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必須85分

データの収集と結合

学習目標
学習の作業時間の目安
読む(ICT、データの規模・公開・形式、PDCA)25分
読む(データの結合と結合キー)15分
例を追う(収集の計画)10分
自力演習(段階別の練習)30分
振り返り5分

1. ICTを活用した問題解決

防災や地域の課題を解決するには、多くのデータを集め、有益な情報を取り出して解決策を作り、実行することが必要です。近年は、情報機器やネットワークの発達により、オープンデータ(広く公開されたデータ)が増え、統計学や情報技術を使ってデータを分析できるようになりました。種類・量・発生速度が大きいデータ群はビッグデータと呼ばれ、扱う目的に合わせた蓄積・処理が必要です。

問題解決は、計画(Plan)を立て、実行(Do)し、結果を評価(Check)して、改善(Act)する流れを繰り返します。データを使って効果を確かめ、次の計画に戻すのがポイントです。

収集 整理 分析 解決策 問題解決は「集める → 整える → 調べる → 決める」の順で進む。
図1 問題解決の流れ。集めたデータを整理し、分析して、解決策を決める。

2. データの収集

公開データは、表計算ソフトの XLSX 形式、値を「,」で区切った CSV 形式、タグで情報の種類を示す XML 形式などで提供されます。プログラムやWebサービス間の受け渡しでは、キーと値を組にして表す JSON もよく使われます。分析に必要なデータは、Web 上の表を表計算ソフトに貼り付けて集めることもあります。

JSONの例
{"地域":"東町","雨量_mm":12,"警報":false}

波かっこの中に「キー: 値」を並べます。文字列は二重引用符で囲み、数値や true / false は値の種類に応じて書きます。CSVのような表形式ではなく、項目名と値を組にした構造です。

3. データの結合

複数のデータを組み合わせると、新しい情報が得られます。データを結合するには、結合キーという共通の項目(例: 時刻)が必要です。

4. データの性質に合う扱い

集計方法は、数値の意味と調べたいことに合わせて選びます。1時間ごとの降水量から1日の降水量を求めるなら合計します。一方、郵便番号は地域を示す識別子なので、平均や最大を計算しても地域の大小は表せません。また、摂氏温度の10℃と20℃は、20℃が「2倍の温度」を意味しません。単位や尺度の性質を確認してから集計します。

例: 収集の計画

地域の川の防災について、①川の水位(10分ごと)、②上流の雨量、③午前0時からの累計雨量を、同じ時刻で揃えて集める。時刻を結合キーにすると、水位と雨量を1つの表にまとめられる。

段階別の練習

易(基本の確認)

  1. オープンデータとは何か、一言で答えなさい。
    答えと解き方広く公開され、誰でも利用できるデータ。
  2. CSV 形式では、値をどの記号で区切るか。
    答えと解き方「,」(カンマ)。

標準(手順を組み合わせる)

  1. 結合キーとして適切な項目を、時刻を含む表の例で答えなさい。
    答えと解き方時刻(両方の表に共通して入る項目)。
  2. 同じ時刻の水位と雨量を1行にまとめる操作を何と呼ぶか。
    答えと解き方結合(複数の表を共通の項目で結び付ける)。
  3. 1時間ごとの降水量から1日分の降水量を求めるには、どのように集計するか。
    答えと解き方時間ごとの降水量を合計する。知りたい量が「1日の合計」だから。

共通テスト形式(読み取りと判断)

  1. ある表には時刻と水位、別の表には時刻と雨量が入っている。両者を1つの表にするために必要なものは何か。
    答えと解き方結合キー(共通の時刻)。
  2. XML の役割を、タグの言葉で説明しなさい。
    答えと解き方データの種類を示すタグで、情報を区切って記録する形式。
  3. JSON の {"地域":"東町","雨量_mm":12} で、キーと値の組を1つ挙げなさい。
    答えと解き方「地域」がキー、「東町」が値(または「雨量_mm」がキー、「12」が数値の値)。JSONは項目名と値を組にして記録する。
  4. PDCA の4段階を順に並べ、結果の確認に当たる段階を示しなさい。
    答えと解き方Plan(計画)→ Do(実行)→ Check(評価・確認)→ Act(改善)。結果を確認するのは Check。

振り返り

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