Entropy / Diversity / Model

シャノン多様性指数

シャノン多様性指数の概念を体験的に理解できるインタラクティブツール。種の個体数を調整し、多様性や均等性の変化をリアルタイムで観察できます。

H'1.099

均等性1.000

個体数45

シャノン指数1.099

各種の構成比 pᵢ から計算する不確実性。種数だけでなく、均等性にも反応する。

均等性1.000

最大 H'1.099

有効な種3

有効種数3.00

pᵢ = nᵢ / NH' = -Σ pᵢ ln(pᵢ)J' = H' / ln(S)¹D = exp(H')

H'への寄与

-pᵢ ln(pᵢ) by species

構成比

100セル = サンプル全体

A33.3%

B33.3%

C33.3%

種ごとの項

指数を構成する値

種	nᵢ	pᵢ	-pᵢ ln(pᵢ)
A	15	0.333	0.366
B	15	0.333	0.366
C	15	0.333	0.366

Academic Context

情報の不確実性から、生態系や都市の構成を読む方法へ。

01 / Information Theory

Shannonのエントロピーは、次にどの記号が現れるかの予測しにくさを測るために導入された。完全に偏った分布では不確実性が低く、均等な分布では高くなる。

02 / Ecology

生物群集では、記号を種、確率を相対個体数 pᵢ として読む。H' は種数だけでなく、個体数がどれだけ均等に分かれているかにも反応する。

03 / Current Uses

微生物叢、保全生態、土地利用、都市機能、文化・産業カテゴリなど、対象をカテゴリと比率で表せる場面に応用される。ただし H' は面積や空間配置ではなく、分布の不確実性を表す。

Reading note

H' はそのままだと「何種分の多様性か」とは読みにくい。直感的に読む場合は、Hill number q=1 として ¹D = exp(H') に変換すると、同じH'を持つ均等な群集の有効種数として解釈できる。

シャノン多様性指数可視化ツール

Keywords

多様性の可視化 / 情報理論 / 都市開発

Background

情報理論の父・クロード・シャノンが提唱したエントロピーの概念を基に生まれたシャノン多様性指数は、生態学・環境評価・微生物学・社会学・経済学・ビジネス・都市開発など様々な分野で活用されています。本ツールは、その指数を視覚的かつインタラクティブに理解するために制作しました。

Objective

既存の応用事例への理解を深め、新たな分野への展開の可能性を開くことを目的としています。