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Development of predictive models based on bigdata using statistical machine learning for red tide and fishery in the southern Kyushu

Research Project

Project/Area Number 16K07847
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Aquatic bioproduction science
Research InstitutionHiroshima Institute of Technology (2019)
Kagoshima University (2016-2018)

Principal Investigator

SHONO HIROSHI  広島工業大学, 工学部, 教授 (30344328)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大富 潤  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (10253915)
増田 育司  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (70107861)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords赤潮 / 統計的機械学習 / Elastic Net / 深層学習 / 気象データ / 八代海 / 高次元母数推定 / ビッグデータ / 赤潮予測 / スパースモデリング / ディープラーニング / 統計モデル / CPUE / シラス / クロマグロ幼魚 / 機械学習 / キビナゴ / 漁業予測
Outline of Final Research Achievements

The purpose of the present study is to obtain new knowledge through the application of statistical machine learning models for fishery and red tide prediction in the Minami Kyushu, and we conducted the following analyses:
(1) Red tide prediction in the Yatsushiro bay based on the weather data by using sparse modeling and deep learning, (2) Catch prediction for white bait in the East China Sea, (3) Catch prediction for juvenile bluefin tuna in the water close to Kagoshima, (4) Stock assessment for banded blue-sprat in Kagoshima prefecture.
As a result, we obtained the highly accurate predictive values in items (1)-(3) and the estimated absolute values of the stock in (4).

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

八代海では夏季の7-9月にシャトネラ・アンティーカによる赤潮が発生する年があり、ブリ養殖場で赤潮が発生すると、密度が低い場合でも甚大な被害が認められる。しかし、事前に赤潮の発生規模や時期などの情報が得られた場合は、餌止めをする、柵を設けるなど、被害軽減の対策を講じることが可能である。そのため、赤潮発生の有無や規模、発生日や終息日、被害金額などに関する精度の高い予測が求められている。
鹿児島近海でのシラスの来遊量予測やクロマグロ幼魚の漁獲量予測について、精度の高い予測結果は漁業者の行動選択に活用できる。鹿児島県のキビナゴ資源について、精度の高い資源の絶対量推定値は管理方策の策定に利用可能である。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (16 results)

  • [Journal Article] スパースモデリングによる赤潮の発生予測2017

    • Author(s)
      庄野宏、村田圭助、中島広樹、矢野浩一、西広海
    • Journal Title

      日本水産学会誌

      Volume: 83 Pages: 855-855

    • Related Report
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  • [Journal Article] Genetic admixture of mitten crabs in the Northeast Asia hybrid zones2017

    • Author(s)
      Kang Wei、Huang Shu、Chen Xiaowen、Wang Jun、Ohtomi Jun、Wang Chenghui
    • Journal Title

      Hydrobiologia

      Volume: 806 Issue: 1 Pages: 203-214

    • DOI

      10.1007/s10750-017-3358-1

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth and longevity of the mola carplet Amblypharyngodon mola (Cyprinidae) in the Payra River, southern Bangladesh2017

    • Author(s)
      Ahamed Ferdous、Ahmed Zoarder Faruque、Hossain Md. Yeamin、Ohtomi Jun
    • Journal Title

      Egyptian Journal of Aquatic Research

      Volume: 43 Issue: 4 Pages: 291-295

    • DOI

      10.1016/j.ejar.2017.11.002

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Complete mitochondrial genome of an undescribed gnomefish of the genus Scombrops (Teleostei, Scombropidae) from southern waters off Kyushu Island,Japan2017

    • Author(s)
      Yukako Mochizuki, Riko Yamada, Hirotoshi Shishido, Yasuji Masuda, Shizuko Nakai, Noriyuki Takai, Shiro Itoi and Haruo Sugita
    • Journal Title

      Mitochondrial DNA Part B: Resources

      Volume: 2(1) Issue: 1 Pages: 106-108

    • DOI

      10.1080/23802359.2017.1289348

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ovarian maturation, size at sexual maturity and spawning season of Parapenaeus fissuroides Crosnier, 1985 (Decapoda: Pandalidar).2016

    • Author(s)
      Farhana Zannatul. and Jun Ohtomi
    • Journal Title

      Journal of Crustacean Biology

      Volume: 36(6) Issue: 6 Pages: 815-822

    • DOI

      10.1163/1937240x-00002483

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 深層学習に基づく八代海の赤潮発生日・終息日の予測2020

    • Author(s)
      庄野 宏
    • Organizer
      2019年度愛媛大学LaMer(化学汚染・沿岸環境研究拠点)シンポジウム「赤潮研究集会」
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  • [Presentation] 深層学習を利用した気象データにも同区八代海の赤潮発生日いおよび終息日の予測2019

    • Author(s)
      庄野 宏・高杉朋孝・宮田翔也
    • Organizer
      令和元年度日本水産学会秋季大会
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  • [Presentation] 統計教育の現状と課題ーAI・数理・データサイエンス教育の導入に向けてー2019

    • Author(s)
      庄野 宏・冨山清升
    • Organizer
      九州ブロック第2回データサイエンス教育に関するシンポジウム
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  • [Presentation] 気象データに基づく八代海の赤潮発生予測2019

    • Author(s)
      庄野 宏、西 広海、高杉 朋孝、宮田 翔也、森島 義明
    • Organizer
      2018年度愛媛大学LaMer(化学汚染・沿岸環境研究拠点)シンポジウム「赤潮研究集会」
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  • [Presentation] ディープラーニングを利用した鹿児島県におけるシラス漁況予測の試み2018

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      庄野 宏、天野 裕平、櫻井 正輝
    • Organizer
      平成30年度日本水産学会秋季大会
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  • [Presentation] 気象データを利用した機械学習・深層学習による八代海の赤潮予測2018

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      庄野 宏、西 広海、高杉 朋孝、宮田 翔也、森島 義明
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      2018年度水産海洋学会研究発表大会
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  • [Presentation] 南米ペルー沖におけるイカ類の漁獲効率解析2017

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      庄野宏、大崎涼平、坂本匠、酒井光夫
    • Organizer
      平成29年度日本水産学会九州支部大会
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  • [Presentation] スパースモデリングによる赤潮の発生予測2017

    • Author(s)
      庄野宏、村田圭助、中島広樹、矢野浩一、西広海
    • Organizer
      平成29年度日本水産学会春季大会ミニシンポジウム「水産資源データ解析と統計モデル」
    • Place of Presentation
      東京海洋大学(東京都港区)
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    • Invited
  • [Remarks] researchmap(庄野 宏)

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      https://researchmap.jp/hiroshi1

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  • [Remarks] 広島工業大学教員紹介(庄野 宏)

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      http://www.it-hiroshima.ac.jp/faculty/engineering/architectural/teacher/hiroshi_shono/

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  • [Remarks] Google Scholar Citations (Hiroshi SHONO)

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      https://scholar.google.com/citations?user=6mumOA8AAAAJ&hl=ja

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  • [Remarks] ResearchGate (Hiroshi SHONO)

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      https://www.researchgate.net/profile/Hiroshi_Shono

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  • [Remarks] J-GLOBAL(庄野 宏)

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      https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200901050444949274

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  • [Remarks] 鹿児島大学研究者総覧(庄野 宏)

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      http://ris.kuas.kagoshima-u.ac.jp/html/100005537_ja.html

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  • [Remarks] researchmap(庄野 宏)

    • URL

      https://researchmap.jp/hiroshi1/

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  • [Remarks] Research Gate (Hiroshi SHONO)

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      https://www.researchgate.net/profile/Hiroshi_Shono

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  • [Remarks] 研究シーズ集(鹿児島大学産学官連携推進センター)(庄野 宏)

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      http://www.rdc.kagoshima-u.ac.jp/seeds_search/upload/17-Ev-shono-fsh.pdf

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      http://ris.kuas.kagoshima-u.ac.jp/html/100005537_ja.html

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      http://www.rdc.kagoshima-u.ac.jp/seeds_search/upload/17-Ev-shono-fsh.pdf

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  • [Remarks] Google Scholar Citations(Hiroshi SHONO)

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      http://scholar.google.co.jp/citations?user=6mumOA8AAAAJ&hl=ja&oi=ao

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  • [Remarks] 研究シーズ集(鹿児島大学産学官連携推進背エンター)(庄野 宏)

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      http://www.rdc.kagoshima-u.ac.jp/seeds_search/upload/17-Ev-shono-fsh.pdf

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  • [Remarks] J-GLOBAL(科学技術総合リンクセンター)(庄野 宏)

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      http://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200901050444949274&q=%E5%BA%84%E9%87%8E%E3%80%80%E5%AE%8F&t=0

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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