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公式

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結果

スピアマンの順位相関係数(ρ)
0.8
−1 から +1 までの範囲
ペアの数(n) 5
Σd²(順位差の二乗和) 4

スピアマンの順位相関とは?

スピアマンの順位相関係数(ρ、「ロー」と読みます)は、2つの変数の間にある単調な関係の強さと向きを測る指標です。ピアソンの相関係数と異なり、生のデータ値ではなくデータの順位(ランク)を使って計算するため、外れ値の影響を受けにくく、順序尺度のデータや、直線ではないものの一貫して増減するような関係にも適しています。値は −1(完全な負の単調関係)から 0(単調な関係なし)を経て +1(完全な正の単調関係)までの範囲をとります。

正と負の単調な順位関係を示す2つの散布図
スピアマンのρは単調な関係を測り、+1(完全な増加)から-1(完全な減少)までの値をとります。

この計算ツールの使い方

X の値と Y の値を、カンマ区切りまたはスペース区切りのリストとして入力します。各 X は同じ位置にある Y と対応するため、両方のリストは同じ個数のデータを含む必要があります。本ツールは各変数に順位を付け(同順位には平均順位を割り当てます)、順位差の二乗を計算して、ρ とともに Σd²、ペア数 \(n\) を返します。

計算式の解説

古典的な計算式は次のとおりです。

$$\rho = 1 - \frac{6 \sum d_i^{2}}{n\left(n^{2}-1\right)}$$

ここで

$$\left\{ \begin{aligned} d_i &= \operatorname{rank}\!\left(\text{X values}\right) - \operatorname{rank}\!\left(\text{Y values}\right) \\ n &= \text{number of paired values} \end{aligned} \right.$$

ここで \(d\) は X の値の順位とそれに対応する Y の値の順位の差、\(n\) はペアの数を表します。この簡便式が厳密に成り立つのは同順位(タイ)が存在しない場合のみです。本ツールでは同順位に平均順位を用いており、標準的な慣行と一致する精度の高い近似値が得られます。

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ペアの生データを順位、次に差d、二乗差へ変換する過程を示す図
各値に順位を付け、順位差dを二乗して合計しρを計算します。

計算例

X = (1, 2, 3, 4, 5)、Y = (2, 1, 4, 3, 5) を例にとります。順位を付けると X の順位は (1,2,3,4,5)、Y の順位は (2,1,4,3,5) となります。差 \(d\) は (−1, 1, −1, 1, 0) なので、\(d^2\) = (1, 1, 1, 1, 0)、\(\sum d^2 = 4\) です。\(n = 5\) のとき、

$$\rho = 1 - \frac{6(4)}{5(25 - 1)} = 1 - \frac{24}{120} = 1 - 0.2 = \mathbf{0.8}$$

となります。

よくある質問(FAQ)

ピアソンの r とはどう違うのですか? ピアソンは生のデータ値に対する直線的な相関を測ります。一方スピアマンは順位に対する単調な相関を測るため、一貫して増加または減少するあらゆる関係を捉えることができます。

データに同順位(タイ)がある場合は? 本ツールは、同じ値が占める順位の平均を各タイに割り当てます。これは標準的なタイの処理方法です。

どの程度で「強い相関」といえますか? 大まかな目安として、\(|\rho|\) が 0.7 を超えれば強い相関、0.4〜0.7 は中程度、0.4 未満は弱い相関とされます。ただし、必ず文脈に即して解釈してください。

最終更新: