地震発生パターンの変化をとらえる統計モデルの構築

• Project/Area Number: 13J09620
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Statistical science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 近江 崇宏 東京大学, 生産技術研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,320,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 地震活動 / 余震活動 / 確率予測 / 点過程 / ベイズ統計 / 地震 / 統計的予測

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は時事刻々変動する地震発生パターンの変動をとらえるための統計モデルの構築及び、それを用いた地震活動の確率予測の精度向上を目的としている。特にここでは、活動が大きくばらつく大きな地震後の余震活動に焦点を当て、より迅速にモデルを推定し、精度の高い予測を行うための手法の構築を行ってきた。特に昨年度までに、統計的な手法の開発及びその有効性の実データを用いた検証を行ってきたが、今年度では、それらの手法の拡張及び、より実際的な状況での手法の有効性の検証を行った。
通常の地震活動の研究では、専門家によって決められた地震発生データが用いられている。これらのデータは質が高い一方で、人の手によって決められているので編集に長い時間を要するという問題がある。実際に余震活動の予測を行う際には、そのリアルタイムに利用可能である、コンピュータによって自動決定された地震発生データを用いる必要があるが、そのような自動処理されたデータは一般には人の手によって決められたデータに比べると一般的には質が低い。例えば自動処理されたデータは欠損があったり、決定誤差が大きいといった問題が存在する。しかしながら、これまでそのようなリアルタイムデータに基づいた予測の性能は、その実用的な重要性にかかわらず、明らかになっていない。そこで今年度は、防災科学技術研究所、統計数理研究所、筑波大学と共同で防災科学技術研究所のHi-netによってリアルタイムに自動決定された地震発生データを用いて、より現実的な状況下での我々の手法の予測性能の評価を行った。その結果、特にマグニチュードが大きな余震の予測の際には、人の手によって決められた質の高い気象庁のデータベースを用いたときとほぼ同様の予測性能があることを明らかにした。この研究成果は現在論文誌に投稿中である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Intermediate-term forecasting of aftershocks from an early aftershock sequence: Bayesian and ensemble forecasting approaches (2015)
  • Author(s): Omi, T., Ogata, Y., Hirata, Y. and Aihara, K.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Solid Earth Volume: 120 Issue: 4 Pages: 2561-2578
  • DOI: 10.1002/2014jb011456
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Intermediate-term forecasting of aftershocks from an early aftershock sequence: Bayesian and ensemble forecasting approaches (2015)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Yoshito Hirata, & Kazuyuki Aihara
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Solid Earth Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimating the ETAS model from an early aftershock sequence (2014)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Yoshito Hirata, & Kazuyuki Aihara
  • Journal Title: Geophysical Research Letters Volume: 41 Issue: 3 Pages: 850-857
  • DOI: 10.1002/2013gl058958
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Forecasting large aftershocks within one day after the main shock (2013)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Yoshito Hirata, & Kazuyuki Aihara
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 3 Pages: 2218-2218
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 余震活動の確率予測：ベイズ統計を用いたアプローチ (2016)
  • Author(s): 近江崇宏
  • Organizer: 科研費シンポジウム「統計学と機械学習における数理とモデリング」
  • Place of Presentation: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都）
  • Year and Date: 2016-02-21
• [Presentation] ベイズ統計による余震活動の確率予測 (2015)
  • Author(s): 近江崇宏
  • Organizer: 数理モデリング研究会 in 滋賀
  • Place of Presentation: 湖邸滋びわこくらぶ（滋賀県）
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] Hi-net 自動処理震源カタログを用いた余震活動の確率予測２ (2015)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、汐見勝彦、Bogdan Enescu、澤崎郁、合原一幸
  • Organizer: 日本地震学会2015年度秋季大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県）
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Presentation] Aftershock forecasting by using the Hi-net automatic hypocenter catalog in Japan (2015)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Katsuhiko Shiomi, Bogdan Enescu, Kaoru Sawazaki, and Kazuyuki Aihara
  • Organizer: 2015 SCEC annual meeting
  • Place of Presentation: Hilton Palm Springs, California (USA)
  • Year and Date: 2015-09-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hi-net 自動処理震源カタログを用いた余震確率予測 (2015)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、汐見勝彦、Bogdan Enescu、澤崎郁、合原一幸
  • Organizer: 第6回研究集会"日本における地震発生予測検証実験(CSEP-Japan) "
  • Place of Presentation: 統計数理研究所（東京都）
  • Year and Date: 2015-07-23
• [Presentation] Toward automatic aftershock forecasting in Japan (2015)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Katsuhiko Shiomi, Bogdan Enescu, Kaoru Sawazaki, and Kazuyuki Aihara
  • Organizer: 9th International Workshop on Statistical Seismology
  • Place of Presentation: Potsdam (Germany)
  • Year and Date: 2015-06-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 余震予測における不確定性 (2015)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県）
  • Year and Date: 2015-05-24
• [Presentation] ベイズ統計を用いた余震活動の確率予測 (2015)
  • Author(s): 近江崇宏
  • Organizer: 香川大学非線形研究会2015
  • Place of Presentation: 香川県、香川大学
  • Year and Date: 2015-03-03
• [Presentation] 地時空間ETASモデルを用いた余震活動の確率予測 (2014)
  • Author(s): 近江崇宏、Maximillian J. Werner、尾形良彦、合原一幸
  • Organizer: 空間データと災害の統計モデル
  • Place of Presentation: 福岡県、アクロス福岡
  • Year and Date: 2014-12-22
• [Presentation] ベイズ統計に基づく余震活動の確率的予測 (2014)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Organizer: 2014年度統計関連学会連合大会
  • Place of Presentation: 東京都、東京大学
  • Year and Date: 2014-09-15
• [Presentation] Adaptive forecasting of aftershock activity after the main shock (2014)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Yoshito Hirata, & Kazuyuki Aihara
  • Organizer: European Geophysical Union General Assembly 2014
  • Place of Presentation: Austria Center Vienna, Austria
  • Year and Date: 2014-04-28
• [Presentation] 大きな地震後の余震の確率予測 (2014)
  • Author(s): 近江崇宏
  • Organizer: 数理科学の展開とその社会応用
  • Place of Presentation: 香川県、香川大学
  • Year and Date: 2014-01-14
  • Invited
• [Presentation] A statistical framework for forecasting aftershock probability from data of incompletely detected aftershocks (2013)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Yoshito Hirata, & Kazuyuki Aihara
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Innovative Mathematical Modelling
  • Place of Presentation: The University of Tokyo Japan.
  • Year and Date: 2013-11-15
• [Presentation] 経験ベイズ法を用いた観測漏れのある地震時系列の解析、及びリアルタイム余震予測への応用 (2013)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Organizer: 第16回情報論的学習理論ワークショップ
  • Place of Presentation: 東京都、東京工業大学
  • Year and Date: 2013-11-12
• [Presentation] ETASモデルを用いた本震後の余震の確率予測 (2013)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Organizer: 日本地震学会2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 神奈川県、神奈川県民ホール・産業貿易センター
  • Year and Date: 2013-10-08
• [Presentation] 状態空間法を用いた欠損のある地震時系列のモデリング (2013)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Organizer: 2013年度統計関連学会連合大会
  • Place of Presentation: 大阪府、大阪大学
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] Estimating the statistical models of earthquake occurrences from the data of incompletely detected earthquakes (2013)
  • Author(s): Takahiro Omi, Yosihiko Ogata, Yoshito Hirata, & Kazuyuki Aihara
  • Organizer: the 8th International Workshop on Statistical Seismology
  • Place of Presentation: Peking University, China.
  • Year and Date: 2013-08-13
• [Presentation] 地震の検出率を考慮した本震直後の余震の確率予測 (2013)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Organizer: 第4回研究集会"地震活動の評価に基づく地震発生予測システム 東北地方太平洋沖地震前後の地震発生予測"
  • Place of Presentation: 東京都、東京大学地震研究所
  • Year and Date: 2013-07-12
• [Presentation] 地震検知の不完全性を考慮に入れた統計モデルの推定 (2013)
  • Author(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年連合大会
  • Place of Presentation: 千葉県、幕張メッセ
  • Year and Date: 2013-05-21
• [Remarks] ホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/omitakahiro/
• [Remarks]
  • URL: https://sites.google.com/site/omitakahiro/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許権 (2013)
  • Inventor(s): 近江崇宏、尾形良彦、平田祥人、合原一幸
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2013-05-09