Data Mining – WebLab

11. Juli 202215. Juni 2023

Text und Data Mining in Bibliotheken?

Autorin: Lene-Christine Brammer

Bibliotheken haben den Auftrag, Medien und Informationen für Nutzerinnen und Nutzer aufzuarbeiten und bereitzustellen. Doch jedes Jahr werden mehrere Millionen Publikationen veröffentlicht. Die DNB allein verzeichnete den Zugang 2.352.693 neuer Einheiten im Jahre 2020^[1]. Wer soll da den Überblick behalten? Text und Data Mining kann hier Abhilfe schaffen.

Was ist Text und Data Mining?
Anwendungsmöglichkeiten für Bibliotheken
- Empfehlungssysteme
- Maschinelle Indexierung
Herausforderungen
Ausblick
Quellen

Was ist Text und Data Mining?

Text Mining, Data Mining, Text Data Mining, Textual Data Mining, Text Knowledge Engineering, Web Mining, Web Content Mining, Web Structure Mining, Web Usage Mining, Content Mining, Literature Mining und sogar Bibliomining^[2] – viele Begriffe, die alle das selbe Konzept – teilweise mit unterschiedlichen Schwerpunkten – bezeichnen, welches im Folgenden Text und Data Mining, kurz TDM, genannt werden soll. Grob gesagt ist damit die algorithmusbasierte automatische Analyse digitaler Daten jeglicher Form gemeint.

TDM beinhaltet dabei explizit sowohl die Verarbeitung natürlichsprachiger Texte, sogenannter unstrukturierter Daten, als auch beispielsweise Tabellen und anderer strukturierter Daten, welche unterschiedliche Anwendungsfälle und Herausforderungen mit sich bringen. Dabei gibt es zwei große Aspekte: das Auffinden bereits bekannter Informationen und die Schaffung neuen Wissens durch die Verknüpfung oder Neuinterpretation von Bekanntem.^[3]

Ganz allgemein lassen sich Verfahren des TDM in drei große Bereiche aufteilen:

Musterextraktion (Programm analysiert, welche Daten oft gemeinsam auftreten)
Segmentierung (Programm gruppiert ähnliche Daten zusammen)
Klassifikation (Programm teilt Daten vorher bestimmten Klassen zu)

Es lässt sich natürlich noch feiner unterteilen in Regressionsanalysen, Abhängigkeits- oder Abweichungsanalyse, Beschreibung, Zusammenfassung, Prognose, Assoziation etc., was die große Bandbreite an Nutzungsmöglichkeiten des TDM aufzeigt^[4], für uns aber gerade zu weit geht, da wir nur den Bereich der Bibliotheken betrachten wollen.

Anwendungsmöglichkeiten für Bibliotheken

Empfehlungssysteme

Eine Möglichkeit der Kataloganreicherung ist die Implementierung eines Empfehlungsdienstes. Dieser analysiert Recherche- und/oder Ausleihdaten, um Nutzenden während ihrer Recherche weitere Medien vorzuschlagen, die relevant für sie sein könnten^[5]. Ein solcher Dienst ist BibTip, welcher an der Universität Karlsruhe entwickelt wurde und mittlerweile von vielen wissenschaftlichen und öffentlichen Bibliotheken in Deutschland verwendet wird.

Maschinelle Indexierung

Die inhaltliche Erschließung bietet einen großen Mehrwert bei der Recherche, ist jedoch ein zeit- und personalaufwendiger Aspekt der bibliothekarischen Arbeit. Schon 2009 begann die Deutsche Nationalbibliothek, diese Arbeit mit maschineller Unterstützung durchzuführen. Dabei wurden die in der GND hinterlegten Schlagwörter als Grundlage für die automatische Verschlagwortung mithilfe des Averbis-Programms verwendet.^[6]

Herausforderungen

Urheberrecht

TDM war viele Jahre eine rechtliche Grauzone. Unklarheiten bezogen sich unter anderem darauf, ob maschinelle Verarbeitung durch die bestehenden Lizenzverträge abgedeckt war, ob temporäre für die Auswertung erstellte Kopien unerlaubte Vervielfältigung bedeuteten, inwieweit die Ergebnisse Dritten zugänglich gemacht werden durften und vieles mehr.^[7] Die Urheberrechtsnovelle 2018 sorgte für mehr Klarheit, indem durch § 60d UrhG explizit die Nutzung von TDM für die wissenschaftliche Forschung erlaubt wurde.

Datenschutz

Datenschutz ist vor allem bei der Verarbeitung personenbezogener Daten wie der Analyse von Ausleih- oder Recherchevorgängen relevant. Im Sinne der Datensparsamkeit dürfen nur so viele Daten erhoben werden, wie erforderlich sind und diese auch nur so lange wie nötig gespeichert werden. Aus Datenschutzgründen werden die Daten deshalb anonymisiert gespeichert und verarbeitet. Dies schränkt beispielsweise die Empfehlungsdienste ein, da so nur die aufgerufenen oder ausgeliehenen Medien während eines einzelnen Vorgangs analysiert werden, diese jedoch nicht mit früheren Vorgängen der selben Person verknüpft werden können.

Formatvielfalt

TDM kann nur funktionieren, wenn die auszuwertenden Daten in geeigneter Form vorliegen. Dabei kann es verschiedene Hürden geben, sowohl rechtlicher Natur, wenn Daten im Besitz von Personen oder Institutionen sind, sowie technischer Natur, wenn Daten nicht in maschinenlesbarer Form vorliegen, oder zu viele verschiedene (inkompatible) Dateiformate genutzt werden.^[8]

Ausblick

Schon heute profitieren Bibliotheken von TDM-Anwendungen, besonders Empfehlungsdienste sind verbreitet. Maschinelle Indexierung wird zumindest vereinzelt eingesetzt, bleibt in der Qualität aber noch weit hinter der intellektuellen Erschließung durch Menschen zurück.^[9] Aufgrund des technischen Fortschritts und dem immer zuverlässiger werdenden natural language processing darf man hier jedoch hoffnungsvoll in die Zukunft blicken.

Doch Bibliotheken sind nicht nur Anwenderinnen, sondern können und sollten ebenfalls Sorge dafür tragen, dass ihre eigenen Bestände für TDM nutzbar sind. Dies wird erleichtert durch § 60d UrhG, aber sollte auch bei der Aushandlung von Lizenzverträgen, bei der Auswahl der anzubietenden Formate von elektronischen Medien wie auch bei der Retrodigitalisierung beachtet werden.

Quellen

^[1] Deutsche Nationalbibliothek (2021): Jahresbericht 2020. S.45. Online unter urn:nbn:de:101-2021051859

^[2] Mehler, Alexander; Wolff, Christian (2005): Einleitung: Perspektiven und Positionen des Text Mining. In: LDV-Forum, Jg. 20, Nr. 1, S. 1–18. Online unter urn:nbn:de:0070-bipr-1688

^[3] Saffer, Jeffrey; Burnett, Vicki. (2014). Introduction to Biomedical Literature Text Mining: Context and Objectives. In Kumar, Vinod; & Tipney, Hannah (Hg.): Biomedical Literature Mining. New York: HumanaPress, Springer. S. 1–7. Online unter doi.org/10.1007/978-1-4939-0709-0_1

^[4] Drees, Bastian (2016): Text und Data Mining: Herausforderungen und Möglichkeiten für Bibliotheken. In: Perspektive Bibliothek, Jg. 5, Nr. 1, S. 49-73. Online unter doi.org/10.11588/pb.2016.1.33691

^[5] Mönnich, Michael; Spiering, Marcus (2008): Erschließung. Einsatz von BibTip als Recommendersystem im Bibliothekskatalog. In: Bibliotheksdienst, Jg. 42, Nr. 1, 54–59. Online unter doi.org/10.1515/bd.2008.42.1.54

^[6] Uhlmann, Sandro (2013): Automatische Beschlagwortung von deutschsprachigen Netzpublikationen mit dem Vokabular der Gemeinsamen Normdatei (GND). In: Dialog mit Bibliotheken, Jg. 25, Nr. 2, S.26-36. Online unter urn:nbn:de:101-20161103148

^[7] Okerson, Ann (2013): Text & Data Mining – A Librarian Overview [Konferenzbeitrag]. Herausgegeben von IFLA. Online unter http://library.ifla.org/252/1/165-okerson-en.pdf (Abruf am 29.01.2022)

^[8] Brettschneider, Peter (2021): Text und Data-Mining – juristische Fallstricke und bibliotheksarische Handlungsfelder. In: Bibliotheksdienst, Jg. 55, Nr. 2, S. 104-126. Online unter doi.org/10.1515/bd-2021-0020

^[9] Wiesenmüller, Heidrun (2018): Maschinelle Indexierung am Beispiel der DNB. Analyse und Entwicklungmöglichkeiten. In: O-Bib, Jg. 5, Nr. 4, S. 141-153. Online unter doi.org/10.5282/o-bib/2018H4S141-153

Dieser Beitrag ist im Studiengang Informationsmanagement an der Hochschule Hannover im Rahmen des Kurses Content Management (Wintersemester 2021/22, Dr. Stefanie Elbeshausen) entstanden.

Die besten Beiträge stellen wir Euch hier in den nächsten Wochen nach und nach vor.

28. Februar 202015. Juni 2023

Data Mining bei der Warenkorbanalyse

WebLab HsH: Data Mining und Warenkorbanalyse

Autori*nnen: Judith Hauschulz und Verena-Christin Schmidt

Oder: Werden Windeln und Bier wirklich oft zusammen gekauft?

Die Warenkorbanalyse gehört zum Data Mining und ist ein Anwendungs-gebiet der Assoziationsanalyse. Wenn du diese Begriffe hörst, ist dir wahrscheinlich klar, dass es um Daten geht. Aber das klingt nun vielleicht etwas trocken, deshalb fangen wir nochmal neu an:

- Du wolltest schon immer wissen, warum dir beim Online-Shopping “passende” Artikel vorgeschlagen werden?
- Dich interessiert, wieso sich die Süßigkeiten im Supermarkt immer auf dem Weg zur Kasse befinden?
- Oder du willst einfach endlich erfahren, was da eigentlich dahintersteckt?

Dann bist du hier genau richtig! Wir erklären dir, wie das funktioniert. Doch dazu fangen wir erst einmal beim Allgemeinen an: dem Data Mining.

Was bedeutet Data Mining?

Eigentlich heißt Data Mining nur „Datenschürfen“. Dabei soll aus Daten Wissen erzeugt werden.¹ Mit Wissen ist hier ein Muster gemeint, das für NutzerInnen interessant ist oder auch interessant sein kann. Ein Muster besteht dann wiederum aus Beziehungen zwischen Daten oder Regelmäßigkeiten und wird Datenmustererkennung genannt. ²

In der Graphik kannst du den Ablauf des Data Minings ablesen. Das Ganze stellt einen Prozess dar, bei dem das Ziel ist, dass man neue Erkenntnisse gewinnt. Dabei beschränkt man zuerst eine große Menge an Rohdaten auf eine kleinere Auswahl, sodass sie anschließend verarbeitet werden können. So dienen sie also als Grundlage für die Muster, die das Data Mining aufdecken soll.³

Es gibt sehr viele Verfahren im Data Mining. Wir erklären dir aber nur die Assoziationsanalyse, weil sie relevant für die Analyse von Waren ist. Sie zählt zu den bekannteren beziehungsweise typischen Methoden des Data Minings.⁴

Assoziationen im Data Mining

"Die Assoziationsanalyse gehört zu einem der grundlegendsten Verfahren in der Datenanalyse und spielt im wirtschaftlichen Bereich eine große Rolle." ⁵

Mit der Assoziationsanalyse kannst du Abhängigkeiten und Zusammenhänge in großen Datenmengen ermitteln. Dazu benutzt man sogenannte Items. Stell sie dir am besten wie Produkte im Supermarkt vor! Mit diesen Items können wir dann Berechnungen durchführen. Wir könnten also schauen, ob zwei von ihnen auffällig oft gemeinsam vorkommen.

Es kann aber auch passieren, dass ein Item besonders dann auftritt, wenn ein anderes Item vorhanden ist. Ein Item kann sogar das Vorkommen eines anderen Items begünstigen. Wenn das eintritt, lassen sich da-raus Assoziationsregeln ableiten.¹ Aus ihnen können wir beispielsweise Vorhersagen treffen oder Empfehlungen aussprechen.

Als Ergebnis erhalten wir Regeln, die folgende Form haben:

"Wenn Item A vorliegt, dann tritt in X Prozent der Fälle auch Item B auf."⁶

Diese Regeln der Assoziationsanalyse können wir benutzen, um zum Beispiel Wechselwirkungen verschiedener Medikamente zu erforschen. Und auch wenn man Zusammenhänge bei der Wahl von Anlageformen bei Banken aufdecken möchte, ist sie nützlich.⁷ Ein wesentlich bekannteres Beispiel ist aber die Empfehlung von Artikeln im Online-Handel. Wenn wir einen Artikel aufrufen, dann zeigt uns die Seite oft, was andere KundInnen noch gekauft haben.⁸ Solche Vorhersagen lassen sich auch aufgrund von Warenkorbanalysen treffen.

Warenkorbanalyse mit Bier und Windeln

In einer Folge der Serie “Numb3rs – Die Logik des Verbrechens” geht es um ein beliebtes Beispiel der Warenkorbanalyse. Windeln und Bier werden hier sehr oft zusammen gekauft. Auch wenn es erstaunlich erscheint, so haben sie eine logische Erklärung dafür: Männer, die von ihren Frauen zum Windelkauf aufgefordert werden, kaufen gerne noch Bier dazu. Damit haben sie etwas, worauf sie sich nach der „Arbeit mit dem Kind“ freuen und was sie genießen können. Darum kommt es zu dem Ergebnis, dass das Bierregal auf dem Weg von den Windeln zur Kasse platziert und so der Umsatz gesteigert wird.⁹

Die Warenkorbanalyse unter den Data Mining-Verfahren

Bei der Warenkorbanalyse wertet man die Einkäufe von KundInnen aus, um dadurch verschiedene Items zu untersuchen. Die Items bestehen hier aus den Artikeln von zum Beispiel Supermärkten. Alle Kaufaktionen zusammengefasst ergeben die Datenbasis.⁷

Fast alle Unternehmen, die Waren verkaufen, haben die Daten, die für das Data Mining mit der Warenkorbanalyse nötig sind. Schon einige Kassenbons reichen aus und es wird kein spezielles System benötigt. Damit lassen sich dann stark nachgefragte Produkte ermitteln oder Verbindungen zwischen verschiedenen Waren untersuchen.¹⁰ Mit der Analyse können wir also auch erfahren, wie oft ein Produkt mit einem anderen im Warenkorb landet. Um dabei die „Spreu vom Weizen“ zu trennen, werden Assoziationsregeln erstellt.¹¹ Aber wie können wir denn nun Muster finden?

Wenn Menschen Lebensmittel einkaufen gehen, haben sie meistens eine Einkaufsliste dabei, damit sie nichts vergessen. Auf manchen Listen befinden sich viele gesunde Produkte, wohingegen auf anderen eher Bier und Chips stehen. Daraus können wir schon Muster erkennen, durch die sich die Waren im Supermarkt entsprechend sortieren lassen.¹²

Werden Bier und Windeln wirklich oft zusammengekauft?

Wenn wir Zusammenhänge und Abhängigkeiten berechnen wollen, müssen wir (leider) etwas mathematisch werden. Aber keine Angst, wir benutzen dafür ein leicht verständliches und nachvollziehbares Beispiel.

Zuerst brauchen wir die drei Kennzahlen Support, Konfidenz und Lift. In der Tabelle steht ein Beispiel, dass dir helfen wird, um diese Kennzahlen zu verstehen. Bei uns geht es lediglich um zwei Produkte. Insgesamt untersuchen wir hier aber 1.000.000 Transaktionen beziehungsweise Einkäufe. Darin kommen auch 200.000-mal der Kauf von Bier und 50.000-mal der Kauf von Windeln vor. Die KundInnen dieses Supermarkts haben Bier und Windeln sogar 20.000-mal gleichzeitig gekauft.

Anzahl	Waren
1.000.000	Transaktionen insgesamt
200.000	Bier
50.000	Windeln
20.000	Windeln und Bier

Los geht die Warenkorbanalyse…

Wie oft werden Bier und Windeln denn nun zusammen gekauft? Um das zu erfahren, berechnen wir den Support. Dafür setzen wir zuerst die Anzahl der Käufe von Bier und Windeln separat ins Verhältnis aller vorliegenden Einkäufe. Danach machen wir das genauso mit der Anzahl der gemeinsamen Käufe, sodass wir einen Support von 2% erhalten.

Die Konfidenz sagt uns, wie oft eine Assoziationsregel („Wenn Bier gekauft wird, dann werden auch Windeln gekauft”) richtig ist. Sie gibt außerdem einen Hinweis darauf, wie stark der Zusammenhang zwischen Bier und Windeln ist.¹¹

Wenn wir die Konfidenz berechnen wollen, brauchen wir die Support-Werte. Zu Beginn teilen wir dabei den gemeinsamen Support durch den einzelnen Support des Biers. Daraus ergibt sich eine Konfidenz von 10%. Weil das noch nicht besonders viel ist, drehen wir die Assoziationsregel einfach mal um. Somit ergibt sich eine Konfidenz von 40%, da nun die Anzahl der Windel-Einkäufe die Bezugsgröße darstellt.

Die zweite Regel zeigt also ein Muster auf, das der Supermarkt so nutzen kann: Wenn das Bier in Sichtweite der Windeln positioniert wird, dann wird beides häufiger zusammen gekauft werden.⁷

Ob der Kauf von Bier und Windeln nun wirklich zusammenhängt, verrät der Lift. Er sagt uns auch, um wieviel wahrscheinlicher Windeln den Kauf von Bier machen. Dafür müssen wir den gemeinsamen Support durch das Produkt der einzelnen Support-Werte teilen.

Das Ergebnis ist ein Lift von 200%. Das heißt, dass der Kauf von Windeln die Wahrscheinlichkeit für den zusätzlichen Kauf von Bier sogar verdoppelt!

Zur Erklärung: Ein Lift von 100% würde stattdessen bedeuten, dass beide Items unabhängig voneinander sind. Bei einem Lift, der kleiner als 100% ist, ist es unwahrscheinlich ist, dass beide Items zusammen auftreten.¹¹

Was bringt die Warenkorbanalyse?

Wie du siehst, ist es eigentlich doch ganz einfach, Muster und Abhängigkeiten zu entdecken. Wenn wir uns aber nicht nur mit zwei, sondern mit allen Artikeln eines Supermarkts beschäftigen würden, so wäre es deutlich schwieriger. Wir hätten dann ja viel mehr Daten, wodurch sich der Umfang der Berechnungen massiv erhöhen würde. Umso besser ist aber dadurch das Endergebnis. Aus einer großen und umfangreichen Warenkorbanalyse gewinnt man nämlich nicht nur ein paar Muster, sondern das gesamte Einkaufsverhalten der KundInnen. Das können Unternehmen für Dinge nutzen, wie zum Beispiel:

- Regalplatzierungen
- Preisgestaltung
- Rabatt-Aktionen
- zielgerichtetes Marketing¹²

Sobald Unternehmen die Warenkorbanalyse benutzen, geht es aber auch immer darum, das Angebot zu optimieren und den Umsatz zu steigern.¹⁰

Gut aufgepasst? Überprüfe jetzt dein Wissen mit dem Quiz zum Data Mining mit der Warenkorbanalyse!

Wenn du mehr darüber erfahren willst, warum wir diesen Beitrag geschrieben haben, dann lies dir doch unser Konzept durch. Darin erklären wir auch, wie wir beim Verfassen von “Data Mining mit der Warenkorbanalyse” vorgegangen sind.

Quellenverzeichnis

¹ vgl. Cleve, Jürgen; Lämmel, Uwe (2016): Data Mining. 2. Auflage. Berlin, Boston: De Gruyter Saur

² vgl. Bissantz, Nicolas; Hagedorn, Jürgen (1993): Data Mining (Datenmustererkennung). In: Wirtschaftsinformatik Jg. 35, H. 5, S. 481–487

³ vgl. Reutterer, Thomas; Hahsler, Michael; Hornik, Kurt (2007): Data Mining und Marketing am Beispiel der explorativen Warenkorbanalyse. In: ZFP. Journal of Research and Management. Jg. 29., H. 3, S. 163-179

⁴ vgl. Beekmann, Frank (2003): Stichprobenbasierte Assoziationsanalyse im Rahmen des knowledge discovery in databases. Wiesbaden. Deutsche Universitäts-Verlag

⁵ Begerow, Markus u.a. (2019): Assoziationsanalyse. Online unter https://www.datenbanken-verstehen.de/lexikon/assoziationsanalyse/ [Abruf am 20.12.2019]

⁶ Beekmann, Frank (2003): Stichprobenbasierte Assoziationsanalyse im Rahmen des knowledge discovery in databases. Wiesbaden. Deutsche Universitäts-Verlag

⁷ vgl. Bankhofer, Udo; Vogel, Jürgen (2008): Datenanalyse und Statistik. Eine Einführung für Ökonomen im Bachelor. Wiesbaden: Gabler

⁸ vgl. Zaki, Mohammed J. ; Meira Jr., Wagner (2013): Data Mining and Analysis. Fundamental Concepts and Algorithms. Online unter https://repo.palkeo.com/algo/information-retrieval/Data%20mining%20and%20analysis.pdf [Abruf am 16.12.2019]

⁹ vgl. Swoyer, Stephen (2016): Beer and Diapers. The impossible correlation. Online unter https://tdwi.org/articles/2016/11/15/beer-and-diapers-impossible-correlation.aspx [Abruf am 17.12.2019]

¹⁰ vgl. Poliakov, Vladimir (2019): Data Science. Warenkorbanalyse in 30 Minuten. Online unter https://www.heise.de/developer/artikel/Data-Science-Warenkorbanalyse-in-30-Minuten-4425737.html [Abruf am 13.12.2019]

¹¹ vgl.Rabanser, Alexander (2018): Warenkorbanalyse Teil 1. Analytische Grundlagen und Korrelationsanalyse in Excel. Online unter https://linearis.at/blog/2018/04/06/warenkorbanalyse-teil-1-analytische-grundlagen-und-korrelationsanalyse-in-excel/ [Abruf am 13.12.2019]

¹² vgl. Ng, Annalyn; Soo, Kenneth (2017): Data Science – Was ist das eigentlich?! Algorithmen des maschinellen Lernens verständlich erklärt. Berlin, Heidelberg: Springer

Dieser Beitrag ist im Rahmen der Lehrveranstaltung Content Management im Wintersemester 2019/20 bei Andre Kreutzmann (und Monika Steinberg) entstanden.

28. Februar 202015. Juni 2023

Aufgabentypen des Data Mining

Autorin: Linda Görzen

Dieser Beitrag im Überblick:

Einführung: Data Mining – Was ist das?
Klassifikation
Regressionsanalyse
Assoziationsanalyse
Ausreißererkennung
Clusteranalyse
Fazit

Einführung: Data Mining – Was ist das?

”Signals always point to something. In this sense, a signal is not a thing but a relationship. Data becomes useful knowledge of something that matters when it builds a bridge between a question and an answer. This connection is the signal.”

― Stephen Few, Signal: Understanding What Matters in a World of Noise^[5]

Unter Data Mining versteht man einen Prozess, bei dem man mithilfe anspruchsvoller mathematischer und statistischer Algorithmen in großen Datenmengen nach Mustern, Trends und Zusammenhängen sucht.^[1] Die Besonderheit des Data Mining ist die automatische Generierung der neuen Hypothesen aus den Datenmengen.^[4] So kann man beispielsweise anhand der Verkaufsdaten untersuchen, ob und wann Kunden, die Produkt A gekauft haben, auch Produkt B kaufen.

Ziele der Untersuchung einer Datenmenge können unterschiedlich sein. Je nach Ziel gibt es im Data Mining dafür passende Aufgabenstellungen beziehungsweise -typen und dazugehörige Methoden. Typische Aufgabentypen sind Klassifikation, Regressionsanalyse, Assoziationsanalyse, Ausreißererkennung und Clusteranalyse. Darüber hinaus werden die Aufgabentypen des Data Mining oftmals nur in zwei Gruppen eingeteilt. Diese sind Beobachtungsprobleme (Clusteranalyse, Ausreißererkennung) und Prognoseprobleme (Klassifikation, Regressionsanalyse). ^[6]

Klassifikation

Die Objekte der vorhandenen Daten werden anhand ihrer Merkmale in Klassen zusammengefasst. Die dadurch gebildeten Klassenmengen dienen als Grundlage für die Entwicklung eines Klassifikationsmodells. Mit dem Klassifikationsmodell lässt sich nun die Klassenzugehörigkeit eines neuen Objekts automatisch vorhersagen.^[2]

Regressionsanalyse

Die Regressionsanalyse basiert auf den Konzepten der Varianz und Kovarianz. Dies bedeutet, es wird nach Zusammenhängen beziehungsweise Abhängigkeiten zwischen Variablen gesucht. Meistens setzt man eine Regressionsanalyse bei Prognosen und Vorhersagen ein.^[3]

So ist es möglich, aus den historischen Daten der Umsätze eines Kunden und seinem Wohnort eine Kennzahl zu ermitteln. Diese Kennzahl kann beispielsweise der zu erwartende Umsatz, den der Kunde in Zukunft einbringen wird, sein.^[8]

Assoziationsanalyse

Bei der Assoziationsanalyse untersucht man die einzelnen Datensätze eines Datenbestandes auf Zusammenhänge, bei denen auf ein Ereignis konsequent ein anderes folgt. ^[8] Diese Zusammenhänge werden über Wenn-dann-Regeln beschrieben. Typischer Anwendungsbereich der Assoziationsanalyse ist die Untersuchung des Warenkorbes. Ein Beispiel dafür ist folgendes: Wenn ein Kunde Mehl kauft, dann kauft er wahrscheinlich auch die Butter. Die Assoziationsanalyse kann aber auch für die Untersuchung komplexerer Zusammenhänge benutzt werden. Etwa, in welchem Zeitabstand nach dem Kauf des Produktes A, der Kauf des Produktes B erfolgt. ^[1]

Ausreißererkennung

Ausreißer sind die Werte, die deutlich von den erwarteten Werten abweichen und gar nicht in die Messreihe passen. Sie können die Datenergebnisse stark verzerren und ungültig machen. Aus diesem Grund muss ein Datenbestand von den Ausreißern bereinigt werden. ^[3] Die Verfahren zur Analyse von Ausreißern sollen mithilfe der historischen Daten die Wahrscheinlichkeit ermitteln, mit der ein neuer Datensatz ein Ausreißer ist. Dieser soll dann entweder automatisch gelöscht oder zur manuellen Analyse gesammelt werden. ^[8]

Clusteranalyse

Die zentrale Aufgabe einer Clusteranalyse ist es, neue Kategorien bzw. Gruppen zu identifizieren. Denn im Gegensatz zu Klassenanalyse sind bei dieser Methode die Klassen nicht vorgegeben. Bei der Clusteranalyse werden große Datenmengen in kleinere Gruppen eingeteilt (siehe Abbildung 1). Die Mitglieder eines Clusters sollen möglichst ähnliche (homogen) Eigenschaften aufweisen. Die einzelnen Clusterkategorien sollen sich wiederum möglichst stark unterscheiden (heterogen).^[7]

Da die Cluster ohne Vorwissen generiert werden, ist es nicht immer eindeutig, was die Cluster ähnlich macht und ob sie auch inhaltlich relevant sind. Für eine Aufklärung sind zusätzliche Analysen zuständig.^[7]

Abbildung 1: Clusteranalyse^[9] (Autor: Chire Linzenz: CC BY-SA)

Im folgenden Video sind weitere Informationen zum Thema Methoden beziehungsweise Aufgabentypen des Data Mining mit dazugehörigen Beispielen zu finden:

Fazit

Das Anwendungspotenzial des Data Mining ist vielfältig, da es in unterschiedlichen Bereichen verwendet werden kann. Aber vor allem in der Wirtschaft spielt es eine große Rolle. Mit dem Einsatz der Datenanalyse durch Data Mining können sich Händler besser auf das Kaufverhalten der Kunden anpassen und ihnen ein besseres Einkaufsserlebnis sowohl online als auch im Laden anbieten. Ferner können Banken und Versicherungen die Bonität ihrer Kunden schneller beurteilen.

Nichtsdestotrotz sollte man immer bedenken, dass die Daten nicht immer vollständig oder zum Teil fehlerhaft sein können, was zu verfälschten Resultaten führt. Somit ist die Qualität der Daten ausschlaggebend für aussagekräftige Ergebnisse.

Quellen:

¹ Computerwoche (2015): Was ist bei Predictiv Analytics? Online unter: https://www.tecchannel.de/a/was-ist-was-bei-predictive-analytics,3199559,2 [Abruf am 25.01.2020]

² Dürr, Holger (2004): Anwendungen des Data Mining in der Praxis. Online unter: http://www.mathematik.uni-ulm.de/sai/ws03/dm/arbeit/duerr.pdf [Abruf am 25.01.2020]

³ Entwickler.de (2014): Data Mining: typische Verfahren und Praxisbeispiele. Online unter: [Abruf am 25.01.2020]

⁴ Enzyklopädie der Wirtschaftsinformatik Online – Lexikon (2019): Data Mining. Online unter: https://www.enzyklopaedie-der-wirtschaftsinformatik.de/wi-enzyklopaedie/lexikon/daten-wissen/Business-Intelligence/Analytische-Informationssysteme–Methoden-der-/Data-Mining/index.html [Abruf am 25.01.2020]

⁵ Goodreads (2020): Signal Quotes. Online unter: https://www.goodreads.com/work/quotes/45158439-signal-understanding-what-matters-in-a-world-of-noise [Abruf am 30.01.2020]

⁶ MSO Digital (2019): Data Mining. Online unter: https://www.mso-digital.de/wiki/data-mining/ [Abruf am 25.01.2020]

⁷ Novustat (2019): Data Mining Methoden – ein verständlicher Überblick über die wichtigsten Verfahren. Online unter: https://novustat.com/statistik-blog/data-mining-methoden-ueberblick.html [Abruf am 25.01.2020]

⁸ Ordix AG (o. J.): Data Mining in der Praxis (Teil I). Online unter: https://www.ordix.de/ordix-news-archiv/1-2017/data-mining-in-der-praxis-teil-i-was-ist-data-mining.html [Abruf am 25.01.2020]

⁹ Wikipedia commons (2016): EM-Gausian-data.svg. Online unter: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM-Gaussian-data.svg [Abruf am 31.01.2020]

Dieser Beitrag ist im Rahmen der Lehrveranstaltung Content Management im Wintersemester 2019/20 bei Andre Kreutzmann (und Monika Steinberg) entstanden.