Observation matrix design based on sparse modeling beneficial to rapid data assimilation
Publicly Offered Research
| Project Area | Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling |
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| Project/Area Number |
16H01536
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長尾 大道 東京大学, 地震研究所, 准教授 (80435833)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | データ同化 / スパースモデリング / クリギング / モデル選択 / 首都圏地震観測網 / フェーズフィールド法 / 疎性モデリング / lasso / 正則化 / 非凸最適化 / 地震 / ベイズ統計学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度に開発した，スパースモデリングに基づくデータ選択アルゴリズムを実装したデータ同化テストコードに基づき，データ選択に伴うデータ同化結果への影響の検証に着手した。本検証実験においては，人工データを用いた「双子実験」の要領で進めた。まずは，真のモデルパラメータおよび初期状態を設定した上で，数値モデルによるシミュレーションによって得られた結果を擬似観測データとし，逆にモデルパラメータや初期状態は未知であるとしてデータ同化を実施した。
研究代表者の研究室に所属する大学院生が，データ同化テストコードを並列計算機へ投入し，データ選択を行わない通常のデータ同化の場合，およびスパースモデリングによるデータ選択を実施した場合について双子実験を実施した。両者の双子実験について，計算時間を比較すると共に，特に正則化パラメータの値が，選択されるデータ点および得られる結果へどのように影響するかについて，慎重に吟味した。得られた成果について，本新学術領域研究の領域会議において発表した。
このようにして，開発したデータ同化コードの十分な検証実験を終えた後，最後に新規アルゴリズムを導入したデータ同化手法の実問題への応用として，地震動イメージング法への実装，長尾がフェーズフィールド法への実装に取り組んだ。前者については，首都圏地震観測網で得られた実際の地震データを用いることにより，データ選択による効果について検証した。また後者については，マルテンサイト組織における相変態をターゲットとし，実在の構造材料組織のパラメータならびに内部状態の推定問題への適用を試みた。これらの成果は，2018年米国物理学協会大会，米国地球物理学連合2017年秋季大会，および本新学術領域研究の領域会議で発表した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
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[Presentation] 地震研究に貢献する統計科学2016
Author(s)
長尾 大道
Organizer
2016年度 統計関連学会連合大会 市民講演会
Place of Presentation
石川県教育会館（石川県金沢市）
Year and Date
2016-09-04
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Invited
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