NMDS算法介紹

各位老師們，大家好。在處理樣本大且分類因素多的數(shù)據(jù)，如微生物多樣性等數(shù)據(jù)時，我們可能常聽說PCoA分析，但大家可能不知道還有一個同樣基于距離矩陣算法的NMDS分析，與PCoA相比，NMDS更側重于樣本距離的數(shù)值排序，能更準確地反映出距離矩陣的數(shù)值排序信息。

多維縮放/標度算法（Multidimensional Scaling）是一種在低維空間展示“距離”數(shù)據(jù)結構的多元數(shù)據(jù)分析技術，簡稱MDS。其中最經(jīng)典的就是PCoA分析，也稱為度量性MDS分析。而與之相對的是非度量多維排列 (Non-metric multidimensional scaling, NMDS)。

不同于PCoA分析，NMDS弱化了對實際距離數(shù)值的依賴，更加強調數(shù)值間的排名（秩次）。假如樣品A和樣品B之間的距離是7，樣品A和樣品C之間的距離是100，在NMDS分析中不再描述距離，而是說樣品B是與樣品A第1近的，樣品C與樣品A是第2近的，用排序的1,2代替原始的距離。

操作步驟

通過傳送門快速進入分析界面：

NMDS分析 歐易云平臺

01

上傳物種或ASV豐度文件，以及樣本分組信息文件，支持txt、xls、xlsx、csv格式讀取

（1）物種或ASV相對豐度文件

第一列為物種名，隨后為樣本分析名，各列對應值為物種在樣本中的相對豐度。

（2） 樣本分組信息文件

第一列為樣本分析名，第二列為樣本的分組名稱（注意表頭Group大小寫問題）。

02

距離矩陣文件

上傳距離矩陣文件（可選），支持txt、xls、xlsx、csv格式讀?。?/p>

第一行為樣本名稱，第一列為樣本名稱（注意樣本名稱與樣本分組信息文件一致）；

當選擇上傳距離矩陣文件時，自動選擇矩陣文件進行分析，不再根據(jù)距離方法計算。

03

其他更多非必選參數(shù)

(1) 距離矩陣法:（默認設置為Bray Curtis）

① Bray Curtis: 距離算法，考慮物種的豐度；

② Binary Jaccard: 距離算法，僅僅考慮物種的有無，不考慮物種的豐度（非加權算法）；

Jaccard 系數(shù)，又叫 Jaccard 相似性系數(shù)，用來比較樣本集中的相似性和分散性的一個概率；

③ Euclidean: 歐式距離算法，考慮物種的豐度（加權算法）；

歐氏距離（Euclidean distance）是一個通常采用的距離定義，它是在 m 維空間中兩個點之間的真實距離。

(2) 置信水平:（默認設置為0.95）

設置繪制橢圓的置信水平。在0-1范圍內，值越小橢圓面積越小，涵蓋的點越集中。

注意：每個組均具有4個及以上樣本才能加置信橢圓。

(3) 橢圓背景色透明度: （默認設置為0.2）

設置繪制橢圓的背景透明度，范圍可選：0-1。

(4) 字體類型: （默認設置為Arial）

可選擇Arial、Times、Verdana。

(5) 字體樣式: （默認設置為“無”）

可選擇bold、italic。

(6)分組顏色

可選31種色系，默認為微生物報告組的顏色方案。

(7)x軸放大縮小比例

畫置信橢圓時可以用此參數(shù)調整全圖，x軸放大最大值最小值的比例，默認值為1.3。

(8)y軸放大縮小比例

畫置信橢圓時可以用此參數(shù)調整全圖，y軸放大最大值最小值的比例，默認值為1.3。

04

點擊“提交”按鈕，提交任務即可等待結果輸出

結果說明

分析成功后，網(wǎng)頁會顯示結果圖片以及結果下載按鈕，點擊即可下載。

結果分別生成pdf、png格式的2D及3D圖，橫坐標（ NMDS1 ）和縱坐標（ NMDS2 ）為樣本間差異解釋度最大的兩個主要坐標（以此類推3D圖添加了NMDS3），相同顏色為相同分組，一個點即為一個樣本，相似的樣本會聚在一起，分別提供無標簽及添加標簽形式。

NMDS結果的評估標準是stress值，表示觀察到的距離和擬合的距離的不一致性。Stress也可以理解為樣品在降維后形成的空間的距離與其在原始多維空間的距離的差值。這個值越小越好，說明在低維空間更完整地捕獲了高維空間的信息。

通常認為stress<0.2時有一定的解釋意義；當stress<0.1時，可認為是一個好的排序；當 stress<0.05時，則具有很好的代表性。

效果如下：

NMDS-2D圖

NMDS-3D圖

常見FAQ

1、為啥橢圓有的點在圓圈外面？

橢圓的置信水平可以在0-1范圍內調整, 默認設置為0.95，值越小橢圓面積越小，涵蓋的點越集中。對于0.95的置信水平，點仍有0.05的概率出現(xiàn)在橢圓外，屬于正常情況。

2、感覺樣本點占圖片面積比例大，不美觀怎么辦？

我們的x軸和y軸比例也是調整的哦。只需在其他更多非必選參數(shù)。

-x軸放大縮小比例以及y軸放大縮小比例中增大坐標軸比例，即可減小樣本點面積占比。

3、畫圖的配色不滿意怎么辦？

我們有31種色系可調，默認為微生物報告組的顏色方案，在其他更多非必選參數(shù)-分組顏色中調整即可。

本次歐易云NMDS小工具推薦到此結束啦，歡迎各位使用并提供反饋，我們會持續(xù)更新... ...竭誠為您提供最優(yōu)質的服務。

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