8-7. dive_parameter_analysis

plot_DTでは、深度と水温の時系列グラフを生成してデータの全体像を視覚化しました。これにより、データの傾向や異常値を事前に確認することが可能です。一方、本コードは、海棲哺乳類やウミガメのような肺呼吸動物の深度データをもとに、個々の潜水に関する情報(潜水パラメーター)を自動で抽出することができ、潜水行動を定量的に評価するうえで有効なツールです。

本コードでは、指定した深度の閾値を超えるデータポイントを潜水開始とみなし、深度の増減パターンを分析して潜水底部の開始・終了を特定します。その後、
深度が再び閾値未満になった時点を潜水終了とします。これに基づき、以下の潜水パラメーターを計算します。また、最小潜水時間を設定することで短時間の潜水を除外します。これを繰り返してデータ全体を処理します。これにより、データ解析者は潜水データを効率的に解析し、必要な行動パラメーターや統計情報を容易に取得できます。

潜水パラメーター

・dive_id: 各潜水の通し番号
・dive_start: 潜水開始日時 (UTC時刻)
・dive_end: 潜水終了日時 (UTC時刻)
・dive_duration: 潜水時間(分)
・max_depth: 潜水中の最大潜水深度 (m)
・bottom_start: 潜水底部の開始時刻 (UTC時刻)
・bottom_end: 潜水底部の終了時刻 (UTC時刻)
・bottom_dur: 潜水底部時間(分)
・number_bottom_ascents: 潜水底部での上昇回数

実行方法

プログラム(dive_parameter_analysis.py)とデータ(data_dt.csv)をダウンロードして、Pythonのプロンプト上でそれらを保存したディレクトリに移動して、以下のコマンドを実行します。

python dive_parameter_analysis.py

ファイル名(data_dt)を入力すると深度の時系列図が表示され、フォルダ内に画像ファイル(depth_profile_plot.png)として保存されます。

潜水開始・終了の閾値となる深度 (m) を入力し、潜水時間の最小値 (分) を入力します。ここでは、潜水開始・終了の閾値(5 m)、潜水時間の最小値 (5分) を入力しています。これらの閾値は対象種や使用するロガーに応じて適宜変更して使用してください。潜水ごとに上記の潜水パラメーターを算出して、同じフォルダ内にCSVファイル(dive_parameters.csv)が保存されます。

潜水データのファイル名を入力してください(.csv拡張子は省略可): data_dt
潜水開始・終了の閾値となる深度 (m) を入力してください: 5
潜水時間の最小値(分)を入力してください: 5
潜水回数: 14
max_depth (最小): 294.5
max_depth (最大): 893.0
max_depth (平均): 537.3928571428571
max_depth (中央値): 531.0
max_depth (標準偏差): 168.27783557276624
dive_duration (最小): 12.833333333333334
dive_duration (最大): 41.7
dive_duration (平均): 32.021428571428565
dive_duration (中央値): 33.849999999999994
dive_duration (標準偏差): 7.173370235617323
bottom_dur (最小): 9.716666666666667
bottom_dur (最大): 34.95
bottom_dur (平均): 24.255952380952376
bottom_dur (中央値): 24.383333333333333
bottom_dur (標準偏差): 6.599124544187264
number_bottom_ascents (最小): 25
number_bottom_ascents (最大): 87
number_bottom_ascents (平均): 50.785714285714285
number_bottom_ascents (中央値): 49.5
number_bottom_ascents (標準偏差): 20.468281546103213
グラフを 'depth_profile_plot.png' および 'dive_parameters_boxplot.png' に保存しました。

さらに潜水パラメーターの統計量および箱髭図が表示され、フォルダ内に画像ファイル(dive_parameters_boxplot.png)として保存されます。

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