ter est  i s   e x tr e m e  r ai n f all  e v e n t  w h ic h   is   k n o w n   as  th e  to r r en t ial  r ain f all.   He n ce ,   it  w a s   i m p o r ta n t  to   s elec t   s o m e  cr iter ia  to   lead   an d   es tab lis h   a   t h r e s h o ld   to   f in d   a  ce r tain   d is tin ct io n   b et w ee n   w h at  d o es  o r   d o es  n o t  co n s titu te  a  d a y   o f   to r r en tial  r ain f a ll   in   th e  P en i n s u lar   Ma la y s ia  r e g io n s .   T h e  m o s t  co m m o n   an d   ap p licab le  th r esh o ld   in   a  tr o p ical  cli m ate  f o r   th is   w a s   6 0   m m /d a y   [ 1 8 ] .   T h e  f ilter ed   d ay s   w it h   r ain f all  t h at  ex ce ed ed   6 0   m m   i n   at  leas t  2 %  o f   th e  s tat io n s   w er e  u s ed   [ 1 9 ] .   T h e  o u tco m e  w a s   2 5 0   d ay s   a n d   1 5   r ain f all  s tatio n s   -   an   a m p le  f ig u r e  to   ex e m p li f y   th e  m ain   to r r en tial c en ter s .     2 . 2 .     P rincipa l c o m po nent  a n a ly s is   I n   cli m ate  d ata,   th e  t y p ical  to r r en tial  r ain f all  p atter n s   ar e  d er iv ed   u s i n g   p r in cip al  co m p o n e n t  an al y s is   ( P C A )   m et h o d   b ased   o n   T - m o d e  ap p r o ac h .   T - m o d e  w as  u s ed   w it h   t h e  ai m   o f   a n al y zin g   s p atia l  f ield s   i n   d if f er e n t  ti m e s .   T h is   is   p r ac t ical  f o r   ex tr ac t in g   a n d   r ep r o d u cin g   t h e  t y p e s   o f   c ir cu lati o n ,   m ea s u r i n g   th e ir   f r eq u en c y   an d   d is p la y i n g   t h e   p er io d s   o f   d o m i n a n t  w ea t h e r   [ 2 0 ] .   T h e  m ai n   p u r p o s e  o f   u s in g   P C A  is   to   d ec r ea s e  th e  lar g e   d i m e n s io n a l  d ata  in to   lo w   d i m en s io n a l  d ata  w h ile   co n c u r r en tl y   r etai n i n g   th e  s i g n if ica n ce   in f o r m atio n   o f   t h e  d ata  s et  [ 2 1 ] .   I n   ad d itio n ,   th i s   m eth o d   is   q u ite  p o p u lar   f o r   f in d i n g   p atter n s   in   h i g h   d i m en s io n al   d ata  [ 2 2 ] .   T h e  m ai n   p ar t  in   P C A   co v er s   s ta n d ar d   d ev ia tio n ,   co v ar ia n ce   o r   co r r elatio n   an d   eig e n v ec to r .   T h e  alg o r ith m   o f   P C A   ap p r o ac h   w o r k s   as  f o llo w s :     = ( 11 , 12 , 13 ⋯ 1 21 , 22 . . . , 23 ⋱ 2 1 , 2 , 3 ⋯  )   ( 1 )     Giv e n   m atr i x     is   th e  r ain f al l   d ata  in   P en in s u lar   Ma la y s ia   co m p r is e s     o b s er v atio n s   ( i.e .   r ain f all  d a y s )   d escr ib ed   b y     v ar iab les  ( i.e .   r ain f all  s tatio n s )   an d   it  is   r ep r esen ted   b y   th e    ×   m atr i x   ,   w h o s e  g en er ic  ele m e n t is  , .   T h en ,   th e  s p atial  T - m o d e  m a tr ix   i s   d ef i n ed   as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       A n   efficien t m eth o d   to   imp r o ve   t h e  clu s teri n g   p erfo r ma n ce   u s in g …  ( S h a z lyn   Mil lea n a   S h a h a r u d in )   239   ′ = ′ T   ( 2 )     w h er e  th e  tr a n s p o s e  o p er atio n   is   d en o ted   b y   t h e  s u p er s cr ip t  T .   Su b s eq u e n tl y ,   t h e  m atr i x   ca n   b e  d ef in ed   th r o u g h   t h e  co r r elatio n   m atr i x      =    ( ′ ) =   ∑ ( ′ − ̅ ′ ) ( ′ − ̅ ′ ) = 1 √ ∑ ( ′ − ̅ ′ ) 2 ∑ ( ′ − ̅ ′ ) 2 = 1 = 1   ( 3 )     A cc o r d in g   to   th e  ( 3 ) ,   eig en v e cto r s   an d   eig en v a lu e s   ar e  ca lcu lated   u s i n g   th i s   ex p r ess io n .   T h e  f o llo w in g s   ar e   th e  s tep s   i n v o lv ed   in   P C A   al g o r ith m :    Step   1 : A cq u ir e  t h e  in p u t  m atr ix .     Step   2 : Co m p u te  T - m o d e  b ase d   P ea r s o n   co r r elatio n   m atr i x .     Step   3 : Co m p u te  t h e  ei g en v ec t o r s   an d   eig en v al u es o f   t h e  co r r elatio n   m atr i x .     Step   4 : Ch o o s e  th e  m o s t i m p o r tan t p r in cip al  co m p o n e n ts   b a s ed   o n   cu m u la tiv e  p er ce n ta g e  o f   to tal  v ar iatio n .     Step   5 : O b tain   th e  n e w   d ata  s e t     2 . 3 .     Ro bu s t   P rincipa l C o m p o nent  Ana ly s is   T u k e y ' s   b i w ei g h t  co r r elatio n   i s   b ased   o n   T u k e y ' s   b i w ei g h t   f u n ct io n   w h ich   d ep en d s   o n   M - esti m ato r s   ap p lied   in   r o b u s t  co r r elatio n   esti m ates.  M - e s ti m ate  h a s   a  d er iv ativ e  f u n ctio n ,     w h ic h   d ef in es  t h e  w ei g h ts   allo tted   to   th e  o b s er v atio n s   i n   th e  d ata  s et.   I t  h as  th e  ab i lit y   to   d o w n w eig h t   o b s er v ati o n s   to   e m u late  its   in f lu e n ce   f r o m   t h e  ce n tr e  o f   t h e  d ata  [ 1 7 ] .   T h e  d er iv ativ e  f u n ctio n   is   o b tain ed   as  f o llo w s :     ( ) = { ( 1 − ) 2   | | ≤ 1 0   | | > 1     ( 4 )     E v id en tl y ,   if   | | is   lar g e  en o u g h ,   th en   ( )   r ed u ce s   to   ze r o .   A n   i m p o r tan t  asp ec t  to   ev alu ate  t h e  r es is t an ce   to   o u tl y i n g   d ata  v al u es   o f   M - est i m ato r s   is   its   b r ea k d o w n   p o i n t.  B y   d ef i n itio n ,   a  b r ea k d o w n   p o in t   m ea n s   t h e   s m al lest   f r ac tio n   o f   co n ta m i n a tio n   w h ich   m a y   i n s tig a te  in ac cu r ate  r es u lt  [ 2 3 ] .   I n   th i s   s t u d y ,   T u k e y 's  b i w ei g h t   w it h   b r ea k d o w n   p o in ts   o f   0 . 2 ,   0 . 4 ,   0 . 6   an d   0 . 8   w er e  co m p ar ed   u s i n g   s i m u lated   d ata  an d   b r ea k d o w n   p o in t  o f   0 . 4   p er f o r m ed   t h e  b est.   A cc o r d in g   to   [ 2 4 ] ,   a  b r ea k d o w n   p o in t  o f   0 . 4   g e n er all y   p er f o r m s   b etter   in   m o s t  cir cu m s ta n ce s   i n   w h ic h   t h e  r esu lt  i s   m o r e  p r ec is e  an d   ef f ec t iv e  w h e n   co m p ar ed   to   a   lo w e r   b r ea k d o w n   p o in t.   T h e  b i w ei g h t   esti m ate   o f   co r r elatio n   i s   estab li s h ed   b y   f ir s t  d eter m in i n g   t h e  lo ca tio n   esti m ate,   T   ̃  an d   f u r th er ,   u p d atin g   th e  s h ap e  esti m ate,   S ̃.   T h e  ( , ) ℎ   ele m e n t  o f   S ̃,   i.e .   ̃    s er v es  as  a  r esi s tan t  esti m ate  o f   th e   co v a r ian ce   b et w ee n   t h e  t w o   v ec to r s ,     an d   .   T h e  ca lcu latio n   o f   b i w eig h t c o r r elatio n   o f   b o th   v ec to r s   is :     ̃  = ̃  √ ̃  ̃      ( 5 )     W ith     ( + 1 ) = ∑ ( ( ) ) = 1 ∑ ( ( ) ) = 1   k   =  0 , 1 , 2 , …   ( 6 )     ( + 1 ) = ∑ ( ( ) ) ( − ( + 1 ) ) ( − ( + 1 ) ) = 1 ∑ ( ( ) ) ( ( ) = 1 )     ( 7 )     w h er e   ( + 1 ) is   a  lo ca tio n   v ec to r   an d   ( + 1 ) i s   a  s h ap e  m a tr ix   s u c h   th a t  = 0 , 1 , 2 , … .   T h u s ,   a  P C A - b ased   T u k e y ’ s   b i w ei g h t  co r r elatio n   f o r   K - m ea n s   clu s ter   a n al y s i s   h as   th e   te n d en c y   to   estab li s h   a  b etter   clu s ter   p ar titi o n   w h ich   i s   m o r e  r esil ie n t to w ar d s   th e  o u tl y in g   v alu e s   t h an   P ea r s o n   co r r elatio n   in   P C A .       2 . 4 .     k - M ea ns     T h e  in itial  s tep   w a s   to   r an d o m l y   s elec t  k   o b j ec ts ,   w h er e  ea ch   i n itiall y   r ep r ese n ts   a  clu s ter   m ea n   o r   ce n ter .   Nex t,  t h e  r esp ec tiv e  d ata  p o in t,     is   allo tted   to   th e  n ea r est  cl u s ter   ce n tr e.   E u clid ea n   d is tan c e   m et h o d   w as  co m m o n l y   ap p lie d   to   ca lcu late  th e  d is tan ce ,   (   , )   b e t w ee n   ea ch   d ata  p o in ts ,       an d   c en tr o id ,     as sh o w n   in   ( 7 ) .     ( , ) = √ ∑ (   −   ) 2 = 1   (8 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - A I   Vo l.  8 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   201 9 :   2 3 7   –   2 4 3   240   W h en   all  t h e  d ata  p o in t s   wer e  ass ig n ed   to   ea ch   o f   t h e   clu s ter s ,   th e  cl u s ter   ce n tr o i d   w as  r ec alc u lated .   k - Me an s   clu s ter in g   al g o r ith m   f u n ctio n s   i n   th e  f o llo w i n g   s tep s :   Step   1 : Ran d o m l y   ch o o s e    o b jects f r o m   t h e  s et  o f   d ata  as in i t ial  clu s ter   ce n tr o id .   Ste p   2 :  Dete r m i n e  t h e  d is ta n c e  b et w ee n   ea ch   d ata  p o in ts     an d   ass i g n   ea c h   ite m     to   th e  cl u s ter   w h ic h   h as   th e  clo s est ce n tr o id .   R ec alcu la te  th e  clu s ter   ce n tr o id   f o r   ea ch   clu s ter   u n ti l c o n v er g e n ce   cr iter ia  is   r ea ch ed .     2 . 5 .     Sp ec t ra l  B iclus t er ing     T h e  s p ec tr al  b iclu s ter in g   al g o r ith m   w as  p r o p o s ed   as  a  m et h o d   to   id en tify   s u b s ets  o f   f ea tu r es  a n d   co n d itio n s   w i th   c h ec k er b o ar d   s tr u ct u r e  w h ic h   ca n   b e  d escr ib ed   as  a  co m b in a tio n   o f   co n s tan t  b icl u s ter s   in   a   s in g le  d ata  m atr ix .   I n   th i s   s t u d y ,   t h e  s p ec tr al  b icl u s ter i n g   w as  ap p lied   in   o r d er   to   o b tain   th e  r ain f all  p atter n s .   T h is   m eth o d   h a s   ef f icie n t  p er f o r m a n ce ,   s u i tab le  f o r   w o r k i n g   w it h   lar g e  m atr ice s   [ 2 5 ] .   A   s et  o f   m atr i x   d ata,   m atr i x   A   w as  r ep r esen ted   alo n g   t w o   v ar iab les  d i m en s io n ,   M  an d   N  as  (  )  .   Ma tr ix   A   th e n   s u p p o s ed   to   b e  b iclu s ter   in to   K  an d   L   s u b m atr ices.  T h en ,   let  ( , )   b e  th e  s u b   m atr i x   an d   d en o ted   w it h   th e   av er ag e  o f   all   v alu e s   o f   th e  s u b m atr i x   as  ( . ) .   B y   u s i n g   ( . ) ,   th e  v ar iatio n   o f   th e  m atr i x   co u ld   b e  i d en tif ied   w h i ch   d ef in e s   th e  er r o r .   T h e  g o al  o f   a   b iclu s t er in g   is   to   f i n d   t h e  p ar titi o n   with   m i n i m u m   er r o r .   T h e  p r o b l e m   r e m ai n s   as  h o w  to   ch o o s e  th e  b est  v al u e  f o r   K  an d   L .   Fo r   th is   p ar t,  a  m et h o d   p r o p o s ed   in   [ 1 1 ]   w a s   r ef er r ed   w h ic h   e x p lain ed   th at  th e   er r o r   d ec r ea s ed   as  K  an d   L   i n cr ea s ed .   As  t h e  s p ec t r al  b iclu s ter in g   ap p r o ac h   w a s   ap p lied   to   th e  d ata   s et,   th e  v al u e  o f   K  ∈   {2 5 ,   2 6 ,   2 7 }  an d   L   ∈   {4 }.   T h e  alg o r ith m   w as  ap p lied   r an d o m l y   f o r   5 0   ti m es  to   o b tain   th e  o p ti m al  v al u es o f   ( K, L ) .   T h e  f o llo w i n g s   ar e  th e  s tep s   r eq u ir ed   f o r   th e  p r o p o s ed   alg o r ith m :   Step   1 : A cq u ir e  t h e  in p u t  m atr ix .   Step   2 : Stan d ar d ize  th e  d ata  w ith   m ed ian   a n d   m ea n   ab s o lu te  d ev iatio n   ( M A D) ,   i.e .      ∗ =  − ̅  ( |  −  (  ) | )     ( 9 )     s u c h   th a t     r ef er s   to   ele m en t s   in   th e  in p u t  m atr ix .   Step   3 : A r r an g e  th e  d ata  to   o b tain   a  T - m o d e  d ec o m p o s it io n .   Step   4 : Set  th e  b r ea k d o w n   p o in t,  0 . 4   f o r   th e  R o b u s t P C A .   Step   5 : Co m p u te  t h e  r o b u s t c o r r elatio n   m ea s u r e,   P C A - T u k e y 's b i w ei g h t   co r r elatio n   m atr i x .   Step   6 : Co m p u te  t h e  ei g en v ec t o r s   an d   eig en v al u es o f   t h e  R o b u s t P C A .   Step   7 : Ch o o s e  th e  s ig n i f ica n c e  co m p o n e n t s   b ased   o n   cu m u l ativ e  p er ce n ta g e  o f   to tal  v ar iat io n .   Step   8 : Co m p u te  t h e  m atr ix   o f   co m p o n e n t lo ad in g s   Step   9 : A p p l y   s p ec tr al  b iclu s te r in g   to   m atr ix   o f   co m p o n e n t l o ad in g s .       3.   RE SU L T S  A ND  D I SCU SS I O N     T h er e  ar e  tw o   m ain   d is c u s s io n s   i n   t h is   s ec tio n :  t h e  s elec t io n s   o f   c u m u lati v e  p er ce n tag e  t o   r em o v e   th e  a m o u n t   o f   p r i n cip al  co m p o n en t s   a n d   th e   s e n s i tiv it y   o f   t h e  a m o u n t  o f   cl u s ter   to   t h e  c h o ice  o f   clu s ter i n g   ap p r o ac h es.  T h e  ef f ec t  o n   cl u s ter in g   r es u lt  w h en   u s i n g   h y b r i d   R o b u s t  P C A   a g ai n s t  clas s ic al  P C A   ap p r o ac h es   w il l  also   b e  s h o w n .   As  n o ted   f r o m   T ab le  1 ,   th e  a m o u n t  o f   co m p o n en t s   o b tain ed   f r o m   b o th   ap p r o ac h es  in   P C A   at   r esp ec tiv e   lev e l  o f   c u m u lati v e  p er ce n ta g e  o f   v ar iati o n s   d i f f er .   A p p ar en tl y ,   r o b u s t   P C A   e n tai led   les s   n u m b er   o f   co m p o n e n ts   to   e x t r ac t  to   ac h iev e  at  least  7 0 %  o f   cu m u lati v e  p er ce n ta g e  o f   v a r iatio n ,   co n tr ar y   to   P C A .   T o   illu s tr ate,   at  8 0 %  c u m u lat iv e   p er ce n tag e   o f   v ar i atio n ,   t h er e  w er e  2 8   co m p o n en ts   r etain ed   w h e n   u s i n g   R o b u s t  P C A   w h i le  as  f o r   C lass ical   P C A ,   t h er e  w er e  3 5   co m p o n e n ts .   E x ce s s i v e  i n clu s io n   o f   p r in cip al   co m p o n e n t s   o v er s tated   th e  s i g n i f ica n ce   o f   o u tlier ,   cr ea tin g   p o o r   r esu lts   i n   d is ti n g u is h i n g   r ai n f al l  p atter n s .   T h ese  f in d i n g s   ar e  in   lin e  with   th o s e  i n   [ 2 6 ] .   Me an w h i le ,   ir r esp ec tiv e  o f   th e  cu m u lat iv e  p er ce n tag e  o f   v ar iatio n ,   t h e  n u m b er   o f   clu s t er s   as  an   o u tco m e  o f   P C A   co m b in ed   w it h   t w o   cl u s ter i n g   a p p r o ac h es  s tab ilized   at  o n l y   t w o   clu s ter s .   T h i s   i s   i n d icativ e   o f   s o m e  i n f lu e n tia l  o b s er v atio n s   in   t h e  d ata.   I n   c li m ato lo g y   s t u d ies   esp ec iall y   in   id en ti f y i n g   r ai n f all  p atter n s ,   o b tai n in g   m o r e  th a n   t w o   cl u s ter s   to   d escr ib e  th e  v ar iatio n s   o f   p atter n s   o f   r ai n f all  i s   m o r e  p e r tin en t.  T h is   r esu lt  w as  s u p p o r ted   b y   [ 2 7 ]   w h ic h   d en o ted   th at  s o m e  a m o u n t  o f   clu s ter s   i.e .   a  co u p le  o f   cl u s ter s   w o u ld   n o t  b e  ad eq u ate   t o   d eter m in e   r ain f all   p atter n   w h il s t  it   co m e s   to   co n d u cti n g   co n s id er ab le  r ain f all  p atter n s   a n al y s i s .   T h er ef o r e,   t w o   cl u s ter   s e ts   ar e  e v id en tl y   u n f itti n g   s i n c e   th e y   co v er   th e  ac t u al  co n s tr u ct   o f   th e  d ata.   Fig u r e  1   d em o n s tr ate s   th e  a m o u n t  o f   cl u s ter s   ac q u ir ed   b y   t h e  m ea n s   o f   R o b u s t  P C A   co m b in ed   w it h   k - m ea n s   cl u s ter   a n al y s i s   a n d   p r o p o s ed   m o d el  o f   R o b u s t  P C A  co m b i n ed   w it h   s p ec tr al  b icl u s ter i n g .   E v id en tl y ,   r elativ e  to   clu s ter   p ar titi o n s ,   F ig u r e  1   d is p la y s   h o w   i n   co m p ar is o n   to   P C A   a s   s h o w n   i n   T ab le  1 ,   R o b u s t  P C A  h as  h i g h er   s en s iti v it y   to   th e  s u m   o f   cl u s ter s   e m p lo y ed ,   b ased   o n   th e  c u m u lati v e  p er ce n ta g e  o f   v ar iatio n .   Fo r   an   i n s ta n ce ,   i n   Fi g u r e  1 ,   w h e n   t h e  7 0 %  cu m u lati v e  p er ce n tag e  w a s   s elec ted ,   t h e  to tal  cl u s ter s   to   m a in ta i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       A n   efficien t m eth o d   to   imp r o ve   t h e  clu s teri n g   p erfo r ma n ce   u s in g …  ( S h a z lyn   Mil lea n a   S h a h a r u d in )   241   w er e  s ix   an d   ei g h t  f o r   b o th   ap p r o ac h es,  r esp ec tiv el y .   W h e n   5 %  ad d itio n al  cu m u lati v e  p er ce n tag e   o f   v ar ia n ce   w a s   u s ed ,   th e  s u m   o f   c lu s ter s   d ev iated   f r o m   s i x   to   ten   f o r   R o b u s t  P C A   w ith   k - Me a n s   a p p r o ac h   w h i le  th e   n u m b er   o f   clu s ter   b ec a m e  3 5   f o r   h y b r id   R P C A - s p ec tr al  b iclu s ter i n g .   T h e  m o s t  s ig n i f ica n t   ef f ec t s   f o r   R o b u s t   P C A   w er e  s h o w n   o n   th e  c h o ice  o f   clu s ter i n g   ap p r o ac h   w h ic h   w as se n s iti v e  to   th e  ac q u ir ed   n u m b er   o f   clu s ter .     Ho w e v er ,   th e  s elec tio n   o f   c u m u lat iv e  p er ce n tag e   o f   v ar iati o n   ab o v e  7 0 %  f o r   th e  p u r p o s e  o f   id en ti f y i n g   th e  r ai n f all  p atter n   w a s   a  w ea k   d ec is io n   as  a  c u t   o f f   f o r   th e  n u m b er   o f   p r in cip al  co m p o n en t s .   I n   Fig u r e  1 ,   th e  r esu lti n g   n u m b er   o f   clu s ter   f o r   h y b r id   R P C A - s p ec tr al  b iclu s ter in g   n o ticea b l y   tu r n s   m u ch   b ig g er   af ter   r etain i n g   7 0 %  cu m u lati v e  p er ce n tag e  o f   v ar iatio n .   I n   id en ti f y in g   r ain f all  p atter n s ,   to o   m u c h   clu s ter s   in d icate d   th at  th e  g r o u p i n g   co u ld   b e  d is ad v an tag eo u s   f r o m   an   i m p ac t  o u tlo o k   s o   as  to   d e s cr ib e  th e  v ar iatio n   o f   r ain f al l  p atter n s   i n   P en i n s u lar   Ma la y s ia  [ 2 8 ] .   I n   o r d er   to   ex a m i n e  t h e  cl u s ter   s o lu t io n s ,   t h e  v ar iatio n   b et w ee n   t w o   cl u s ter   ap p r o ac h es  w er e  test ed .   A s   a  r esu l t ,   th e  v ar iab ilit y   o f   th e  h y b r id   R P C A - s p ec tr al  b iclu s ter i n g   m o d el  w as  s m a ll er   w h ich   i s   0 . 0 0 3 4   co m p ar ed   to   P C A   co u p led   w it h   k - Me a n s   cl u s ter   a n al y s i s   w h ic h   i s   0 . 0 3 0 0 .   E v id en ce   f o r m   t h i s   w a s   p r o v id ed   b y   [ 2 9 ]   w h ic h   i n d icate d   t h at  h i g h er   v a r iatio n   i n   cl u s ter in g   r ep r esen ted   m o r e  n o is e  an d   wea k er   s i g n al  w i th in   d is co v er ed   clu s ter i n g   ap p r o ac h es.  T h er ef o r e,   it  s h o w ed   t h at   th e  p r o p o s ed   h y b r id   R P C A - s p ec tr al  b iclu s ter in g   h ad   a  r elativ el y   b etter   clu s ter i n g   r esu l t  in   ter m s   o f   th e   v ar iatio n   w h e n   co m p ar ed   to   P C A   w it h   k - Me an s   ap p r o ac h .   C o n cl u s i v el y ,   h y b r id   R P C A - s p ec tr al  b iclu s ter i n g   is   p r o v en   to   b e  an   ef f icie n t  r o b u s t  m et h o d   co m b i n ed   w i th   a  s er ies  o f   t w o - w a y   cl u s ter i n g   ap p r o ac h   w h e n   d ea lin g   w i th   h y d r o lo g ical  d at a  esp ec iall y   i n   r ain f all  d ata  w h er e  th er e  w as  a  s i g n if ican t  i m p r o v e m e n t  i n   th e   clu s ter   p ar titi o n .   T h is   p r ev e n te d   th e  r ain f a ll d ata  f r o m   h av in g   er r o n eo u s   u n b alan ce d   clu s te r s .       T ab le  1 .   T h e  n u m b er   o f   co m p o n en t s   an d   clu s ter s   ac q u ir ed   u s in g   t w o   ap p r ao ch es o n   to r r en tial r ain f all  d ata     C u m . %   N u mb e r   o f   c o m p o n e n t s   N u mb e r   o f   c l u s t e r ,   k   P C A   R o b u st   P C A   P C A   w i t h   k - M e a n s   R o b u st   P C A   w i t h   k - M e a n s    P C A   w i t h   S p e c t r a l   b i c l u st e r i n g   H y b r i d   R P C A - S p e c t r a l   b i c l u st e r i n g     65   70   75   80   85   90   14   19   26   35   39   42   13   15   22   28   30   35   2   2   2   2   2   2   6   6   10   10   12   12   2   2   2   2   2   2   8   8   35   52   52   95           Fig u r e  1 .   T h e  n u m b er   o f   cl u s t er s   o b tain ed   u s i n g   R o b u s t P C A   co m b i n ed   w it h   d if f er en t c l u s ter   an al y s is   ap p r o ac h es.       4.   CO NCLU SI O N   T h e  R o b u s t  P C A  s to o d   o u t   as  a n   e n g a g i n g   co n te n d er   t o   th e  c u r r en t  cla s s ica l  P C A  ap p r o ac h .   Sp ec if icall y ,   R o b u s t  P C A  s h o w ed   an   ex ten s i v e  p r o g r es s   i n   t h e  p ar tit io n   o f   cl u s ter s   as   co m p ar ed   to     class ical  P C A .   I n   cl i m a to lo g y   s tu d ies  e s p ec i all y   i n   id e n ti f y i n g   r ai n f all  p atter n s ,   o b tain in g   m o r e  t h a n   a  p air   o f   clu s ter s   to   ex p lai n   t h e  v ar iatio n s   o f   p atter n s   o f   r ain f all  is   m o r e  p er tin en t.  I n   ad d itio n ,   i t  ap p ea r ed   th at  R o b u s t   P C A   r eq u ir ed   f e w er   co m p o n en t s   to   ex tr ac t  s o   as  to   ac h iev e  at  least  7 0 %  o f   s ig n i f ica n ce   c u m u lat iv e   0 20 40 60 80 100 65 70 75 80 85 90 N o .  o f  C l u ste r C u mu l ati v e   Pe r c e n tag e   ( % ) N u m b e r   o f Cl u ste r s  Ob taine d   u si n g   R o b u st  PCA   Co m b i n e d   wi th  Di ff e r e n t  Cl u ste r i n g  Ap p r o ac h e s PC A  w i th   k -Me an s PC A  w i th   S p e c t ral  b i c l u s te ri n g R o b u s t  P CA  w i t h  k-Me an s R o b u s t  P CA  w i t h  S p e c tr al b i c l u s te ri n g Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8938   IJ - A I   Vo l.  8 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   201 9 :   2 3 7   –   2 4 3   242   p er ce n tag e  i n   co n tr ac t  to   P ea r s o n .   T o o   f e w   co m p o n en t s   w o u ld   a f f ec t t h e  o b s er v a tio n s   i n   a  w a y   t h at  t h e y   w er e   p o o r ly   e m b o d ied   an d   w o u l d   b e  clu s ter ed   to g eth er   b ec au s e  o f   lo w   s co r es  o n   e v e r y   co m p o n e n t s .   On   th e  co n tr ar y ,  if   m o r e  n u m b e r   o f   co m p o n e n ts   to   m a in tai n   o r   m o r e  cu m u lati v e  p er ce n t ag e  w er e  u s ed ,   th er e   w o u ld   b e  p o o r   r esu lt  i n   id e n t if y in g   r ai n f all  p atter n s   s i n ce   i t  a m p li f ie s   t h e  s i g n i f ica n ce   o f   n o is e.   He n ce ,   t h e   o p tim u m   c u m u lati v e  p er ce n ta g e  to   id en ti f y   r ai n f a ll p atter n s   is   b et w ee n   6 5 %  u n til   7 0 %.  T h is   s tu d y   h ad   s h o wn   th at  t h e  p r o p o s ed   h y b r id   R P C A - s p ec tr al  b iclu s ter in g   is   p ar ticu lar l y   w el l  ad ap ted   in   id en tify i n g   r ain f all  p atter n s   in   P en i n s u lar   Ma la y s i a  d u e  to   th e  s m a ll  v ar iatio n   o f   th e  clu s ter in g   r esu lt.  Hav i n g   m en tio n ed   th i s ,   it  is   r en o u n ce d   t h at  a ll  o f   th e  r e s u lt  is   s tr ictl y   allied   to   t h e  ca s es  b ased   o n   r ai n f al l  d ata  i n   P en in s u lar   Ma la y s i a   w h er e  th e  w ea t h er   an d   s ea s o n s   d if f er   f r o m   o t h er   zo n es.       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h e  au th o r s   w is h   to   e x p r ess   g r atit u d e  to w ar d s   Un iv er s iti  P en d id ik an   Su l tan   I d r is   f o r   t h eir   s u p p o r t  an d   f i n an c ial  f u n d in g   v ia  GP U   g r an t V o te  No .   2 0 1 8 - 0 1 5 4 - 1 0 1 - 01.       RE F E R E NC E S   [1 ]   V .   M o ro n ,   e t  a l . ,   “ W e a th e r  Ty p e s  A c ro ss   th e   M a rit i m e   Co n ti n e n t:   f ro m   th e   Diu rn a l  C y c le  t o   In tera n n u a l  V a riatio n s,”   Fro n ti e rs   in   En v iro n me n ta l  S c ien c e .   3 ( 4 4 ),   2 0 1 5 .   [2 ]   N.  H.  A h m a d ,   e t  a l . ,   “ Hie ra rc h ica l  Clu ste r  A p p ro a c h   f o r  Re g io n a li z a ti o n   o f   P e n in s u lar  M a lay si a   b a se d   o n   th e   P re c ip it a ti o n   Am o u n t, ”   J o u rn a l  o f  Ph y sic s: Co n fer e n c e   S e rie s.   4 2 3 ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 1 3 .   [3 ]   G .   S .   S iv a ,   e t  a l . ,   “ Clu ste r  A n a l y sis  A p p ro a c h   to   S t u d y   th e   Ra in f a ll   P a tt e rn   in   V isa k h a p a tn a m   Di strict, ”   W e e k l y   S c ien c e   Res e a rc h   J o u rn a l .   1 ( 3 1 ),   2 0 1 4 .   [4 ]   R.   Ro m e ro ,   e t  a l . ,   “ Da il y   Ra in fa ll   P a tt e rn s  in   th e   S p a n is h   M e d it e rra n e a n   A re a :  A n   Ob jec ti v e   Clas sif ic a ti o n , ”   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  Cl ima t o l o g y . 1 9 ,   p p .   95 - 1 1 2 ,   1 9 9 9 .   [5 ]   D.  P e n a rro c h a ,   “ Clas si f ica ti o n   o f  Da il y   Ra in f a ll   P a tt e rn s  in   a   M e d it e rra n e a n   A re a   w it h   Ex tre m e   I n ten sity   L e v e ls:  T h e   V a len c ia Reg io n , ”   In ter n a ti o n   J o u r n a l   o f   Cli ma t o l o g y . 2 2 ,   p p .   6 7 7 - 6 9 5 ,   2 0 0 2 .   [6 ]   G .   S u m n e r,   e t  a l . ,   “ T h e   I m p a c t  o f  S u rf a c e   Cir c u la ti o n s  o n   th e   Da il y   Ra in fa ll   o v e r  M a ll o rc a , ”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l   o f  Cli m a to l o g y . 15 ,   p p .   6 7 3 – 6 9 6 ,   1 9 9 5 .   [7 ]   P .   W ick ra m a g a m a g e ,   “ S e a so n a li ty   a n d   sp a ti a l  p a tt e rn   o f   ra in f a l l  o f   S ri  L a n k a :  Ex p lo ra to ry   fa c to r  a n a ly sis,”   In ter n a t io n a l  J o u rn a l  o f  Cl ima t o l o g y .   3 0 ,   p p .   1 2 3 5 - 1 2 4 5 ,   2 0 1 0 .   [8 ]   N.  S .   C h o k ,   “ P e a rso n ’s  V e rsu s  S p e r m a n ’s an d   Ke n d a ll ’s C o rre latio n   Co e f f icie n ts  f o r  Co n t in u o u s   Da ta” ,   2 0 0 8 .   [9 ]   Do re sw a m y   a n d   C.   M .   V a stra d ,   “ Id e n ti f ica ti o n   o f   Ou tl iers   in   Ox a z o li n e s  a n d   Ox a z o les   Hig h   Di m e n sio n   M o lec u lar  De sc rip to r  Da tas e t  u sin g   P r in c ip a l  Co m p o n e n t   Ou tl ier   De tec ti o n   A l g o rit h m   a n d   Co m p a ra ti v e   Nu m e rica l  S tu d y   o f   Oth e r  Ro b u st  Esti m a to rs,”  In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f  Da t a   M in in g   a n d   K n o wle d g e   M a n a g e me n t  Pr o c e ss .   3 (4 ),   p p .   75 - 9 3 ,   2 0 1 3 .   [1 0 ]   M .   G .   S e f id m a z g i,   e t   a l . ,   “ T re n d   a n a l y sis   u sin g   n o n - sta ti o n a ry   ti m e   s e ries   c lu ste rin g   b a se d   o n   th e   f in it e   e le m e n t  m e th o d , ”   N o n l in e a r P r o c e ss e s in   Ge o p h y sic s ,   v o l.   2 1 ,   n o .   3 ,   p p .   6 0 5 – 6 1 5 ,   2 0 1 4 .   [1 1 ]   H.  W a n ,   e t  a l . ,   “ A tt rib u ti n g   n o r th e rn   h ig h - lat it u d e   p re c ip it a ti o n   c h a n g e   o v e r  th e   p e ri o d   1 9 6 6 – 2 0 0 5   t o   h u m a n   in f lu e n c e , ”   Cli ma te Dy n a mic s ,   v o l.   4 5 ,   n o .   7 ,   p p .   1 7 1 3 – 1 7 2 6 ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   A .   M .   Ra d   a n d   D.  Kh a li l,   “ A p p ro p riate n e ss   o f   Clu ste re d   Ra in g a u g e   S tatio n s  f o r  S p a ti o - T e m p o ra l  M e teo ro l o g ica l  Dro u g h t  A p p li c a ti o n s,”   W a ter   Re so u rc e s M a n a g e me n t ,   v o l.   2 9 ,   n o .   1 1 ,   p p .   4 1 5 7 – 4 1 7 1 ,   2 0 1 5 .   [1 3 ]   Y.  Zh a n g ,   e t  a l . ,   “ Op ti m a l  Clu ste r  A n a l y sis  f o r  Ob jec ti v e   Re g io n a li z a ti o n   o f   S e a so n a l  P re c ip it a ti o n   in   Re g io n s  o f   Hig h   S p a ti a l – T e m p o ra l  V a riab il i ty :  A p p li c a ti o n   to   W e ste rn   Et h i o p ia,”  J o u r n a l  o f  Cli m a te ,   v o l.   2 9 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 6 9 7 – 3 7 1 7 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   X .   Hu a n g ,   e t  a l . ,   “ A n a ly sis  o f  d y n a m ic  tren d - b a se d   c lu ste rin g   o n   Ce n tral  G e r m a n y   p re c ip it a ti o n , ”   i n   Fi f t h   In ter n a t io n a l  W o rk sh o p   o n   Cli ma te In fo rm a ti c s ,   (Bo u ld e r),   2 0 1 5 .   [1 5 ]   M .   G .   S e f id m a z g i  a n d   C. T .   M a rriso n ,   “ S p a ti o tem p o ra l  A n a l y sis   o f   s e a so n a l  P re c ip it a ti o n   o v e r  US  u sin g   Co - c lu ste rin g , ”   in   6 th   In ter n a ti o n a l  W o rk sh o p   o n   Cli ma te  In fo rm a ti c s,   2 0 1 6 .   Pro c e e d i n g s  o f  th e   6 th   In ter n a t io n a l   W o rk sh o p   o n   Cl ima te I n fo rm a ti c s,   p p .   4 1 - 4 4 ,   2 0 1 6 .   [1 6 ]   S .   M .   S h a h a r u d i n ,   e t  a l . ,   “ Id e n ti f ica ti o n   o f   Ra in f a ll   P a tt e rn s   o n   H y d ro lo g ica l  S im u latio n   u sin g   R o b u st   P ri n c ip a l   Co m p o n e n t  A n a l y sis,”   In d o n e sia n   J o u rn a l  o f  El e c trica l  En g in e e rin g   a n d   Co m p u ter   S c ien c e   ( IJ EE CS ) , ”   v o l.   1 1 ,   n o .   3 ,   p p .   1 1 6 2 - 1 1 6 7 ,   S e p tem b e r  2 0 1 8 .     [1 7 ]   J.  Ha rd in ,   e t  a l. ,   “ A   Ro b u st  M e a su re   o f   Co rre latio n   b e tw e e n   Tw o   G e n e s  o n   a   M icro a rra y , ”   BM C  Bi o in fo rm a t ics ,  8 (2 2 0 ),   2 0 0 7 .   [1 8 ]   S .   M .   S h a h a r u d i n ,   e t  a l . ,   “ M o d i f ied   S in g u lar  S p e c tru m   A n a l y sis   in   Id e n ti fy in g   Ra in fa ll   T re n d   o v e r  P e n in su la r   M a la y sia , ”   In d o n e sia n   J o u rn a l  o f  El e c trica l   En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e   ( IJ EE CS ) , ”   v o l.   1 5 ,   n o .   1 ,   p p .   283 - 2 9 3 ,   Ju ly   2 0 1 9 .     [1 9 ]   R.   Ro m e ro ,   e t  a l . ,   “ A   Clas sif i c a ti o n   o f   th e   A t m o sp h e ric  Circu latio n   P a tt e r n s  P r o d u c in g   S ig n if ica n t  Da il y   Ra in f a ll   in   t h e   S p a n ish   M e d it e rra n e a n   A re a ” ,   In t.   J .   Cl ima t o l .   1 9 ,   p p .   7 6 5 - 7 8 5 ,   1 9 9 9 .   [2 0 ]   R.   H.  Co m p a g n u c c i,   e t  a l . ,   “ P r in c ip a l  S e q u e n c e   P a tt e rn   A n a ly sis:  A   N e w   A p p ro a c h   to   C las sify in g   t h e   Ev o lu ti o n   o f   A t m o sp h e ric S y ste m s,”   In ter n a ti o n a l  J o u rn a l  o f   Cli ma to l o g y . 2 1 ,   p p .   1 9 7 - 2 1 7 ,   2 0 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ - AI     I SS N:  2252 - 8938       A n   efficien t m eth o d   to   imp r o ve   t h e  clu s teri n g   p erfo r ma n ce   u s in g …  ( S h a z lyn   Mil lea n a   S h a h a r u d in )   243   [2 1 ]   S .   M .   S h a h a ru d in ,   e t  a l . ,   “ T h e   Co m p a riso n   o f   T - m o d e   a n d   P e a rso n   Co rre latio n   M a tri c e s  in   Clas sif ica ti o n   o f   Da il y   Ra in f a ll   P a tt e rn s i n   P e n in s u lar M a la y sia , ”   M a tem a ti k a ,   p p .   1 8 7 - 1 9 4 ,   2 0 1 3 .   [2 2 ]   J.  M e n g ,   a n d   Y.   Ya n g ,   “ S y m m e tr ica l  Tw o - Di m e n sio n a l  P CA   w it h   Im a g e   M e a su re s in   F a c e   Re c o g n it io n , ”   I n t  J   A d v   Ro b o ti c   S y .   9 ,   2 0 1 2 .   [2 3 ]   P .   Ro u ss e e u w ,   a n d   A .   L e ro y ,   “ R o b u st   Reg re ss io n   a n d   Ou t li e r  De tec ti o n .   Ne w   Yo rk ,   USA :  Jo h n   W il e y   a n d   S o n s ,   In c .   1 9 8 7 .   [2 4 ]   M .   Ow e n ,   “ T u k e y ' s Bi we ig h t  Co r re latio n   a n d   t h e   Bre a k d o w n   T h e sis,”   P o m o n a   Co ll e g e .   2 0 1 0 .     [2 5 ]   M .   G .   S e f id m a z g   a n d   C.   T .   M o rriso n ,   “ S p a ti o tem p o ra l  A n a l y si s   o f   S e a so n a l  P re c ip i tatio n   o v e r  US  u sin g   Co - c lu ste rin g , ”   6 th   In ter n a ti o n a l  W o r k sh o p   o n   Cli ma te I n fo rm a ti c s,  p p   4 1 - 4 4 .   2 0 1 6 .   [2 6 ]   G .   M .   M imm a c k ,   e t  a l . ,   “ Ch o ice   o f   Dista n c e   M a tri c e s  in   Clu ste r  An a ly sis:  D e f in in g   Re g io n s,”   J o u r n a l  o f  Cli m a te.   14 ,   p p .   2 7 9 0 - 2 7 9 7 ,   2 0 0 2 .   [2 7 ]   W . C.   Ch a n g ,   “ On   u sin g   p ri n c ip a l  c o m p o n e n ts b e f o re   se p a ra ti n g   a   m i x tu re   o f   t w o   m u lt iv a riate   n o rm a l  p o p u latio n s,”   J .   Ap p l.   S ta t .   3 2 ,   p p .   2 6 7 – 2 7 5 ,   1 9 8 3 .   [2 8 ]   I.   M a h lstei n   a n d   R .   Kn u tt i,   “ Re g io n a l  c li m a te  c h a n g e   p a tt e rn s  i d e n ti f ied   b y   c lu ste r  a n a ly sis,”   Cli m.  Dy n .,   v o l.   3 5 ,   p p .   5 8 7 - 6 0 0 ,   2 0 1 0 .   [2 9 ]   A .   K a si m ,   e t  a l . ,   A p p li e d   Biclu ste rin g   M e th o d s  f o r  Big   a n d   Hig h - Dim e n sio n a l  Da ta  Us in g   R,   T a y lo r  &   F ra n c is  G ro u p ,   2 0 1 7 ,   p .   8 9 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       S h a z ly n   M il lea n a   w a s  b o rn   in   J o h o r  Ba h ru ,   M a lay sia ,   in   1 9 8 8 .   S h e   is  a   se n i o r  lec tu re r  a t  t h e   De p a rtme n t  o f   M a th e m a ti c s,  F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   M a th e m a ti c s ,   Un iv e rsiti   P e n d id ik a n   S u lt a n   Id ris  (U P S I).   S h e   g ra d u a ted   w it h   a   b a c h e lo r  sc ien c e   d e g re e   in   In d u strial  M a th e m a ti c s  f ro m   Un iv e rsiti   Tek n o lo g i  M a la y sia ,   in   2 0 1 0 .   Up o n   g ra d u a ti o n ,   sh e   b e g a n   h e r  c a re e r   a s   a n   Ex e c u ti v e   in   b a n k in g   in stit u t io n .   In   th e   f o ll o win g   y e a r,   sh e   re c e iv e d   a n   o ffe r  t o   c o n ti n u e   h e r  stu d y   a s  a   f a st - trac k   P h D  stu d e n t  a t  th e   sa m e   u n iv e rsity .   Du rin g   h e r  P h D  j o u r n e y ,   sh e   d e v e lo p e d   a n   in tere st  i n   m u lt iv a riate   a n a l y sis,  sp e c if ica ll y   in   f in d in g   p a tt e rn s   w h ich   d e a ls  w it h   b ig   d a ta.  He r  re se a rc h   f o c u se s  o n   th e   a r e a   o f   d i m e n sio n   re d u c ti o n   m e th o d s  sp e c i f ica ll y   in   c li m a te   in f o r m a ti c s   w h ich   in v o lv e s  a n a l y sis  o n   h u g e   c li m a t e - re late d   d a tas e ts  b a s e d   o n   tec h n iq u e s  in   Da ta  M i n in g .   S h e   h a d   p u b li sh e d   h e r  re se a rc h   in   S c o p u s  in d e x e d   j o u r n a l  a n d   p re se n te d   h e r  w o rk   in   v a rio u s  l o c a l  a n d   in tern a ti o n a l  c o n f e re n c e s.  S h e   c o m p lete d   h e r  P h D  th e sis  a t  th e   e n d   o f   2 0 1 6   a n d   w a s  c o n fe rre d   a   d o c to ra te  d e g re e   in   2 0 1 7 .         S h u h a id a   Ism a il   is a l e c tu re r  a t  th e   De p a rt m e n t  o f   M a th e m a ti c s a n d   S tatics ti c s,  F a c u lt y   o f   A p p li e d   S c ien c e s  a n d   T e c h n o lo g y ,   Un iv e r siti   T u n   Hu ss e in   On n   M a lay sia   ( UT HM).   S h e   o b tain e d   h e r  f irst  d e g re e   in   Co m p u ter  S c ien c e s  m a jo rin g   f ro m   UT M .   S h e   a lso   o b tai n e d   a   M a ste r  d e g re e   a n d   P h D   f ro m   th e   s a m e   u n iv e rsit y .   T h ro u g h o u t  h e r  stu d ies ,   sh e   d e v e lo p e d   a n   in tere st  in   M a c h in e   L e a rn in g   re se a rc h   a re a ,   sp e c if ic a ll y   in   p r e d ictiv e   m o d e ll in g ,   c las si f ica ti o n ,   a n d   c lu ste rin g .   He r  c u rre n t   re se a rc h   a re a s a re   in   h y d ro lo g ica l  m o d e ll in g ,   b ig   d a ta a n a ly ti c s a n d   d e e p   lea rn i n g .         S it i  M a rian a   is  a   g ra d u a te  o f   Ba c h e lo r  De g re e   in   Ed u c a ti o n   (M a th e m a ti c s)  f ro m   Un iv e rsit i  P e n d i d ik a n   S u lt a n   Id ris  (U P S I)  in   2 0 1 8 .   S h e   is  c u rre n t ly   p u rsu in g   h e r  stu d ies   in   M a ste rs  o f   S c ien c e   d e g re e   in   S tatisti c s  w h il e   w o rk in g   o n   to   p u b li sh   p a p e rs  in   h e r  sc o p e   o f   f ield .   He r  re se a r c h   f o c u se s  o n   th e   a re a   o f   d ime n sio n   re d u c ti o n   m e th o d s,   sp e c if ica l l y   in   c li m a te  in f o r m a ti c s  w h ich   in v o lv e s a n a ly sis o n   h u g e   c li m a te - re late d   d a tas e ts b a se d   o n   tec h n iq u e s in   Da ta M i n in g .         No rh a iza   is  a   se n io r  lec tu re r  a t  th e   De p a rtm e n t  o f   M a th e m a ti c a l   S c ien c e s,  F a c u lt y   o f   S c ien c e ,   Un iv e rsiti   Tek n o lo g i   M a la y sia   ( UT M ).   S h e   g r a d u a ted   w it h   a n   h o n o rs  d e g re e   in   M a th e m a ti c s,   S tatisti c s  a n d   Op e ra ti o n a l  re se a rc h   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   M a n c h e ste r,   in   1 9 9 6 .   S h e   jo in e d   UT M   in   A u g u st  2 0 0 0 .   In   th e   f o ll o w in g   y e a r,   sh e   c o n ti n u e d   h e r  stu d ies   a t  th e   Un iv e rsity   o f   S h e ff i e ld   f o r  h e r  m a ste r’s d e g re e .   In   S h e f f i e ld ,   sh e   d e v e lo p e d   a n   i n tere st i n   m u lt i v a riate   a n a l y sis,  sp e c i f ica ll y   in   f in d in g   p a tt e rn s  w h ich   lea d   h e r  t o   p u rsu e   a   P h D  d e g re e   a t  th e   Un iv e rsit y   o f  Ke n t.   S h e   c o m p lete d   h e r  P h D   th e sis  a t  th e   e n d   o f   2 0 0 7   a n d   w a s  c o n f e rr e d   a   d o c t o ra te  d e g re e   in   2 0 0 8 .   F i n d i n g   p a tt e rn s   in   a n y   d a ta   h a v e   a l w a y s  b e e n   h e r  re se a r c h   in tere sts.  S h e   sta rted   t h e   in tere sts  in   p ro f il in g   d a ta  –   f in d in g   sta ti stica ll y   d isti n c ti v e   a n d   sig n if ica n t  g ro u p s  a n d   f e a tu re s   in   th e   o b jec t  o f   in tere st  w h il st  a t  S h e ff ield .   Cu rre n tl y ,   h e r  re se a rc h   in tere sts  re v o lv e   a ro u n d   h y d ro in f o r m a ti c s  p a rti c u larl y   in   in v e stig a ti n g   th e   stre a m f lo w   v a ria b il it y   o f   th e   lo c a l  riv e rs.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.