回帰分析の出力で最初に出てくる「OLS Regression Results」。 また論文の手法説明で「OLS重回帰」「最小二乗法による推定」と書かれている部分。 ほぼ全ての回帰分析の出発点となる推定法。
最小二乗法(OLS) とは:残差(実測値 − 予測値)の二乗和を最小化して回帰係数を推定する古典的手法。
statsmodels.api.OLS(y, X).fit() — summary() で詳細な結果表「直線をデータに当てはめる」のが回帰分析の本質。 ですが、 47都道府県の散布図を見ると点は綺麗に直線に並んでいません。 ばらつきがある中で、 「どの直線が最もよく当てはまるか」を一意に決めるルールが必要です。 そのルールが 最小二乗法(Ordinary Least Squares, OLS)。
OLSの核心アイデア: 各データ点の 「予測値とのズレ(=残差)」を 2乗して、 全部足したもの(=残差平方和、 RSS)が 最小 になるような直線を選ぶ、というルールです。 なぜ2乗するかは:(i) 正のズレと負のズレが相殺しないように、 (ii) 大きいズレほどより重く罰するため、 (iii) 数学的に解析的解が出るため。
OLSは19世紀初頭(ガウス、ルジャンドルら)に天体観測の誤差処理として開発された古典中の古典。 ですが、 一定の仮定(線形性・等分散性・独立性・正規性)を満たせば、 現代でも最良線形不偏推定量(BLUE: Best Linear Unbiased Estimator)として最強の推定法です(ガウス-マルコフの定理)。

図の点線が各点での 残差(residual) です。 直線をどこに引くかで残差は変わります。 OLSは「残差の2乗を全部足した値」が最小になる位置に直線を置きます。
なぜ「2乗」なのかを直感で説明すると:
簡単な5都道府県のデータで、 OLSの仕組みを手で追ってみましょう(高齢化率 x → 死亡率 y)。
5つの古典的仮定(線形性、 誤差の独立、 等分散、 期待値0、 説明変数と誤差の無相関)が全て成立するとき、 OLS推定量は次の意味で「最強」と証明されています:
不偏性(unbiasedness):$E[\hat{\beta}] = \beta$。 平均すれば真の値を当てる。
分散最小(efficiency):他の線形不偏推定量と比べて、 OLSの分散が最小。 つまり最も精度が高い。
これを BLUE: Best Linear Unbiased Estimator と呼びます。 「線形」「不偏」の枠内で「best」、 という条件付き最強です。 非線形でもよいなら別の推定量(リッジ回帰、 LASSO、 木モデル)の方が良いこともあります。
仮定が破れたら:
最小二乗法(Ordinary Least Squares, OLS)は、 「観測データに最もよく当てはまる直線」を見つける方法。 各観測値の予測値からのズレ(残差)の二乗を全て足した値を最小化するのが基本原理。
47都道府県の食料費(x)から教育費(y)を予測する単回帰。 赤い直線が OLS の解 y = 0.525x + -32.71。 黄色い縦線が残差(観測値と予測値の差)。 この縦線の二乗を全部足した値を最小にする直線を選んでいます。
💡 なぜ「二乗」を最小化する? 単なる距離だと符号が混ざる、 絶対値は微分困難、 二乗なら滑らかで唯一の解が得られる。 加えてガウス分布の最尤推定と一致するため、 統計理論的にも自然。
OLS は数学的には「観測ベクトル y を、 説明変数が張る部分空間に直交射影する」操作。 射影された点が予測値 ŷ、 ズレが残差 e。
残差ベクトル e と説明変数空間が直交するのが OLS の特徴。 これが「最小二乗 = 直交射影」と呼ばれる所以。
$$ y_i = \beta_0 + \beta_1 x_i + \varepsilon_i $$
$$ S(\beta_0, \beta_1) = \sum_{i=1}^{n} (y_i - \beta_0 - \beta_1 x_i)^2 $$
これを最小化する β を求めるのが OLS。
$$ \hat{\beta}_1 = \frac{\sum(x_i - \bar{x})(y_i - \bar{y})}{\sum(x_i - \bar{x})^2} = \frac{\text{Cov}(x, y)}{\text{Var}(x)} = r \cdot \frac{s_y}{s_x} $$
$$ \hat{\beta}_0 = \bar{y} - \hat{\beta}_1 \bar{x} $$
$$ \mathbf{y} = \mathbf{X} \boldsymbol{\beta} + \boldsymbol{\varepsilon} $$
正規方程式の解:
$$ \hat{\boldsymbol{\beta}} = (X^T X)^{-1} X^T y $$
「エックス転置エックスの逆 エックス転置ワイ」 — OLSの最も重要な公式。 機械学習・統計学の基本。
OLS が「最良線形不偏推定量(BLUE)」となるための仮定:
「線形性・独立性・等分散性を満たすとき、 OLS推定量は最良線形不偏推定量(BLUE: Best Linear Unbiased Estimator)」。 同じ条件下で他の線形不偏推定量より分散が小さい。
| 違反 | 影響 | 対処 |
|---|---|---|
| 非線形 | 推定量がバイアス | 多項式項、 ログ変換、 GAM |
| 不等分散 | SEが不正確 | WLS、 ロバストSE |
| 自己相関 | SEが不正確 | GLS、 時系列モデル |
| 多重共線性 | 係数が不安定 | Ridge、 LASSO、 PCR |
| 外れ値 | 回帰直線が歪む | ロバスト回帰 |
OLS の仮定をチェックする最重要ツールが残差分析。 残差 e_i = y_i - ŷ_i を様々な角度から見る。
$$ R^2 = 1 - \frac{SS_{\text{res}}}{SS_{\text{tot}}} = 1 - \frac{\sum (y_i - \hat{y}_i)^2}{\sum (y_i - \bar{y})^2} $$
「説明変数 x が y のばらつきの何%を説明できるか」。 0〜1の値。 SSDSE 例では R² = 0.530(53.0%を説明)。
変数を増やすと R² は単調に増加する → 過学習の温床。 これを補正:
$$ R^2_{\text{adj}} = 1 - (1 - R^2) \cdot \frac{n - 1}{n - p - 1} $$
p(説明変数数)が多いほど R² から差し引かれる量が増える。
$$ \text{RMSE} = \sqrt{\frac{1}{n} \sum (y_i - \hat{y}_i)^2} $$
元の単位での誤差の大きさ。 「予測が平均的に何単位ずれているか」が分かる。
$$ \text{MAE} = \frac{1}{n} \sum |y_i - \hat{y}_i| $$
外れ値に強い。 中央値回帰と相性が良い。
モデル選択指標。 AIC = -2 ln(L) + 2p、 BIC = -2 ln(L) + p ln(n)。 小さいほど良い。 複雑性ペナルティ付き。
$$ SE(\hat{\beta}_1) = \frac{\sigma_\varepsilon}{\sqrt{n} \cdot s_x} $$
標準誤差を使って t統計量と p値が計算可能:
$$ t = \frac{\hat{\beta}_j}{SE(\hat{\beta}_j)} \sim t(n - p - 1) $$
$$ \hat{\beta}_j \pm t_{n-p-1, \alpha/2} \cdot SE(\hat{\beta}_j) $$
全係数が0かどうかを検定:
$$ F = \frac{SS_{\text{reg}} / p}{SS_{\text{res}} / (n - p - 1)} \sim F(p, n-p-1) $$
data/raw/SSDSE-B-2026.csv。 説明変数:A1101(人口)、 A4301(教育費)。 目的変数:A4101(食料費)。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 | import pandas as pd import statsmodels.api as sm import statsmodels.formula.api as smf df = pd.read_csv('data/raw/SSDSE-B-2026.csv', encoding='cp932', skiprows=[1]) df = df[df['年度']==2023].dropna() ## formula API — R 風 model = smf.ols('D2101 ~ A4101', data=df).fit() print(model.summary()) ## 出力情報の取り出し print(f'β: {model.params.values}') print(f'SE: {model.bse.values}') print(f'p: {model.pvalues.values}') print(f'CI (95%): {model.conf_int().values}') print(f'R²: {model.rsquared:.4f}') print(f'調整 R²: {model.rsquared_adj:.4f}') print(f'AIC: {model.aic:.2f}, BIC: {model.bic:.2f}') ## 残差診断 from statsmodels.stats.diagnostic import het_breuschpagan, het_white bp = het_breuschpagan(model.resid, model.model.exog) print(f'Breusch-Pagan: stat={bp[0]:.3f}, p={bp[1]:.4f}') ## Influence diagnostics(外れ値・leverage) infl = model.get_influence() print(infl.summary_frame()[['cooks_d', 'hat_diag']].sort_values('cooks_d', ascending=False).head()) |
data/raw/SSDSE-B-2026.csv。 説明変数:A1101(人口)、 A4301(教育費)。 目的変数:A4101(食料費)。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | from sklearn.linear_model import LinearRegression, HuberRegressor, RANSACRegressor from sklearn.model_selection import cross_val_score from sklearn.metrics import mean_squared_error, r2_score X = df[['A4101']].values y = df['D2101'].values ## 標準 OLS ols = LinearRegression().fit(X, y) print(f'OLS: β₀={ols.intercept_:.3f}, β₁={ols.coef_[0]:.3f}, R²={ols.score(X,y):.3f}') ## Huber ロバスト回帰(外れ値に頑健) huber = HuberRegressor().fit(X, y) print(f'Huber: β₀={huber.intercept_:.3f}, β₁={huber.coef_[0]:.3f}') ## RANSAC(極端な外れ値があるとき) ransac = RANSACRegressor(random_state=42).fit(X, y) print(f'RANSAC: β₀={ransac.estimator_.intercept_:.3f}, β₁={ransac.estimator_.coef_[0]:.3f}') ## 5-fold CV による汎化性能 scores = cross_val_score(LinearRegression(), X, y, cv=5, scoring='r2') print(f'CV R²: {scores.mean():.3f} ± {scores.std():.3f}') |
data/raw/SSDSE-B-2026.csv。 説明変数:A1101(人口)、 A4301(教育費)。 目的変数:A4101(食料費)。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | from scipy import stats ## linregress — 単回帰なら1行で OLS と検定 result = stats.linregress(df['A4101'], df['D2101']) print(f'切片: {result.intercept:.3f}') print(f'傾き: {result.slope:.3f}') print(f'R²: {result.rvalue**2:.4f}') print(f'p: {result.pvalue:.2e}') print(f'SE: {result.stderr:.4f}') print(f'95% CI for slope: [{result.slope - 1.96*result.stderr:.3f}, {result.slope + 1.96*result.stderr:.3f}]') |
data/raw/SSDSE-B-2026.csv。 説明変数:A1101(人口)、 A4301(教育費)。 目的変数:A4101(食料費)。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 | import numpy as np x = df['A4101'].values y = df['D2101'].values ## 設計行列 X = [1, x] X = np.column_stack([np.ones(len(x)), x]) ## 正規方程式 β = (X'X)^(-1) X'y beta_hat = np.linalg.solve(X.T @ X, X.T @ y) print(f'β (正規方程式): {beta_hat}') ## QR 分解で安定性向上 Q, R = np.linalg.qr(X) beta_qr = np.linalg.solve(R, Q.T @ y) print(f'β (QR分解): {beta_qr}') ## SVD(最も数値的に安定、 lstsq の実装) beta_svd, residuals, rank, sv = np.linalg.lstsq(X, y, rcond=None) print(f'β (SVD/lstsq): {beta_svd}') ## 各種統計量 y_pred = X @ beta_hat resid = y - y_pred TSS = np.sum((y - y.mean())**2) RSS = np.sum(resid**2) R_sq = 1 - RSS/TSS print(f'R²: {R_sq:.4f}') |
本セクションは「最小二乗法」を 47都道府県データ(SSDSE-B-2026)で具体的に確認するための追加教材です。 例として課税対象所得を総人口で説明する OLSを扱います。
SSDSE-B-2026 の 47都道府県データから、 「課税対象所得を総人口で説明する OLS」を Python で再現します。 まず一行で読み込めるよう、 引数を直書きしたシンプル版を示します:
# 最小コード(直書き)
df = pd.read_csv('data/raw/SSDSE-B-2026.csv')
続いて、 列名はリポジトリ準拠(A1101 総人口、 A1102 男性人口、 D3201 課税対象所得、 等)の本番コードです。
import pandas as pd
import numpy as np
df = pd.read_csv('data/raw/SSDSE-B-2026.csv', encoding='cp932', header=[0,1,2])
# 列名を 3 段ヘッダの最下段だけ採用(コード列: A1101, D3201 等)
df.columns = [c[-1] for c in df.columns]
# 2022 年の 47都道府県スナップショット
sub = df[df['年度コード'] == 2022].copy()
x = sub['A1101'].astype(float) # 総人口
y = sub['D3201'].astype(float) # 課税対象所得
# 最小二乗法の基礎統計
x_mean, y_mean = x.mean(), y.mean()
beta1 = ((x - x_mean) * (y - y_mean)).sum() / ((x - x_mean) ** 2).sum()
beta0 = y_mean - beta1 * x_mean
print(f'n = {len(x)}') # 47
print(f'beta1 = {beta1:,.4f}') # 傾き
print(f'beta0 = {beta0:,.4f}') # 切片
print(f'相関係数 = {x.corr(y):.4f}') # 0.95+ になる
# 残差・決定係数も計算
y_hat = beta0 + beta1 * x
resid = y - y_hat
ss_res = (resid ** 2).sum()
ss_tot = ((y - y_mean) ** 2).sum()
r2 = 1 - ss_res / ss_tot
print(f'R^2 = {r2:.4f}')
このコードを実行すると、 47都道府県データから 最小二乗法に関連する係数・指標が直接得られます。 SSDSE-B-2026 が手元にない場合は、 統計データ活用コンペティション公式ページからダウンロードしてください。
この 最小二乗法(OLS) ページで出てくる主要キーワードを一覧します。チップをクリックすると該当箇所へジャンプできます。
あなたは、回帰モデル の入口で「最小二乗法(OLS)(Ordinary Least Squares)」という用語に出会ったところです。 この用語は 残差の二乗和を最小にする直線(平面)をデータに当てはめる、回帰分析のもっとも基本となる手法。
本ページでは、まず数式や形式的定義よりも、実データ(SSDSE-B-2026, 47 都道府県)で具体的な値を見ます。 そのあと、数式 → 計算 → Python 実装 → 落とし穴 → 関連用語、という順で「使える知識」に組み立てていきます。
最小二乗法(OLS) の本質は、ひとことで言うと「残差の二乗和を最小にする直線(平面)をデータに当てはめる、回帰分析のもっとも基本となる手法。」です。 数式に踏み込む前に、まずイメージで掴みましょう。
ヒント:直感が掴めたら、次の「数式または定義」セクションで形式化を確認してください。 形式化と直感がつながれば、最小二乗法(OLS) はもう武器です。
最小二乗法(OLS) を一般化して書くと、観測ペア $(x_1, y_1), \dots, (x_n, y_n)$(ここでは $n = 47$ 都道府県)に対して、次の関係を仮定します。
$$ \boxed{\quad y = f(x_1, x_2, \dots, x_p; \theta) + \varepsilon \quad} $$ここで $\theta$ は推定したいパラメータ、$\varepsilon$ はモデルでは説明しきれない誤差項。 最小二乗法(OLS) の流派ごとに、$f$ の形(線形・ロジスティック・木)、$\varepsilon$ の分布(正規・二項・ポアソン)が変わります。
| 記号 | 意味 | SSDSE-B での例 |
|---|---|---|
| $x$ | 説明変数 | A1303(高齢化率 → 死亡率) |
| $y$ | 目的変数 | 死亡率・出生率など |
| $n$ | 標本数 | 47(都道府県数) |
| $\theta$ | パラメータ | 傾き・切片など |
| $\varepsilon$ | 誤差項 | モデルで説明しきれない残り |
上の式 $y = f(x; \theta) + \varepsilon$ を「数学者の声」ではなく、「現場の声」で読み直してみます。
合言葉:「定義は短い、解釈は長い」。最小二乗法(OLS) はたった 1 行の式ですが、それを 47 都道府県データに当てると、5 種類のチェックリスト(線形性・独立性・等分散・正規性・外れ値)が芋づる式に出てきます。
数式が読めたら、すぐに 実データ(SSDSE-B-2026, 47 都道府県, 2023 年度)で計算しましょう。 抽象を 47 行の表に落とすと、急に理解できることがあります。
# 最小二乗法(OLS) の代表値を SSDSE-B-2026 で確認
col = 'A1303'
s = df2023[col].astype(float)
print('n :', len(s)) # 47
print('mean :', round(s.mean(), 2))
print('median :', round(s.median(), 2))
print('std :', round(s.std(), 2))
print('min / max :', s.min(), '/', s.max())
print('Top 3 prefs :')
print(df2023.nlargest(3, col)[['Prefecture', col]])
結果を見ると、47 都道府県のうち上位 3 県が突出しているか、なだらかに分布しているか、すぐ分かります。 この「分布の形」が見えると、最小二乗法(OLS) を語る土台ができたことになります。
Python の実装は「読む → 集計 → 描く → 報告」を一直線に書きます。長いコードよりも、各ステップが分離していることが大事です。
import pandas as pd
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# SSDSE-B-2026 を読み込み(高齢化率 → 死亡率)
df = pd.read_csv('data/raw/SSDSE-B-2026.csv', encoding='cp932', skiprows=[1])
# 2023 年度(最新)だけ抽出
df2023 = df[df['SSDSE-B-2026'] == 2023].copy()
print(df2023.shape) # (47, ...)
print(df2023[['Prefecture', 'A1303']].head())
# 最小二乗法(OLS) を 47 都道府県でビジュアル化
fig, ax = plt.subplots(figsize=(9, 6))
df2023.sort_values(col, ascending=False).plot.bar(
x='Prefecture', y=col, ax=ax, color='#00897B', legend=False)
ax.set_title('高齢化率 → 死亡率(SSDSE-B-2026, 2023)')
ax.set_ylabel(col)
ax.set_xlabel('都道府県')
plt.xticks(rotation=90)
plt.tight_layout()
plt.savefig('figures/ols.html_r18_bar.png', dpi=120)
plt.show()
レポート文例:「SSDSE-B-2026(2023 年度, n=47)に基づいて 最小二乗法(OLS) を確認したところ、平均は X、標準偏差は Y、上位 3 県は東京・神奈川・大阪であった。 SSDSE-B-2026 で「死亡率 ~ 高齢化率」の OLS を当てはめると、傾き約 0.34 が得られ、「高齢化率が 1 % 上がると死亡率が約 0.34 ポイント上がる」と読めます。」
合言葉:レポート提出前に「ゼロ起点で 1 枚描き直す」「外れ値を 1 県外して再計算」「逆方向の因果を 1 行で否定する」を必ずやる。
本ページに登場した Python コードはすべて以下のテンプレートで読み解けます:
覚え方:「Read → Roll up → Render → Read it back」。 最後の「Read it back」は、出力された数字や図を口に出して 1 度言うこと。 これで 最小二乗法(OLS) の現場運用は十分に回ります。
使います。前処理(特徴量 → 入力ベクトル)、評価(指標の可視化)、解釈(係数の可視化)など、機械学習のあらゆる工程で 最小二乗法(OLS) は登場します。
記述統計や 1 変量・2 変量の可視化には十分。ただし複数の説明変数を同時に検討するときは、自由度が枯れます。bootstrap や情報量規準(AIC/BIC)で補強しましょう。
独立行政法人統計センター(NSTAC)「SSDSE」サイトから無料でダウンロードできます。本ページの実装はすべて data/raw/SSDSE-B-2026.csv を前提にしています。
SSDSE は教育目的での利用が許諾されています(出典明示、改変記録)。論文公開時は出典欄に「総務省統計局, SSDSE-B-2026」を必ず書きましょう。
① ヒストグラム 1 枚を描く → ② 平均・中央値・標準偏差を読み上げる → ③ 上位 3 県・下位 3 県を暗記する → ④ 2 変量の相関を 1 つ確認する → ⑤ レポート 1 行にまとめる。これを 47 都道府県データで 3 回回せば、用語の地形が掴めます。
本リポジトリの 論文一覧 から「回帰モデル」カテゴリの論文を見ると、最小二乗法(OLS) を実際に使った再現コードが付いています。
「目的 → データ → 最小二乗法(OLS) の選択理由 → 結果(図 + 数値)→ 解釈 → 限界(n=47, 単年)→ 次の一手」の順が王道です。
用語は単独では覚えづらいので、前提・並列・発展の 3 方向で 16 件並べます。
勧め方:1 日 1 リンク。クリックして読んだら、最小二乗法(OLS) のページに戻り、「最小二乗法(OLS) とこの用語はどう違う?」を 1 行書く。
合言葉:5 STEP のうちどれか 1 段でも飛ばすと、結論が「数字だけ」になり、読者の腑に落ちなくなります。 最小二乗法(OLS) は「数字 + 物語」のセットで完成です。
np.random.seed で作って「再現実験しました」と書く(教育用途では SSDSE-B-2026 を使うのが必須)iloc[:, 5] のように位置で参照し、SSDSE のバージョン違いで壊れるコードを書くx1, x2, x3 のように匿名化し、読者が意味を追えないコードにする最小二乗法(OLS) は、19 世紀末〜 20 世紀初頭の統計学黎明期から発達してきました。回帰モデル の中核として、Galton、Pearson、Fisher、Yule などが基礎を築き、現代では SSDSE のような公的データを使った教育素材で広く扱われています。
最小二乗法(OLS) は、観測ペア $(x_i, y_i)_{i=1}^{n}$ から条件付き期待値 $E[y \mid x]$ または分布 $P(y \mid x)$ を推定する道具です。 線形・非線形・パラメトリック・ノンパラメトリックという 4 つの軸の中で、最小二乗法(OLS) は「回帰モデル」という棚に並んでいます。
df.dropna() の前に必ず欠損率を df.isna().mean() で測る。最小二乗法(OLS) は 記述統計・データサイエンス・機械学習 の交差点に位置します。 どの分野から入っても、いずれは 最小二乗法(OLS) を通ります。
同じテーマで使い回せる narration を 5 つ並べておきます。コピペして「コード解説」欄に貼ってください。
最小二乗法(OLS) を学ぶときに使う SSDSE-B-2026 は、47 都道府県 × 約 110 列 × 複数年度のパネルデータです。 本ページでは「2023 年度の 47 行」を主に使います。 以下に、よく登場する代表的なカラムを示します。
| SSDSE コード | 日本語名 | 単位 | 最小二乗法(OLS) での主な使い方 |
|---|---|---|---|
| Code | 地域コード | — | JOIN キー |
| Prefecture | 都道府県名 | — | カテゴリ軸・ラベル |
| A1101 | 総人口 | 人 | 説明変数(規模) |
| A1303 | 65 歳以上人口 | 人 | 高齢化率の分子 |
| A4101 | 出生数 | 人 | 人口動態の説明変数 |
| A4200 | 死亡率 | ‰ | 目的変数の代表 |
| B4101 | 年平均気温 | ℃ | 気候系の説明変数 |
| L3221 | 消費支出 | 円 | 家計の目的変数 |
使い方のコツ:列名はすべて A1101 のような英数記号です。SSDSE のコードブックで日本語ラベルを確認しながら使ってください。
本ページの例では A1303, A4200(高齢化率 → 死亡率)を中心に使っています。
解説は最小限。コードは 10 行以内。これで 最小二乗法(OLS) の最短ルートが手に入ります。
import pandas as pddf = pd.read_csv('data/raw/SSDSE-B-2026.csv', encoding='cp932', skiprows=[1])df = df[df['SSDSE-B-2026'] == 2023]col = 'A1303'print(df[['Prefecture', col]].sort_values(col, ascending=False).head())import matplotlib.pyplot as pltdf.plot.hist(y=col, bins=20)plt.title('高齢化率 → 死亡率(SSDSE-B-2026, 2023)')plt.savefig('figures/ols.html_r18_hist.png', dpi=120)plt.show()注意:10 行で動かせる、というだけで、これがゴールではありません。 最小二乗法(OLS) の本当の難しさは「描いた図をどう解釈するか」「報告にどう落とすか」にあります。
最小二乗法(OLS) の結果を、ゼミ・卒論・社内会議で報告するときの定型文を 3 つ用意しました。 最初は丸ごとコピー、慣れたら差し替えて使ってください。
「本研究では、SSDSE-B-2026(n=47, 2023 年度)を用いて 最小二乗法(OLS) を確認した。 主たる説明変数は A1303, A4200(高齢化率 → 死亡率)であり、47 都道府県を対象とした分布の確認、相関の評価、最小二乗法(OLS) を用いた分析を実施した。 分析の結果、上位 3 県・下位 3 県の特徴と、SSDSE-B-2026 で「死亡率 ~ 高齢化率」の OLS を当てはめると、傾き約 0.34 が得られ、「高齢化率が 1 % 上がると死亡率が約 0.34 ポイント上がる」と読めます。」
「高齢化率 → 死亡率 を 47 都道府県で比較したところ、東京・神奈川・大阪など大都市圏が突出していることが分かった。 最小二乗法(OLS) を用いた分析から、地域差は単に人口規模の違いだけでは説明できず、複数要因の組み合わせで生じていると示唆された。 今後の打ち手は、上位県のベストプラクティスを参考にしつつ、下位県への支援策を検討することである。」
「皆さん、最小二乗法(OLS) はひとことで言うと『残差の二乗和を最小にする直線(平面)をデータに当てはめる、回帰分析のもっとも基本となる手法。』です。 今回は SSDSE-B-2026(総務省統計局, 47 都道府県, 2023 年度)を使って、実際の数字でこの考え方を確かめました。 皆さん自身でも、別の指標(人口、出生率、家計支出など)に置き換えて同じ手順を試してみてください。」
同じ用語でも、見る立場によって意味が変わります。3 つの視点を切り替えて、用語の輪郭を立体的に掴みましょう。
統計学者にとって 最小二乗法(OLS) は「データから母集団を推定する道具」です。 確率モデル・尤度・不偏性・効率性・一致性などの数学的性質に注目し、漸近理論で性能保証を行います。 47 都道府県データは「小標本(n=47)」と分類され、bootstrap や情報量規準による補強が必要になります。
データサイエンティストにとって 最小二乗法(OLS) は「ビジネス課題を数字で答えるパイプラインの 1 部品」です。 モデルの理論的性質より、運用性・解釈性・更新コストを重視します。 SSDSE のような公的データを用いるときは「データの出典・更新頻度・ライセンス」を最優先で確認します。
教育の現場では 最小二乗法(OLS) は「初学者が躓きやすいポイント」を含む単元です。 抽象的な数式よりも、具体的な 47 都道府県データで手を動かし、図を描き、結果を口頭で説明できるようになることが目標になります。 本ページの並び(直感 → 数式 → 計算 → Python → 落とし穴)は、まさにこの教育的アプローチに沿っています。
視点切り替えの効果:1 つの用語を 3 通りに眺めると、自分が今どの立場で議論しているか自覚できます。 論文を読むときは ①、現場で使うときは ②、人に教えるときは ③ ── と意識的に切り替えてください。
最小二乗法(OLS) と似た用語を、使い分けの観点から並べます。違いを言語化できれば、迷いが減ります。
| 用語 | 目的 | 入力 | 出力 | 強み | 弱み |
|---|---|---|---|---|---|
| 最小二乗法(OLS) | 残差の二乗和を最小にする直線(平面)をデータに当てはめる、回帰分析のもっとも基本となる手法。 | 47 都道府県 × 約 110 変数 | 図 + 表 + 200 字レポート | 直感的、再現容易 | 小標本(n=47)の制約 |
| 相関係数 | 2 変量の同調を 1 数で要約 | x, y の 47 ペア | r ∈ [−1, +1] | シンプル | 非線形は捉えられない |
| 線形回帰 | 条件付き期待値の線形近似 | 説明変数群 | 回帰係数・予測値 | 解釈容易 | 非線形には弱い |
| ロジスティック回帰 | 2 値分類 | 説明変数群 | 確率 + 係数 | 分類問題の標準 | 線形決定境界 |
| ランダムフォレスト | 非線形分類・回帰 | 大量変数 | 予測 + 重要度 | 非線形対応 | 解釈やや難 |
最小二乗法(OLS) は 回帰モデル の中で「残差の二乗和を最小にする直線(平面)をデータに当てはめる、回帰分析のもっとも基本となる手法。」を担う基本道具です。回帰モデル の他のトピックは、この基本の応用または並列の道具にあたります。
使えます。SSDSE-A(市区町村)、SSDSE-C(年次推移)、SSDSE-D・E(個票)など、最小二乗法(OLS) の手順はそのまま適用できます。粒度(県・市・個人)に応じて n が変わるので、結果の信頼性も変わります。
SSDSE は年に 1 度更新されます。最小二乗法(OLS) のコード自体は変更不要ですが、結果(数値・図)は最新年度のものに置き換えてレポートしましょう。出典欄に「SSDSE-B-2027(仮)」と書き換えるのを忘れずに。
できます。ピボット → グラフ → 関数 で代表値や相関は出ます。ただし、再現性・履歴管理・自動化の面で Python に劣ります。学習用には Python を強く勧めます。
進めます。最小二乗法(OLS) は機械学習の「特徴量設計」と「結果解釈」の両端で必須です。AI と聞くと深層学習を連想しがちですが、SSDSE のような表形式データでは線形モデル + 最小二乗法(OLS) の組み合わせで十分実用になります。
3 つ確認します:①ファイルパス(data/raw/SSDSE-B-2026.csv)が合っているか、②エンコーディングが cp932 か、③ヘッダ 2 行目の日本語ラベルを skiprows で飛ばしたか。これで 9 割解決します。
figures/ ディレクトリが存在しない可能性があります。import os; os.makedirs('figures', exist_ok=True) を先頭に追加してください。
本ページの 12 セクションを順に読み進めるのが最短です。特に「直感 → 数式 → 計算 → Python」の 4 段が腑に落ちれば、用語の 80 % は理解できたとみなせます。
このカードを印刷し、SSDSE-B-2026 で 1 回手を動かせば、用語の「使える形」が定着します。 最小二乗法(OLS) はあくまで「残差の二乗和を最小にする直線(平面)をデータに当てはめる、回帰分析のもっとも基本となる手法。」というシンプルな考え方の道具ですので、迷ったらこの 1 行に戻ってください。