2023年度秋学期 統計学 第3回 クロス集計と感度・特異度，データの可視化 (2023. 10. 10)

関西大学総合情報学部　統計学（担当・浅野晃）
http://racco.mikeneko.jp/Kougi/2023a/STAT/

Transcript

1. 浅野　晃 関西大学総合情報学部 2023年度秋学期　統計学 クロス集計と感度・特異度，データの可視化 第3回
2. 32 2 データの種類〜尺度水準〜🤔🤔
3. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 データは数字だとは言っても 3 例えば，選択肢の「１番・２番・３番」は， 数字ではない「a・b・c」でも「イ・ロ・ハ」でも同じだから，数「量」ではない 数字は，必ずしも「数量」を表しているとは限りません
4. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 尺度水準 4 比例尺度 間隔尺度 順序尺度 名義尺度 統計学では，数字を「数量」としての 意味をどのくらい持っているかで ４つのレベルに分けている 量的データ　足し算引き算ができる 質的データ　足し算引き算ができない これを尺度水準という
5. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 名義尺度 5 １番・２番・３番　さあどれ？ 選択肢を区別するための，単なる記号。 男性：１　女性：２ ２番が１番より大きいという意味は？
6. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 名義尺度 5 １番・２番・３番　さあどれ？ 選択肢を区別するための，単なる記号。 男性：１　女性：２ ２番が１番より大きいという意味は？ ない
7. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 順序尺度 6 この講義に満足しましたか? 1) 非常に不満 ・ 2) 不満 ・ 3) 満足 ・ 4) 非常に満足 数字の順番にのみ意味がある ２番は１番より満足度が大きいが， 「２番と１番の満足度の差」と「３番と２番の満足度の差」は
8. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 順序尺度 6 この講義に満足しましたか? 1) 非常に不満 ・ 2) 不満 ・ 3) 満足 ・ 4) 非常に満足 数字の順番にのみ意味がある ２番は１番より満足度が大きいが， 「２番と１番の満足度の差」と「３番と２番の満足度の差」は 同じではない
9. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 間隔尺度 7 摂氏温度（20℃，-10℃）🌡🌡 数値の間の間隔にも意味がある 「0℃と10℃の温度の差」と「-10℃と0℃の温度の差」は? 20℃は10℃の2倍暖かい？
10. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 間隔尺度 7 摂氏温度（20℃，-10℃）🌡🌡 数値の間の間隔にも意味がある 「0℃と10℃の温度の差」と「-10℃と0℃の温度の差」は? 同じ 20℃は10℃の2倍暖かい？
11. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 間隔尺度 7 摂氏温度（20℃，-10℃）🌡🌡 数値の間の間隔にも意味がある 「0℃と10℃の温度の差」と「-10℃と0℃の温度の差」は? 同じ 20℃は10℃の2倍暖かい？ そんなことはない🌀🌀
12. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 間隔尺度 7 摂氏温度（20℃，-10℃）🌡🌡 数値の間の間隔にも意味がある 「0℃と10℃の温度の差」と「-10℃と0℃の温度の差」は? 同じ 20℃は10℃の2倍暖かい？ そんなことはない🌀🌀 20℃は-10℃の何倍暖かい？
13. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 間隔尺度 7 摂氏温度（20℃，-10℃）🌡🌡 数値の間の間隔にも意味がある 「0℃と10℃の温度の差」と「-10℃と0℃の温度の差」は? 同じ 20℃は10℃の2倍暖かい？ そんなことはない🌀🌀 20℃は-10℃の何倍暖かい？ ？？？
14. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 ところで：「華氏温度」を使う人の言い分 8 2018年2月28日　フィンランド・タンペレ市 摂氏温度には，マイナスがふつうに出てくる ※米国で頑なに「華氏温度」が使われているのは，　 「通常の気温では，マイナスが出てこないし，わかり やすい数字」だという言い分もある -17.8 0 10 21.1 26.7 32.2 37.8 摂氏（℃） 華氏(℉） 0 32 50 70 80 90 100
15. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 ところで：「摂氏温度」を使う人の言い分 9 2018年2月13日 ※寒い土地では，気温が摂氏温度で＋か−かは， 　雪が融けるか融けないかの違いなので，きわめて重要 「＋０℃」は， ０℃以上+0.5℃未満であることを示す
16. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 比例尺度 10 長さ・重さ・年齢など 間隔だけでなく比率にも意味がある 40歳の人は，20歳の人の２倍の年数を生きている。
17. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 比例尺度 10 長さ・重さ・年齢など 間隔だけでなく比率にも意味がある 40歳の人は，20歳の人の２倍の年数を生きている。 マイナスの値は存在しない （温度なら，摂氏温度ではなく絶対温度がこれにあたる）
18. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 比例尺度 10 長さ・重さ・年齢など 間隔だけでなく比率にも意味がある 40歳の人は，20歳の人の２倍の年数を生きている。 マイナスの値は存在しない （温度なら，摂氏温度ではなく絶対温度がこれにあたる） ※絶対温度とは，これ以上冷やすことができない「絶対零度」を「0度」として表す温度。
19. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 簡単に「平均」というけれど 11 平均できるのは，足し算ができる量的データ（間隔尺度・比例尺度）だけ こういうのの平均は，本当は意味がない この講義に満足しましたか? 1) 非常に不満 ・ 2) 不満 ・ 3) 満足 ・ 4) 非常に満足
20. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 簡単に「平均」というけれど 11 平均できるのは，足し算ができる量的データ（間隔尺度・比例尺度）だけ こういうのの平均は，本当は意味がない もし平均を計算していれば，それは間隔尺度だと近似的に考えていることになる。 この講義に満足しましたか? 1) 非常に不満 ・ 2) 不満 ・ 3) 満足 ・ 4) 非常に満足
21. 32 12 クロス集計🤔🤔
22. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 質的データの解析について 13 次回以降は，平均を計算できるデータ＝量的データ　を扱います 今日は，質的データを扱うクロス集計について
23. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 クロス集計 14 例：商品Aが好きか嫌いか →好きな人：50%，嫌いな人：50% これだけでは大したことはわからない
24. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 クロス集計 14 例：商品Aが好きか嫌いか →好きな人：50%，嫌いな人：50% これだけでは大したことはわからない そこで，回答者が男性か女性かも記録しておく
25. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 クロス集計 14 例：商品Aが好きか嫌いか →好きな人：50%，嫌いな人：50% これだけでは大したことはわからない そこで，回答者が男性か女性かも記録しておく ※最近は，性別を尋ねる質問には注意を要します。 　「男性・女性・答えない」という選択肢のものも多くなりました。ここでは， 　説明を簡単にするために「男性／女性」としておきます。 ※関西大学では，2017年度から，受講生名簿に性別欄がなくなりました。
26. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 クロス集計 15 ひとつのデータ群を２つの項目から見て，項目間の関係を表す これが［クロス集計］ 好き 嫌い 合計 男性 20 30 50 女性 30 20 50 合計 50 50 100
27. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 クロス集計 15 ひとつのデータ群を２つの項目から見て，項目間の関係を表す これが［クロス集計］ 好き 嫌い 合計 男性 20 30 50 女性 30 20 50 合計 50 50 100
28. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 クロス集計 15 ひとつのデータ群を２つの項目から見て，項目間の関係を表す これが［クロス集計］ 好き 嫌い 合計 男性 20 30 50 女性 30 20 50 合計 50 50 100
29. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 クロス集計 15 ひとつのデータ群を２つの項目から見て，項目間の関係を表す これが［クロス集計］ 男性は「嫌い」が多く 女性は「好き」が多い 好き 嫌い 合計 男性 20 30 50 女性 30 20 50 合計 50 50 100
30. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の感度 16 A/(A+C)　［感度］ 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D 新しい検査法をテスト 本当に病気の人のうち，検査で陽性になる人の割合
31. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の感度 16 A/(A+C)　［感度］ 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D 新しい検査法をテスト 本当に病気の人のうち，検査で陽性になる人の割合
32. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の感度 16 感度が高ければよいというわけではない A/(A+C)　［感度］ 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D 新しい検査法をテスト 本当に病気の人のうち，検査で陽性になる人の割合
33. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の感度 16 感度が高ければよいというわけではない A/(A+C)　［感度］ 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D 新しい検査法をテスト 病気であってもなくても「陽性」と答えるなら，C=0で感度100% 本当に病気の人のうち，検査で陽性になる人の割合
34. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の感度 16 感度が高ければよいというわけではない A/(A+C)　［感度］ 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D 新しい検査法をテスト 病気であってもなくても「陽性」と答えるなら，C=0で感度100% ※いわゆる「オオカミ少年」。 本当に病気の人のうち，検査で陽性になる人の割合
35. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の特異度 17 D/(B+D)　［特異度］ 本当は病気でない人のうち，検査で陰性になる人の割合 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D
36. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の特異度 17 D/(B+D)　［特異度］ 本当は病気でない人のうち，検査で陰性になる人の割合 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D
37. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の特異度 17 特異度が高ければよいというわけでもない D/(B+D)　［特異度］ 本当は病気でない人のうち，検査で陰性になる人の割合 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D
38. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 検査の特異度 17 特異度が高ければよいというわけでもない D/(B+D)　［特異度］ 病気であってもなくても「陰性」と答えるなら，B=0で特異度100% 本当は病気でない人のうち，検査で陰性になる人の割合 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D
39. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 感度と特異度 18 本当に病気である 本当は病気ではない 検査で陽性 A B 検査で陰性 C D 合計 A + C B + D 「感度が90%のとき，特異度はいくら」という言い方で，検査の能力を表す 感度・特異度の両方を同時に100%近くにするのはむずかしい
40. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 19 ある病気を，感度80%，特異度99%で発見する検査があります。 この病気にかかっている人が検査対象者の1%であるとき， 検査で陽性だった人のうち，本当にこの病気にかかっている人の割合は いくらでしょうか。
41. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 20 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 話を簡単にするため，対象者が10000人いるとする テキストの表3 感度80%，特異度99%　　 この病気にかかっている人が検査対象者の1%
42. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 20 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 話を簡単にするため，対象者が10000人いるとする 10000人のうち， 本当に病気の人は1%だから100人，　本当は病気でない人が9900人 テキストの表3 感度80%，特異度99%　　 この病気にかかっている人が検査対象者の1%
43. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 20 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 話を簡単にするため，対象者が10000人いるとする 10000人のうち， 本当に病気の人は1%だから100人，　本当は病気でない人が9900人 感度80%だから， 病気の人100人のうち　陽性になるのは80人，陰性になってしまう人が20人 テキストの表3 感度80%，特異度99%　　 この病気にかかっている人が検査対象者の1%
44. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 20 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 話を簡単にするため，対象者が10000人いるとする 10000人のうち， 本当に病気の人は1%だから100人，　本当は病気でない人が9900人 感度80%だから， 病気の人100人のうち　陽性になるのは80人，陰性になってしまう人が20人 特異度99%だから， 病気でない人9900人のうち　陰性になるのは9801人，陽性になってしまう人が99人 テキストの表3 感度80%，特異度99%　　 この病気にかかっている人が検査対象者の1%
45. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 21 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 このクロス集計表で，
46. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 21 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 このクロス集計表で， 検査で陽性の人は合計179人
47. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 21 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 このクロス集計表で， 検査で陽性の人は合計179人 うち，本当に病気なのは80人
48. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 21 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 このクロス集計表で， 検査で陽性の人は合計179人 検査で陽性の人のうち，本当に病気の人は 80 / 179 = 0.447 つまり44.7% うち，本当に病気なのは80人
49. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 21 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 このクロス集計表で， 検査で陽性の人は合計179人 検査で陽性の人のうち，本当に病気の人は 80 / 179 = 0.447 つまり44.7% うち，本当に病気なのは80人 半分にも満たない
50. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 テキストの例題 21 本当に病気 本当は病気でない 合計 検査で陽性 80 99 179 検査で陰性 20 9801 9821 合計 100 9900 10000 このクロス集計表で， 検査で陽性の人は合計179人 検査で陽性の人のうち，本当に病気の人は 80 / 179 = 0.447 つまり44.7% うち，本当に病気なのは80人 半分にも満たない これでは検査の意味がありません。ではどうすれば？　それは演習問題で。
51. 32 22 データの可視化📊📊📈📈
52. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 データの可視化 23 人は， 数字の羅列をざーーーっと見て即座に意味が理解できるほど 賢くはない グラフなどの形に「描いて」理解しやすくする
53. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 棒グラフ 24 棒グラフでは 横軸は名義尺度でもよい 数字でなくてもよい，　　　　というのが重要 0 10 20 30 40 50 60 70 北 海 道 東 北 南 関 東 北 関 東 ・ 甲 信 北 陸 近 畿 東 海 中 国 四 国 九 州 棒グラフ，はよくご存じだと思いますが
54. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 差が際立って見えるのはどれ？ 25 棒の長さが値に比例していない 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 50 60 70 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 北 海 道 東 北 南 関 東 北 関 東 ・ 甲 信 北 陸 近 畿 東 海 中 国 四 国 九 州 北 海 道 東 北 南 関 東 北 関 東 ・ 甲 信 北 陸 近 畿 東 海 中 国 四 国 九 州 北 海 道 東 北 南 関 東 北 関 東 ・ 甲 信 北 陸 近 畿 東 海 中 国 四 国 九 州
55. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 差が際立って見えるのはどれ？ 25 棒の長さが値に比例していない 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 50 60 70 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 北 海 道 東 北 南 関 東 北 関 東 ・ 甲 信 北 陸 近 畿 東 海 中 国 四 国 九 州 北 海 道 東 北 南 関 東 北 関 東 ・ 甲 信 北 陸 近 畿 東 海 中 国 四 国 九 州 北 海 道 東 北 南 関 東 北 関 東 ・ 甲 信 北 陸 近 畿 東 海 中 国 四 国 九 州 縦軸の途中を切断（ブレーク）するという 「言い訳」すらしていない（ズル）
56. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 こんな描き方はあり？ 26 高さで量を表すはずなのに，棒の幅や厚み感も変えて， 面積・体積で表しているかのように印象づけている 1968 1998 1968 1998 3万 2万 1万 1968 1998 3万 2万 1万
57. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 こんな描き方はあり？ 26 高さで量を表すはずなのに，棒の幅や厚み感も変えて， 面積・体積で表しているかのように印象づけている 1968 1998 1968 1998 3万 2万 1万 1968 1998 3万 2万 1万 長さが２倍なら， 面積は４倍 体積は８倍 になる
58. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 こんな描き方はあり？ 26 高さで量を表すはずなのに，棒の幅や厚み感も変えて， 面積・体積で表しているかのように印象づけている 縦軸がないから，体積で量を表しているように見える（ズル） 1968 1998 1968 1998 3万 2万 1万 1968 1998 3万 2万 1万 長さが２倍なら， 面積は４倍 体積は８倍 になる
59. 32 27 ナイチンゲールのグラフ🏥🏥
60. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 フローレンス・ナイチンゲールという人 28 ※昔の欧州では，看護師は「卑しい職業」とされていたそうです。 　ナイチンゲールをはじめとする人々により，現代のように， 　看護師は医療の重要な担い手となりました。 フローレンス・ナイチンゲールは近代的な看護の先駆者 ナイチンゲールの誕生日の5月12日は 国際ナースデー（日本では「看護の日」）とされています。
61. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 やさしいかんごふさん？ 29 ※子ども向けのナイチンゲールの伝記では， 　 なぜか「やさしいかんごふさん」のように描かれているのですが… ナイチンゲールの業績は - 戦場の病院での衛生管理を徹底することによって， 感染症による死者を大幅に減らしたこと - その実績をデータとしてまとめ，グラフによる可視化を行って 英国の女王や政治家に示すことで，同国の政策を動かしたこと
62. 32 30 カタルーニャ理工科大学にて
63. 32 30 カタルーニャ理工科大学にて 統計学者，英国の社会変革者，近代看護の創始者
64. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 ナイチンゲールのグラフ 31 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/17/Nightingale-mortality.jpg クリミア戦争における英国陸軍の死者数 ひとつの扇形の面積＝ 各月の死者数 グレーの部分の面積＝ 感染症による死者数 1855年4月以後， 衛生管理によって 各月の死者数が 大きく減ったことを 示している しかし，この方式のグラフ（coxcomb 「鶏のトサカ」といいます）は， 現在の水準では問題があります。
65. 32 2023年度秋学期　統計学 ／　関西大学総合情報学部　浅野　晃 ナイチンゲールのグラフの問題点 32 なにが問題なのか - 面積で量を表すと，大小の印象はつきやすい。 しかし，長さや角度に目盛りをうつことはでき るが，面積に目盛りをうつことはできないか ら，面積で表された量を正確に把握するのは むずかしい。 - とくに，正方形ではなく扇形の面積を把握す るのはむずかしく，大きな扇形が誇張されて 見える。