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スパースモデリングによる地震発生予測のための地殻活動データからの情報抽出

Publicly Offered Research

Project AreaInitiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
Project/Area Number 16H01564
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

中田 令子  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 特任技術研究員 (00552499)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsスパースモデリング / 余効すべり / スロースリップイベント / 測地 / 地震 / 地殻変動 / L1正則化
Outline of Annual Research Achievements

2011年東北地方太平洋沖地震(M9.0)の余効すべり分布、特にすべり域と固着域との境界の位置をより詳細に、例えば20km程度の空間分解能で把握するため、スパースモデリングの一種である既存の数理モデルgeneralized fused lasso(一般化結合正則化)を、地殻変動観測データに適用した。同手法を用いて豊後水道での長期的スロースリップイベントのすべり域を解析したところ、すべり域の境界ではすべり量が急変することが明らかになった。このときは、Leave-one-out cross validationによる予測誤差が最小となるハイパーパラメタを用いて得られた解を最適解としていた。しかし、豊後水道長期的スロースリップイベントの解析対象領域に比べて、東北地震の余効すべりでは千葉県沖から青森県沖にかけての広範囲を解析する必要がある。そのため、要素数は約2倍、観測データ数は約4倍になり、問題規模が大きすぎて、計算にかなりの時間を要した。そこで、近似的にハイパーパラメタ探索を行う方法を用いた数値実験を行った。具体的には、近似手法の一種であるLassoのLeave-one-out cross validation誤差の半解析解を用いた数値実験を行い、このアルゴリズムの妥当性を確認した。その結果をもとに解像度を調べたところ、陸寄りの地域では元のすべり分布を再現できるが、沖合(浅部)でのすべりには解像度がなくなることがわかった。さらに、実データには、水平または上下動成分しかデータが存在しない海域観測点も含まれるので、海域観測点の欠測成分をどのように扱うか検討が必要であることが分かった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Discontinuous boundaries of slow slip events beneath the Bungo Channel, southwest Japan2017

    • Author(s)
      Ryoko Nakata, Hideitsu Hino, Tatsu Kuwatani, Shoichi Yoshioka, Masato Okada, Takane Hori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 6129-6129

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06185-0

    • NAID

      120007128835

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 疎性モデリングで得られた豊後水道長期的スロースリップイベントのすべり分布2017

    • Author(s)
      中田 令子、日野 英逸、桑谷 立、吉岡 祥一、岡田 真人、堀 高峰
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 疎性モデリングを用いたスロー地震のインバージョン-Fused Lassoの適用2016

    • Author(s)
      中田 令子・日野 英逸・桑谷 立・岡田 真人・堀 高峰
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2016-05-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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