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AI — 公式の種別は、交付税の算定に使う施設延長で読めるのか

読める。係留・外郭施設延長だけで、 多数派ベースラインを macro-F1 で 0.233 上回った。

種別は法令上「利用範囲」で定義されており、施設の大きさでは決まらない。それでも施設延長だけで合格ラインを越えたので、種別と施設延長は強く結びついている。

施設延長は、施設の実際の長さではない。国土数値情報(漁港データ)のメタデータは、この二つの属性を次のように説明している —— 「なお、本データの属性「外郭施設延長」「係留施設延長」は普通交付税算定基準(普通交付税に関する省令第5条)に基づく数値であり、実際の施設延長数値とは異なる。」。 最初の版(2026-09-14)はこれを読まずに「施設の規模」と呼び、 さらに施設延長 0 を値として学習していた。0 は八戸(特定第3種)にも付いていて、 青森県・岩手県に固まる欠測の印である。2026-09-15 に 0 の港を外して学習し直すと、最初の版の答え「読めない」(多数派との差 0.128)は「読める」(差 0.233)に変わった。 合格ライン・予想の文面・手順は変えていない。

対象 2,533 港(施設延長のある港だけ。無い港と 0 の港は外した)/ 種別: 水産庁 漁港一覧(令和8年4月1日現在) / 施設延長: 国土数値情報 漁港データ C09-06(平成18年度)

比べたモデル

同じ層化 5 分割 × 5 反復の交差検証で比べた。 値はすべてその港を学習に使っていないモデルの答え(分割外予測)から出している。 種別の偏りは全モデルで同じ重みで補正し、ハイパーパラメータは調整していない。 特定第3種は 12 港しかないので、指標は正解率ではなく macro-F1 にした。

モデルmacro-F1第1種
再現率
第2種
再現率
第3種
再現率
特定第3種
再現率
第4種
再現率
多数派(常に第1種と答える)0.168 ± 0.0001.0000.0000.0000.0000.000
ロジスティック回帰 — 施設延長だけ0.400 ± 0.0020.7580.3140.5980.7330.276
ロジスティック回帰 — 施設延長+属性 出荷0.468 ± 0.0040.7260.5250.6270.6000.465
勾配ブースティング — 施設延長+属性0.421 ± 0.0120.8630.5180.3690.1500.183
ニューラルネット MLP — 施設延長+属性0.458 ± 0.0040.7360.5570.6060.4670.409
ロジスティック回帰 — 管理者区分だけ(陽性対照) 出荷しない0.217 ± 0.0010.8530.0000.0000.0670.878

± は反復 5 回の macro-F1 の標準誤差。

ニューラルネットを出すかどうか

ニューラルネット(MLP)は、非ニューラルネットで最良のロジスティック回帰 — 施設延長+属性1 標準誤差を超えて上回ったときだけ出す、と実測の前に決めた。 結果は 上回らなかったので、 地図の各港の AI 欄には ロジスティック回帰 — 施設延長+属性の答えを出している(公式の種別と一致したのは 67.2%)。

ただし交差検証の反復は「分割」のばらつきしか見ていない。そこで同じ分割のまま MLP の初期化の乱数だけを 5 通りに替えて測った。 線(0.473)を越えたのは 0 通り (乱数 1: 0.463 / 乱数 2: 0.446 / 乱数 3: 0.440 / 乱数 4: 0.465 / 乱数 20260914: 0.458)で、どの乱数でも線を越えなかったので、ニューラルネットを出さない判断は乱数によって変わらない。

実測の前に書いた予想と、その結果

予想の文面は測る前に仕様書へ書き、測った後に変えていない。外れたものも外れたと書く。

ID予想観測結果
E1規模だけのロジスティック回帰は、多数派ベースラインの macro-F1 を上回る規模だけ LR 0.400 / 多数派 0.168成立
E2第4種の再現率は、規模だけより属性を足したほうが高い第4種の再現率 規模だけ 0.276 → 属性あり 0.465成立
E3特定第3種は第3種と取り違えられやすい特定第3種の誤りの最頻先 = 3(誤り 24 件中 第3種 22 件、logistic_full・5 反復の合算)成立
E4MLP は勾配ブースティングを 1 標準誤差を超えて上回らないMLP 0.458 / 勾配ブースティング 0.421 ± 0.012不成立
E5管理者区分だけを特徴にすると、第3・第4種の再現率が規模だけより高い再現率 管理者区分だけ 第3種 0.000・第4種 0.878 / 規模だけ 第3種 0.598・第4種 0.276不成立

測って分かったこと

この AI が言っていないこと

出荷したモデルの取り違え

行が公式の種別、列が ロジスティック回帰 — 施設延長+属性 の答え。5 反復の合算なので、各港が 5 回数えられている。

公式 \ 推定第1種第2種第3種特定第3種第4種
第1種6,6311,53111611841
第2種4311,33142936308
第3種01133013828
特定第3種0222360
第4種46130700214

似た港とクラスタ

施設延長と属性を標準化した距離で、各港に近い 10 港を出している(対象 2,533 港)。似ているかどうかに外部の正解は無いので、 特徴に入れていない公式の種別が近傍でどれだけ一致するかで確かめた。

近傍の選び方第1種第2種第3種特定第3種第4種平均(macro)
出荷した近傍(施設延長+属性 12 特徴)0.8270.3970.2650.1500.1390.356
施設延長 2 特徴だけの近傍0.8400.3910.2500.1080.0760.333
無作為に選んだ港(閉じた式)0.7210.2000.0380.0040.0360.200

出荷した近傍の一致は無作為を 0.156 上回り、実測の前に決めた線(0.10)を越えた。 ただし施設延長だけで選んだ近傍と、上位 10 港のうち平均 7.6% しか重ならない何を似ているとみなすかで答えが大きく変わるので、港の AI タブでも使った特徴と一緒に出している。

クラスタ

k-means の群を「港の型」と呼ぶには、実測の前に 4 つの条件を決めた —— 並べ替えた帰無より silhouette が 0.05 以上高い・初期化の乱数を替えても同じ群になる(ARI 0.80 以上)・ 8 割の部分標本でも同じ群になる(同)・一つの印で切った 2 群と同じではない(ARI 0.80 未満)。

ksilhouette帰無乱数替え ARI 最小部分標本 ARI 最小いちばん重なる印(ARI)判定
30.2090.1480.9980.995海岸保全区域(◎)(0.667)満たす
40.2280.1490.8310.510海岸保全区域(◎)(0.635)満たさない
50.1950.1620.4920.493海岸保全区域(◎)(0.313)満たさない
60.2320.1710.5110.504半島(0.325)満たさない
70.2510.1870.5570.418半島(0.260)満たさない
80.2420.1800.4310.385海岸保全区域(○)(0.221)満たさない

条件を満たしたのは k=3 だけだった。ただしこの群は 海岸保全区域(◎)の有無と ARI 0.667 で重なる。線(0.80)の内側ではあるが、群の多くはこの一つの印で説明がつく。下に中身を並べる。

中身を読むと、群を分けているのは施設延長ではなく印だった。係留施設延長の中央値は群どうしでほとんど変わらない。有人国境離島と海岸保全区域(◎)の二つの印の組み合わせで切った分割と比べると ARI は 0.980 になる。 この値は群を読んだ後に測ったもので、判定には使っていない —— 実測の前に書いた条件は「一つの印で切った 2 群」しか見ておらず、 二つの印で切れる場合を覆っていなかった。

係留施設延長の中央値種別の内訳印の割合(50% 以上)
1565487 m第1種 367 / 第2種 142 / 第3種 37 / 特定第3種 4 / 第4種 15海岸保全区域(◎) 100%
21,593362 m第1種 1171 / 第2種 328 / 第3種 53 / 特定第3種 8 / 第4種 33海岸保全区域(○) 76%
3375352 m第1種 288 / 第2種 37 / 第3種 6 / 第4種 44離島 78% / 有人国境離島 99% / 海岸保全区域(○) 58%