時系列の平滑化 (Time Series Smoothing) (空間統計)

サマリー

中心化移動平均、前方移動平均、後方移動平均、および局所線形回帰分析に基づく適応方法を使用して、1 つまたは複数の時系列の数値変数を平滑化します。 多くの場合、短期的な変動を平滑化することで、長期的な傾向やサイクルを明らかにできます。

時系列の平滑化の詳細

図

時系列の値を平滑化します。

使用法

• [フィールドを入力データに追加] パラメーターを使用して、平滑化された値のフィールドを入力フィーチャまたはテーブルに追加することができます。 フィールドを入力に追加した場合、出力座標系の環境は無視されます。 入力フィーチャかテーブルに結合フィールドがある場合、入力データは追加できず、新しい出力を作成する必要があります。

• [時間フィールド] パラメーターでは、各入力レコードの時間を指定します。 同じ時系列において、同じ時間に複数の値を含めることはできません。

• [分析フィールド] パラメーターでは、平滑化する値を指定します。 分析フィールドの値を平滑化する場合、タイム ウィンドウ内の非 NULL 値のみが使用されます。 分析フィールドのすべての値がタイム ウィンドウ内で NULL の場合、平滑化された値は NULL になります。

• 複数の時系列を指定するには、[グループ化の方法] パラメーターを使用します。 同じ場所にあるすべての値を同じ時系列にグループ化したり、ID フィールドを使用して値をグループ化したり、(場所に関係なく) すべての値を同じ時系列にグループ化したりできます。 値をグループ化する場合、各グループ内で平滑化を実施できるよう、すべてのグループに異なる時刻を持つ複数のレコードがあることを確認します。

• うるう年や月の日数のために、[タイム ウィンドウ] パラメーターの単位が年または月の場合、時間値は整数である必要があります。 たとえば、1.5　か月の場合、その月によって異なるタイム ウィンドウになります。 前方および後方移動平均の場合、タイム ウィンドウに任意の正の整数を指定できます。 中心化移動平均および適応帯域幅局所線形回帰分析では、タイム ウィンドウが平滑化されるレコードの両側に分割された場合にそれぞれの側が正の整数になるよう、タイム ウィンドウには正の偶数の整数を指定する必要があります。

• [時系列ポップアップの有効化] パラメーターがオンになっている場合、時系列ごとにチャートが作成され、各時系列の 1 つ目のフィーチャ レコードにそのチャートが追加されます。 2D マップでは、フィーチャを選択するとポップアップにチャートが表示されます。 3D シーンでは、時系列の 1 つ目のフィーチャを選択するとポップアップにチャートが表示されます。

  注意:

  グループ化の方法が使用される場合、各時系列の最初のフィーチャが、マップ内で最初に描画されるとは限りません。 これらのフィーチャのポップアップにアクセスするには、属性テーブルのレコードを右クリックします。

パラメーター

ダイアログ

ラベル	説明	データ タイプ
入力フィーチャまたはテーブル	時系列データと平滑化するフィールドを含むフィーチャまたはテーブル。	Table View
時間フィールド	各レコードの時間を含むフィールド。	Field
分析フィールド	平滑化する値を含むフィールド。	Field
グループ化の方法 (オプション)	レコードをさまざまな時系列にグループ化するために使用する方法を指定します。 平滑化は時系列ごとに個別に実行されます。 位置—同じ場所にあるフィーチャは、同じ時系列にグループ化されます。 これがデフォルトです。 ID フィールド—ID フィールドの値が同じレコードは、同じ時系列にグループ化されます。 なし—すべてのレコードが同じ時系列に含まれます。	String
平滑化方法 (オプション)	使用する平滑化方法を指定します。 後方移動平均—平滑化された値は、そのレコードとその前のタイム ウィンドウ内の値の平均値となります。 これがデフォルトです。 中心化移動平均—平滑化された値は、そのレコードとその前後の値の平均値となります。 タイム ウィンドウの半分はレコードの時間以前、もう半分はレコードの時間以降に使用されます。 前方移動平均—平滑化された値は、そのレコードとその後のタイム ウィンドウ内の値の平均値となります。 適応帯域幅局所線形回帰分析—平滑化された値は、そのレコードを中心とした局所線形回帰分析の結果になります。 タイム ウィンドウのサイズは、各レコードに対して最適化されます。	String
タイム ウィンドウ (オプション)	タイム ウィンドウの長さ。 値は、秒、分、時間、日、週、月、または年単位で指定できます。 後方移動平均、前方移動平均、中心化移動平均の場合は、値と単位を指定する必要があります。 適応帯域幅局所線形回帰分析では、値を空のままにでき、各値に対して個別にタイム ウィンドウが推定されます。 タイム ウィンドウの境界上にある値は、タイム ウィンドウに含まれます。 たとえば、日次データがあり、タイム ウィンドウを 4 日に設定して後方移動平均を使用した場合、レコードを平滑化する際に、レコードの値とその前の 4 日間の値の 5 つの値がタイム ウィンドウに含まれます。	Time Unit
フィールドを入力データに追加 (オプション)	出力フィールドを入力データセットに追加するか、新しい出力テーブルまたはフィーチャクラスとして保存するかを指定します。 フィールドを入力に追加した場合、出力座標系の環境は無視されます。 オン - 出力フィールドは入力フィーチャに追加されます。 このオプションを実行すると、入力データが変更されます。 オフ - 出力フィールドは入力フィーチャに追加されません。 出力フィールドを含む出力テーブルまたはフィーチャクラスが作成されます。 これがデフォルトです。	Boolean
出力フィーチャ (オプション)	出力フィーチャには、平滑化された値のほか、タイム ウィンドウや近傍数のフィールドが含まれます。	Feature Class; Table
ID フィールド (オプション)	各時系列の一意の ID を含む整数またはテキスト フィールド。 このフィールドの値が同じレコードはすべて、同じ時系列に含まれます。	Field
開始時と終了時に短縮されたタイム ウィンドウを適用 (オプション)	各時系列の開始時と終了時にタイム ウィンドウを短縮するかどうかを指定します。 オン - 時系列の開始時と終了時にタイム ウィンドウを短縮して、時系列の開始前と終了後にタイム ウィンドウが拡大されないようにします。 オフ - タイム ウィンドウは短縮されません。 タイム ウィンドウが時系列の開始前または終了後に拡大された場合、平滑化された値は NULL になります。 これがデフォルトです。	Boolean
時系列ポップアップの有効化 (オプション)	時系列の元の値と平滑化された値を示すポップアップ チャートを出力フィーチャまたはテーブルに含めるかどうかを指定します。 オン - 出力にポップアップ チャートが含まれます。 これがデフォルトです。 オフ - 出力にポップアップ チャートは含まれません。	Boolean

派生した出力

ラベル	説明	データ タイプ
更新されたフィーチャまたはテーブル	出力フィールドが追加された、更新された入力テーブルまたはフィーチャクラス。	Table View

Python

arcpy.stats.TimeSeriesSmoothing(in_features, time_field, analysis_field, {group_method}, {method}, {time_window}, {append_to_input}, {output_features}, {id_field}, {apply_shorter_window}, {enable_time_series_popups})

名前	説明	データ タイプ
in_features	時系列データと平滑化するフィールドを含むフィーチャまたはテーブル。	Table View
time_field	各レコードの時間を含むフィールド。	Field
analysis_field	平滑化する値を含むフィールド。	Field
group_method (オプション)	レコードをさまざまな時系列にグループ化するために使用する方法を指定します。 平滑化は時系列ごとに個別に実行されます。 LOCATION—同じ場所にあるフィーチャは、同じ時系列にグループ化されます。 これがデフォルトです。 ID_FIELD—ID フィールドの値が同じレコードは、同じ時系列にグループ化されます。 NONE—すべてのレコードが同じ時系列に含まれます。	String
method (オプション)	使用する平滑化方法を指定します。 BACKWARD—平滑化された値は、そのレコードとその前のタイム ウィンドウ内の値の平均値となります。 これがデフォルトです。 CENTERED—平滑化された値は、そのレコードとその前後の値の平均値となります。 タイム ウィンドウの半分はレコードの時間以前、もう半分はレコードの時間以降に使用されます。 FORWARD—平滑化された値は、そのレコードとその後のタイム ウィンドウ内の値の平均値となります。 ADAPTIVE—平滑化された値は、そのレコードを中心とした局所線形回帰分析の結果になります。 タイム ウィンドウのサイズは、各レコードに対して最適化されます。	String
time_window (オプション)	タイム ウィンドウの長さ。 値は、秒、分、時間、日、週、月、または年単位で指定できます。 後方移動平均、前方移動平均、中心化移動平均の場合は、値と単位を指定する必要があります。 適応帯域幅局所線形回帰分析では、値を空のままにでき、各値に対して個別にタイム ウィンドウが推定されます。 タイム ウィンドウの境界上にある値は、タイム ウィンドウに含まれます。 たとえば、日次データがあり、タイム ウィンドウを 4 日に設定して後方移動平均を使用した場合、レコードを平滑化する際に、レコードの値とその前の 4 日間の値の 5 つの値がタイム ウィンドウに含まれます。	Time Unit
append_to_input (オプション)	出力フィールドを入力データセットに追加するか、新しい出力テーブルまたはフィーチャクラスとして保存するかを指定します。 フィールドを入力に追加した場合、出力座標系の環境は無視されます。 APPEND_TO_INPUT—出力フィールドは入力フィーチャに追加されます。 このオプションを実行すると、入力データが変更されます。 NEW_OUTPUT—出力フィールドは入力フィーチャに追加されません。 出力フィールドを含む出力テーブルまたはフィーチャクラスが作成されます。 これがデフォルトです。	Boolean
output_features (オプション)	出力フィーチャには、平滑化された値のほか、タイム ウィンドウや近傍数のフィールドが含まれます。	Feature Class; Table
id_field (オプション)	各時系列の一意の ID を含む整数またはテキスト フィールド。 このフィールドの値が同じレコードはすべて、同じ時系列に含まれます。	Field
apply_shorter_window (オプション)	各時系列の開始時と終了時にタイム ウィンドウを短縮するかどうかを指定します。 APPLY_SHORTER_WINDOW—時系列の開始時と終了時にタイム ウィンドウを短縮して、時系列の開始前と終了後にタイム ウィンドウが拡大されないようにします。 NOT_APPLY_SHORTER_WINDOW—タイム ウィンドウは短縮されません。 タイム ウィンドウが時系列の開始前または終了後に拡大された場合、平滑化された値は NULL になります。 これがデフォルトです。	Boolean
enable_time_series_popups (オプション)	時系列の元の値と平滑化された値を示すポップアップ チャートを出力フィーチャまたはテーブルに含めるかどうかを指定します。 CREATE_POPUP—出力にポップアップ チャートが含まれます。 これがデフォルトです。 NO_POPUP—出力にポップアップ チャートは含まれません。	Boolean

派生した出力

名前	説明	データ タイプ
updated_features	出力フィールドが追加された、更新された入力テーブルまたはフィーチャクラス。	Table View

コードのサンプル

TimeSeriesSmoothing の例 1 (Python ウィンドウ)

次の Python スクリプトは、TimeSeriesSmoothing 関数の使用方法を示しています。

import arcpy
arcpy.stats.TimeSeriesSmoothing("temperature_CA", "START_DATE", "VALUE", 
            "LOCATION", "BACKWARD", "1 Months", "NEW_OUTPUT", "temperature_smoothed", 
            None, "NOT_APPLY_SHORTER_WINDOW", "CREATE_POPUP")

TimeSeriesSmoothing の例 2 (スタンドアロン スクリプト)

次の Python スクリプトは、TimeSeriesSmoothing 関数を使用して人口を予測する方法を示します。

import arcpy
arcpy.env.workspace = "C:/Analysis/data.gdb"

# Smooth temperature data using adaptive method by ID Field and revise input 
arcpy.stats.TimeSeriesSmoothing("temperature_CA", "START_DATE", "VALUE", 
            "ID_FIELD", "ADAPTIVE", None, "APPEND_TO_INPUT", None, "FIPS", 
            "NOT_APPLY_SHORTER_WINDOW", "NO_POPUP")

環境

出力座標系