Java 8 Streams множественная группировка по

Чтобы сократить формулировку проблемы до меньшего блока, можно воспользоваться другим подходом, который вы можете изучить - это проанализировать температуру yearly и вычислить для них дельту, а затем ее обработать average. Однако это должно быть сделано для всех значений типа Map<Integer, Double> внутри внутреннего Map в вашем вопросе. Это выглядело бы примерно так:

Map<Integer, Double> unitOfWork = new HashMap<>(); // innermost map you've attained ('yearToAverageTemperature' map)
unitOfWork = unitOfWork.entrySet()
        .stream()
        .sorted(Map.Entry.comparingByKey())
        .collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, Map.Entry::getValue, (e1, e2) -> e1, LinkedHashMap::new));
// the values sorted based on the year from a sorted map
List<Double> srtedValPerYear = new ArrayList<>(unitOfWork.values());
// average of deltas from the complete list 
double avg = IntStream.range(0, srtedVal.size() - 1)
        .mapToDouble(i -> (srtedVal.get(i + 1) - srtedVal.get(i)))
        .average().orElse(Double.NaN);

Отметим далее, что это всего лишь среднее значение одной записи City для <Year, AverageTemperature>, вам придется перебирать весь ваш набор ключей City, а также весь ваш набор ключей Country, чтобы исчерпывающе определить такие средние значения.

Дальнейшее преобразование этой единицы работы в метод, перебор всей карты карт, это может быть выполнено следующим образом:

// The average of all cities in a country is the average of a country.
AtomicReference<Double> countryValAvg = new AtomicReference<>(0.0);
countriesMap.forEach((country, cityMap) -> {
    // The average of all these deltas is the average annual temperature delta for a city.
    AtomicReference<Double> cityAvgTemp = new AtomicReference<>((double) 0);
    cityMap.forEach((city, yearMap) -> cityAvgTemp.set(cityAvgTemp.get() + averagePerCity(yearMap)));
    double avgAnnualTempDeltaPerCity = cityAvgTemp.get() / cityMap.size();

    countryValAvg.set(countryValAvg.get() + avgAnnualTempDeltaPerCity);
});
System.out.println(countryValAvg.get() / countriesMap.size());

где averagePerCity - метод, выполняющий следующие

double averagePerCity(Map<Integer, Double> unitOfWork) {
    unitOfWork = unitOfWork.entrySet()
            .stream()
            .sorted(Map.Entry.comparingByKey())
            .collect(Collectors.toMap(Map.Entry::getKey, Map.Entry::getValue, (e1, e2) -> e1, LinkedHashMap::new));
    List<Double> srtedVal = new ArrayList<>(unitOfWork.values());
    return IntStream.range(0, srtedVal.size() - 1)
            .mapToDouble(i -> (srtedVal.get(i + 1) - srtedVal.get(i)))
            .average().orElse(Double.NaN);
}

Примечание: В приведенном выше коде могут отсутствовать проверки, это просто для того, чтобы дать представление о том, как всю проблему можно разбить на более мелкие части, а затем решить.

Редактировать1: Какой можно было бы улучшить дальше, как:

// The average of all cities in a country is the average of a country.
AtomicReference<Double> countryValAvg = new AtomicReference<>(0.0);
countriesMap.forEach((country, cityMap) -> {
    // The average of all these deltas is the average annual temperature delta for a city.
    double avgAnnualTempDeltaPerCity = cityMap.values()
            .stream()
            .mapToDouble(Quick::averagePerCity) // Quick is my class name
            .average()
            .orElse(Double.NaN);
    countryValAvg.set(countryValAvg.get() + avgAnnualTempDeltaPerCity);
});
System.out.println(countryValAvg.get() / countriesMap.size());

Редактировать2: И далее в

double avgAnnualTempDeltaPerCity = countriesMap.values().stream()
        .mapToDouble(cityMap -> cityMap.values()
                .stream()
                .mapToDouble(Quick::averagePerCity) // Quick is my class name
                .average()
                .orElse(Double.NaN))
        .average().orElse(Double.NaN);