シンプソン指数計算機
4種の個体数が10、20、5、15なら、λは0.3、ジニ・シンプソン多様度は0.7です。個体数を入力するだけで、シンプソンのD、その補数、λ、逆シンプソン指数が一度に分かります。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- 個体数
- 10, 20, 5, 15
- 種数
- 4
- 個体数の合計
- 50
- シンプソンのD
- 0.2857142857
- シンプソン多様度
- 0.7142857143
生態学者、野外生物学者、保全分析者は、個体が種の間でどれほど偏って分布するかをシンプソン指数で測ります。これは無作為に選んだ2個体が同種である確率です。Dが高いと少数種がサンプルを優占し、Dが低く1−Dが高いと均一性と多様性が高いことを意味します。この種優占度シンプソン指数計算機は非負の個体数リストを受け取り、有限標本の式D＝n×(n−1)の和をN×(N−1)で割った値を適用し、無限母集団形のlambda＝割合の二乗和、Gini–Simpson補数、逆シンプソンの有効種数も返します。空リスト、負の個体数、総個体数が2未満は検証で拒否され、2回抽出が不可能なときに空の指数が出ません。
シンプソン指数が測るもの、Dと1−Dの定義
シンプソン優占度指数は単純な標本抽出の問いを立てます。有限の群集サンプルから非復元で2個体を無作為に選んだとき、同種である確率はいくつでしょうか。1種がほぼすべての個体を占めるとDは1に近づき、スタンドは強く優占されます。
多くの種で個体数が等しいとDは小さく、サンプルは均一です。生態学者はしばしば補数の1−Dを好みます。シンプソン多様性指数、または有限標本のGini–Simpson指数とも呼ばれ、2回の抽出が異種である確率であり、値が大きいほど優占ではなく多様性が高いことを示します。
1−lambdaは古典的Gini–Simpson多様性、1/lambdaは逆シンプソン指数で、次数2のHill数として等しい個体数の有効種数と読めます。本計算機は5つの数値をまとめて返すため、教科書の脚注がD、1−D、lambda、1/lambdaのいずれを使っていても手計算で代数を再導出する必要がありません。
個体数ゼロの種は種の豊かさにも和にも寄与しませんが、固定の種リストを埋めるときはエコーされるabundances配列に現れることがあります。
入力する値と表示される結果
非負の有限数の空でない配列（または同じ値のカンマ・空白・セミコロン区切り文字列）です。各要素はサンプル中の1種の個体数で、古典的には整数カウントですが、集約表や希釈表向けに非負の実数も受け付けます。最大1万エントリまでです。
総個体数Nは少なくとも2でなければなりません。1個体では2回抽出の確率が立たないため、Nが2未満はNaNではなく明確なメッセージで拒否されます。例：個体数10、20、5、15ならNは50、4種、Dは0.3未満の中程度、多様性1−Dは0.7超で、単一栽培ではなく混合スタンドを反映します。
種名はクライアント側で数値と対応させてください。
シンプソン指数が役立つ場面
生物多様性モニタリングでは各プロットの生カウントを少数の多様性指数に落としてから時系列保存や地点比較を行います。Simpson Dと1−Dの自動化は、技術者がシート間で式をコピーするときの表計算ドリフトを除きます。環境影響評価や復元スコアカードは、撹乱後の群集がいまだ少数の日和見分類群に優占されていると論じるときに再現可能な優占度指標を必要とします。
教育ラボやオンライン生態学コースはライブ計算機を使い、学生が鳥のポイントカウントやコドラートの個体数を入力し、Rを入れずに優占度と多様性が更新される様子を見ます。すでにShannonエントロピーを計算する研究ノートは、閉じた式1本のためにフルのveganパッケージを引かず、逆シンプソンを第2の均一性に敏感な指標として足せます。
活用例
プロットとトランセクト調査の要約
植生プロットや鳥のポイントカウントの種ごとの個体数をSimpson D、1−D、逆シンプソンに変換し、地点比較表に使います。
影響評価と復元の報告
撹乱後も少数分類群に優占されているかを、有限標本Dとその多様性補数で文書化します。
教育ラボとLMS採点
学生に個体数ベクトルを提出させ、決定的オラクルに対してシンプソン優占度と多様性を自動採点します。
よくある質問
種の個体数からシンプソン指数はどう計算しますか？
非負カウントの空でないabundances配列を総個体数N ≥ 2で送ってください。
個体数の合計が2以上必要なのはなぜですか？
この指数は、非復元で2個体を選んだときに同じ種である確率だからです。個体が2未満では2回選ぶことができないため、空の結果を返さずに計算を止めます。
シンプソンのDと1−Dの違いは何ですか？
Dは無作為に選んだ2個体が同じ種である確率で、値が高いほど少数の種が優占しています。1−Dは異なる種である確率なので、値が大きいほど多様性が高いことを表します。
逆シンプソン指数は何を表しますか？
同じ個体数をもつ種が実質的に何種いるかを表します。値が高いほど個体が均等に分かれています。λ（割合の二乗和）で1を割った値で、次数2のヒル数に当たります。
Dとλの両方が表示されるのはなぜですか？
教科書によって使う式が違うためです。Dは有限の標本で非復元抽出を前提とし、λは無限の個体群を想定した割合の二乗和です。両方あれば、参考資料の式にそのまま合わせられます。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/bio/simpson-index-ecology \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"abundances":[10,20,5,15]}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/bio/simpson-index-ecology", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"abundances": [
10,
20,
5,
15
]
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/bio/simpson-index-ecology",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"abundances": [
10,
20,
5,
15
]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/bio/simpson-index-ecology", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"abundances":[10,20,5,15]}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"abundances":[10,20,5,15]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/bio/simpson-index-ecology", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"abundances": [
10,
20,
5,
15
]
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "bio.simpson_index_ecology",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
シンプソン指数が測るもの、Dと1−Dの定義
種iの個体数をn_i、全個体数Nを全n_iの和とすると、その確率はD＝各iについてn_i×(n_i−1)の和をN×(N−1)で割った値です。無限母集団の同伴形は割合p_i＝n_i/Nを用い、lambda＝p_iの二乗和を定義します。
入力契約、応答フィールド、検証エラー
必須フィールドabundancesを含むJSON本体をPOSTしてください。エイリアスcounts、n、abundances_list、species_countsが使えます。欠落フィールド、空リスト、非数値トークン、負値、全ゼロベクトルはinvalid_inputで失敗し課金されません。成功時はクリーンなabundances、species_count（厳密に正の個体数の種数）、total_individuals N、simpson_d（有限標本D）、simpson_diversity（1−D）、lambda（p_iの二乗和）、gini_simpson（1−lambda）、inverse_simpson（1/lambda）、表示と監査用のformulaとmethod文字列を返します。このエンドポイントは意図的に名前を持たず、プライバシーとi18nはUI側に残します。
シンプソン優占度APIが役立つ場面
モバイル野外アプリはオフライン同期したカウントリストから接続復帰後に同じparseエンドポイントを呼べ、公開された基本料金$0.002で成功タスクのみ課金し、モデルトークンもワーカーからの外向きネットワークも使いません。
技術的な質問
simpson_dとsimpson_diversityの違いは何ですか？
simpson_dは優占度（2個体が同種である確率）です。simpson_diversityは補数1−D（異種である確率）で、高いほど多様性が大きいことを意味します。
総個体数が少なくとも2必要なのはなぜですか？
有限標本DはN(N−1)で割ります。2個体未満ではペアを取れず指数は未定義となり、タスクはinvalid_inputで失敗します。
個体数ゼロは許可されますか？
はい。ゼロはエコー一覧に残りますがspecies_countでは無視され、和は変わりません。全ゼロベクトルはNがゼロになるため拒否されます。
シンプソン指数計算機の料金は？
ブラウザツールは無料です。API要求は成功した呼び出しごとに前払いKIT残高から$0.002を使用し、無効入力は課金されません。