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大規模混合分布モデルによるプラズマ粒子速度分布の構造検出

Research Project

Project/Area Number 13780179
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Statistical science
Research InstitutionSapporo Gakuin University

Principal Investigator

中村 永友  札幌学院大学, 経済学部, 助教授 (70207900)

Project Period (FY) 2001 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2002: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2001: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords混合分布モデル / プラズマ粒子速度 / Maxwell分布 / 切断分布 / プラズマ粒子速度分布
Research Abstract

人工衛星により観測されたプラズマ粒子速度データに対して混合分布モデルによる分析を行なった.このデータは基本的に,データ自身の問題と,モデル適用上の問題が存在する.まず前者は,(1)離散の値(極座標値)+実数値の重み(擬頻度)という形式のデータである,(2)高速と速度0付近の粒子が観測不能であるため分布が切断されている,また計測器が仰角俯角方向±75の範囲でしか計測できないため,上下方向も観測不能である,(3)部分的にゆがんだ分布がある,(4)ノイズでない拡散粒子の存在,(5)データ数(粒子数)は数千から数万と大規模データセットであること,(6)データ形式が本来極座標形式の方角データ(directional data)であることなどが挙げられる.後者は,以上のデータの性質を受けて,成分分布の選定の問題,方角データを基礎とする分布(Fisher分布,Kent分布など)の混合やロバスト化・skew化,最も重要な成分分布数の推定問題,などが挙げられる.このデータ解析において従来手法をストレートに適用した結果が,すでに発行されている.しかし,より厳密な解析を行なう場合には様々な工夫が必要となってくる.
本年度は,これら多数の問題のうち,(2)の観測不能領域に対する検討を行った.まず,1次元の正規分布において観測不能領域を含むモデリングをして正確なパラメタ推定を行うための方法を提案した.このモデルを混合分布モデルに拡張し,同様に各パラメタの正確な推定を実現した.現在は,この1次元のモデルを多次元に拡張し実データヘ適用を行っているところである.
これまで統計科学であまり扱うことのなかったデータであるので,研究計画を提出した時点より様々な問題点やそれに対するアイディアがいくつも出はじめている.例えば仮定する混合分布モデルを進化させて,成分パラメタの時系列的扱い,およびベイズ的扱いが,より実際のデータ解析上有用ではないかと思いはじめている.近い将来この検討を進め予定である.

Report

(2 results)
  • 2002 Annual Research Report
  • 2001 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All Other

All Publications (7 results)

  • [Publications] Ueno G., N.Nakamura et al.: "Application of multivariate Maxwellian mixture model to plasma velocity distribution"Progress in Discovery Science, Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag. 2281. 372-383 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Ueno G., N.Nakamura et al.: "Application of Multivariate Maxwellian Mixture Model to Plasma Velocity Distribution""Progresses in Discovery Sience, Final Report of the Japanese Discovery Science Project," Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag. 382-383 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Ueno G., N.Nakamura et al.: "Application of multivariate Maxwellian mixture model to plasma velocity distribution function"Journal of Geophysical Research. 106. 25655-25672 (2001)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Ueno G., N.Nakamura et al.: "Separation of Photoelectrons via Multivariate Maxwellian Mixture Model"The proceedings of The Forth International Conference on Discovery Science, Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag. 2226. 470-475 (2001)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Genta Ueno, Nagamoto Nakamura, Tomoyuki Higuchi: "Separation of Photoelectrons via Multivariate Maxwellian Mixture Model"The proceedings of The Forth International Conference on Discovery Science, Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag. 2226. 470-475 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Genta Ueno, Nagamoto Nakamura, Tomoyuki Higuchi, others.: "Application of multivariate Maxwellian mixture model to plasma velocity distribution function"Journal of Geophysical Research. 106. 25655-25672 (2001)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Genta Ueno, Nagamoto Nakamura, Tomoyuki Higuchi, others.: "Application of Multivariate Maxwellian Mixture Model to Plasma Velocity Distribution"S. Arikawa and A. Shionhara eds., "Progresses in Discovery Sience, Final Report of the Japanese Discovery Science Project," Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag. 382-383

    • Related Report
      2001 Annual Research Report

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Published: 2001-04-01   Modified: 2016-04-21  

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