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Study on hotspot detection for large-scale spatiotemporal data

Research Project

Project/Area Number 16K16019
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Statistical science
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Ishioka Fumio  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (20510770)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords空間スキャン統計量 / エシェロン解析 / 空間集積性 / ホットスポット / クラスター検出 / shinyアプリ / ZDD / スキャン統計量 / 空間線量率 / 時空間データ
Outline of Final Research Achievements

In this study, I have established a new method for detecting spatial clusters with significantly high or low risk, called a hotspot. I have originally developed a program for hotspot detection by using “echelon analysis” that represents spatial data in a topological hierarchical structure. By further extending this method, I proposed a new method of hotspot detection to cover large-scale data or multi-dimensional data, and showed its effectiveness by application to some real data and numerical experiments. In addition, I developed software for detecting hotspot based on the echelon analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、「エシェロンスキャンに基づくホットスポット検出法」をさらに改良し、大規模空間データや多次元空間データへの適用を可能にするための一手法を提案した。これを実現させることには、近年のビッグデータ解析で力を発揮することが期待される。今後は、従来の地理情報データへの適用のみに限らず、ゲノムデータなどといった他分野への応用も可能と考える。加えて、本研究ではこれら一連の解析を行うためのソフトウェア開発にも力を注いでおり、そのソフトウェア公開による波及効果は極めて高いものと考える。

Report

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

    (27 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 7 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Hotspot Cluster Detection using Spatial Scan Statistic based on Exact Counting2019

    • Author(s)
      Fumio Ishioka, Jun Kawahara, Masahiro Mizuta, Shin-ichi Minato, and Koji Kurihara
    • Journal Title

      Japanese Journal of Statistics and Data Science

      Volume: 2 Issue: 1 Pages: 241-262

    • DOI

      10.1007/s42081-018-0030-6

    • NAID

      210000185707

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Fast Algorithm for Combinatorial Hotspot Mining Based on Spatial Scan Statistic2019

    • Author(s)
      Shin-ichi Minato, Jun Kawahara, Fumio Ishioka, Masahiro Mizuta, Koji Kurihara
    • Journal Title

      In Proceedings of the SIAM International Conference on Data Mining (SDM 2019)

      Volume: -

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of space-time clusters for radiation data using spatial interpolation and scan statistics2016

    • Author(s)
      Fumio Ishioka and Koji Kurihara
    • Journal Title

      Proceedings of COMPSTAT2016 (22nd International Conference on Computational Statistics)

      Volume: - Pages: 85-97

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of space-time clusters for radiation monitoring post data based on echelon scan statistics2016

    • Author(s)
      Fumio Ishioka and Koji Kurihara
    • Journal Title

      Proceedings of the 2016 International Conference for JSCS 30th Anniversary in Seattle

      Volume: - Pages: 77-80

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Echelon構造を利用した空間複雑性の評価2019

    • Author(s)
      梶西将司, 石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      科研費シンポジウム「空間データと災害の統計モデル」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Exact countingに基づいたホットスポットクラスターの検出について2019

    • Author(s)
      石岡文生, 川原純, 水田正弘, 湊真一, 栗原考次
    • Organizer
      北海道大学情報基盤センター萌芽型共同研究 研究集会「大規模・複雑化データに対する解析手法の多面的研究」
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of cluster detection based on hierarchical structure for geospatial data and its application2018

    • Author(s)
      Fumio Ishioka, Shoji Kajinishi, Koji Kurihara
    • Organizer
      European Conference on Data Analysis (ECDA2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cluster detection for mutli-dimensional spatial data based on hierarchical structure2018

    • Author(s)
      Fumio Ishioka, Koji Kurihara
    • Organizer
      The 23rd International Conference on Computational Statistic (COMPSTAT2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Echelon Clustering and its applications2018

    • Author(s)
      Koji Kurihara, Fumio Ishioka
    • Organizer
      7th German-Japanese Symposium on Classification
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 制限付スキャン統計量に基づく空間集積性の新たな検出手法について2018

    • Author(s)
      竹村祐亮, 石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      日本計算機統計学会 第32回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] スキャン統計量に基づく組合せホットスポット抽出を行う高速アルゴリズム2018

    • Author(s)
      湊真一, 川原純, 水田正弘, 石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      第169回アルゴリズム研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 制限付エシェロンスキャン法によるクラスター検出手法の提案2018

    • Author(s)
      竹村祐亮, 石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      日本計算機統計学会 第32回シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Cluster detection using spatial scan statistic and its new development in large-scale scanning2017

    • Author(s)
      Fumio Ishioka and Koji Kurihara
    • Organizer
      IFCS-2017 (Conference of the International Federation of Classification Societies)
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Statistical evaluation for spatial complexity based on echelon trees2017

    • Author(s)
      Koji Kurihara, Shoji Kajinishi and Fumio Ishioka
    • Organizer
      IFCS-2017 (Conference of the International Federation of Classification Societies)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Visualization for radiation monitoring post data using spatial interpolation2017

    • Author(s)
      Fumio Ishioka and Koji Kurihara
    • Organizer
      Hangzhou International Statistical Symposium
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of spatial cluster detection method based on all geographical linkage patterns2017

    • Author(s)
      Fumio Ishioka, Jun Kawahara and Koji Kurihara
    • Organizer
      IASC-ARS2017 (The Conference of the Asian Regional Section of the International Association of Statistical Computing)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 空間データに対するエシェロン解析の新たな展開について2017

    • Author(s)
      石岡文生, 川原純, 栗原考次
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会(29-共研-5004)「環境・生態データと統計解析」
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Rを用いた空間データの構造分析と集積性の検出2017

    • Author(s)
      石岡文生, 梶西将司
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会(29-共研-5005)「データ解析環境Rの整備と利用」
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] R-Shinyによる空間データの集積性検出2017

    • Author(s)
      梶西将司, 石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      北海道大学情報基盤センター萌芽型共同研究 研究集会「大規模データ科学に関する多面的研究」
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ZDDによるグラフ列挙技法を利用したホットスポット検出と空間スキャン法の性質評価2017

    • Author(s)
      石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      第38回大規模データ科学に関する研究会「複雑データ解析法に関する研究」
    • Place of Presentation
      北海道札幌市 北海道大学情報基盤センター
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] エシェロン解析を利用した空間データ分析2017

    • Author(s)
      石岡文生
    • Organizer
      第8回多摩データサイエンス研究会
    • Place of Presentation
      香川県土庄町 多摩大学小豆島セミナーハウス
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 空間疫学における集積性の検出と shiny への実装2016

    • Author(s)
      梶西将司, 石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      日本計算機統計学会 第30回シンポジウム講演論文集
    • Place of Presentation
      静岡県沼津市 プラサヴェルデ
    • Year and Date
      2016-11-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] ハビタットの空間的分割とその比較2016

    • Author(s)
      小田牧子, Saija Koljonen, 石岡文生, Petteri Alho, 水藤寛, 栗原考次
    • Organizer
      2016年度統計関連学会 連合大会
    • Place of Presentation
      石川県金沢市 金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 空間データに対するホットスポット検出手法の性質評価について2016

    • Author(s)
      石岡文生, 栗原考次, 水田正弘
    • Organizer
      2016年度統計関連学会 連合大会
    • Place of Presentation
      石川県金沢市 金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 空間情報を利用したホットスポットの検出について2016

    • Author(s)
      石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      基盤(S) 離散構造処理系プロジェクト 「2016年度 初夏のワークショップ」
    • Place of Presentation
      北海道札幌市 北海道大学 情報理工学研究科 VBL棟
    • Year and Date
      2016-06-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 空間スキャン統計量による集積性検出の新たなアプローチ2016

    • Author(s)
      石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      第35回大規模データ科学に関する研究会「大規模医療情報に対する高度統計技法の開発と可視化」
    • Place of Presentation
      北海道札幌市 北海道大学情報基盤センター
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 放射線モニタリングデータの時空間集積性に対する空間補間法の応用2016

    • Author(s)
      石岡文生, 栗原考次
    • Organizer
      統計数理研究所共同研究集会(28-共研-5004)「環境・生態データと統計解析」
    • Place of Presentation
      東京都立川市 統計数理研究所
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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