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python图工具中基于随机块模型动态网络社团检测

时间:2026-01-15 02:21:22
python图工具中基于随机块模型动态网络社团检测
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在Python图工具中,基于随机块模型(Stochastic Block Model, SBM)进行动态网络社团检测,通常涉及以下步骤。以下是一个详细的实现方案,结合了graph-tool库的功能,该库专门用于复杂网络的分析和可视化。1. 加载网络数据首先,加载政治博客网络数据集。该数据集包含1,490个节点(博客)和19,090条边(链接),节点带有政治取向标签(保守派或自由派)。import graph_tool.all as gt# 加载数据集g = gt.collection.data["polblogs"]2. 数据预处理节点颜色映射根据节点的政治取向(value属性,1为保守派,0为自由派)设置颜色:红色:保守派(Republican)蓝色:自由派(Democrat)# 定义颜色映射red_blue_map = {1: (1, 0, 0, 1), 0: (0, 0, 1, 1)} # RGBA格式# 创建顶点颜色属性plot_color = g.new_vertex_property(vectordouble)g.vertex_properties[plot_color] = plot_color# 为每个节点分配颜色for v in g.vertices(): plot_color[v] = red_blue_map[g.vertex_properties[value][v]]边颜色映射根据边的方向设置颜色(参考Adamic和Glance的原始论文):橙色边:自由派 → 保守派紫色边:保守派 → 自由派# 假设边方向已定义(需根据实际数据调整)edge_color = g.new_edge_property(vectordouble)g.edge_properties[edge_color] = edge_colorfor e in g.edges(): src_value = g.vertex_properties[value][e.source()] tgt_value = g.vertex_properties[value][e.target()] if src_value == 0 and tgt_value == 1: edge_color[e] = (1, 0.5, 0, 1) # 橙色 elif src_value == 1 and tgt_value == 0: edge_color[e] = (0.5, 0, 0.5, 1) # 紫色 else: edge_color[e] = (0.7, 0.7, 0.7, 1) # 灰色(同派系)3. 随机块模型(SBM)社团检测使用graph-tool的minimize_blockmodel_dl函数拟合SBM,检测网络中的社团结构。# 拟合SBM模型state = gt.minimize_blockmodel_dl(g)# 获取社团划分结果blocks = state.get_blocks()g.vertex_properties[block] = blocks # 将社团标签保存为顶点属性可视化社团根据社团ID为节点着色(可选):# 生成社团颜色n_blocks = len(set(blocks.a))block_colors = plt.cm.tab20(np.linspace(0, 1, n_blocks))block_color_prop = g.new_vertex_property(vectordouble)for v in g.vertices(): block_id = blocks[v] block_color_prop[v] = block_colors[block_id % n_blocks]g.vertex_properties[block_color] = block_color_prop4. 动态网络可视化分层边缘捆绑使用graph-tool的分层边缘捆绑算法(需先聚类):# 基于政治取向聚类(简单示例)tree = gt.minimize_nested_blockmodel_dl(g)# 绘制分层边缘捆绑图pos = gt.radial_tree_layout(g, tree.get_bs()[0]) # 树状布局gt.graph_draw(g, pos=pos, vertex_fill_color=plot_color, edge_color=edge_color, output=polblogs_sbm_bundled.pdf)动态社团演变(如需)若数据包含时间信息,可分时段拟合SBM并可视化变
时间:2026-01-15 02:21:23
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