時空間変動を考慮した魚類の生息環境評価システムに関する基礎研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21780225
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 福田 信二 九州大学, 熱帯農学研究センター, 助教 (70437771)
• Keywords: 生息場選好性 / 生物分布モデル / 計算知能 / 遺伝的ファジィシステム / 生息環境評価・予測 / 不確実性 / 日周性 / 農業農村環境

Research Abstract

本研究は、時空間的要素(季節や場所など)に影響を受ける魚類の生息場選好性を良好に再現可能な数理モデルを開発することを目的とする。具体的には、遺伝的ファジィシステムなどに代表されるハイブリッド型人工知能技術を援用することにより、対象魚であるメダカの生態学的な特徴をモデルに反映する。本年度は、昨年度に引き続き、最適化手法の検討や生息場選好性モデルの一般性に関する数値解析を継続した。結果として、モデル構築に利用するデータの質的要素(データ数やPrevalence等)から強く影響を受けることが明らかになった。これに基づいて、データの質的要素の影響を考慮したHSIモデルを構築したところ、メダカの生息場選好性を評価する際に、メダカの生態学的特徴を反映することの有効性が支持された。また、生息環境条件をコントロール可能な室内開水路においてメダカの生息場選好性実験を実施した。本実験では、赤外線カメラを使用し、メダカの行動を一昼夜撮影した。その結果、メダカの生息場選好性の日周性が定量的に評価できた。以上に加え、GIS情報を利用した広域的な生息分布評価に関するモデリング研究も開始した。結果として、標高等の物理環境や水田面積等の土地利用および水路の構造等を変数とすることにより、対象生物の分布を良好な精度で再現できることが明らかになった。最終年度には、これまでの成果を統合し、対象種の生態学的特徴を考慮した汎用性の高い生息場選好性モデルの構築を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Effect of model formulation on the optimization of a genetic Takagi-Sugeno fuzzy system for fish habitat suitability evaluation (2011)
  • Author(s): Fukuda, S., De Baets, B., Mouton, A. M., Waegeman, W., Naka j ima, J., Mukai, T., Hiramatsu, K., Onikura, N.
  • Journal Title: Ecological Modelling Volume: 222 Pages: 1401-1413
• [Journal Article] Application of fuzzy neural network model to evaluate habitat preference of Japanese medaka (Oryzias latipes) (2011)
  • Author(s): Fukuda, S.
  • Journal Title: Proceedings of the IFSA2011 Volume: (掲載決定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HSIモデルを用いたメダカの生息場選好性評価におけるデータ形式およびカテゴリー化手法の影響 (2011)
  • Author(s): 福田信二, 増田慎也, 平松和昭, 原田昌佳
  • Journal Title: 農業農村工学会論文集 Volume: (掲載決定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Discussion on The Accuracy-Complexity Relationship in Modelling Fish Habitat Preference Using A Genetic Takagi-Sugeno Fuzzy System (2011)
  • Author(s): Fukuda, S., De Baets, B., Waegeman, W., Mouton, A.M., Nakajima, J., Mukai, T., Onikura, N.
  • Journal Title: Proceedings of the SSCI GEFS 2011 Volume: (掲載決定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The effects of weight decay backpropagation on the fuzzy neural network model-based habitat evaluation for Japanese medaka (Oryzias latipes) (2010)
  • Author(s): Fukuda, S.
  • Journal Title: Bulletin of the Institute of Tropical Agriculture, Kyushu University Volume: 33(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Genetic Takagi-Sugeno Fuzzy System for Fish Habitat Preference Modelling (2010)
  • Author(s): Fukuda, S., Onikura, N., De Baets, B., Waegeman, W, Mouton, AM., Nakajima, J., Mukai, T.
  • Journal Title: Proceeding of the NaBIC2010 Pages: 281-286
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of Data Quality on Habitat Preference Evaluation for Japanese Medaka (Oryzias Latipes) using A Simple Genetic Fuzzy System (2010)
  • Author(s): Fukuda, S.
  • Journal Title: 2010 IEEE International Conference on Fuzzy Systems Pages: 1231-1237
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The application of entropy for detecting behavioural responses in Japanese medaka (Oryzias latipes) exposed to different toxicants (2010)
  • Author(s): Fukuda, S., Kang, I.J., Moroishi, J., Nakamura, A.
  • Journal Title: Environmental Toxicology Volume: 25 Pages: 446-455
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 生息環境評価におけるモデルの複雑性と再現性に関する一考察-ファジィ生息場選好性モデルを例にして- (2010)
  • Author(s): 福田信二, Bernard De Baets, 鬼倉徳雄, 中島淳, 向井貴彦
  • Organizer: 応用生態工学会福岡2010
  • Place of Presentation: 福岡県福岡市
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] 遺伝的ファジイシステムを援用したモツゴの生息環境情報の抽出 (2010)
  • Author(s): 福田信二, Bernard De Baets, 鬼倉徳雄, 中島淳, 向井貴彦
  • Organizer: 農業農村工学会九州支部第91回講演会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市
  • Year and Date: 2010-10-19
• [Presentation] メダカ(Oryzias latipes)の生息場予測におけるHSIモデルのtransferabilityの評価 (2010)
  • Author(s): 増田慎也, 福田信二, 平松和昭, 原田昌佳
  • Organizer: 農業農村工学会九州支部第91回講演会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市
  • Year and Date: 2010-10-19
• [Presentation] ファジィ生息場選好性モデルを用いた九州北西部におけるモツゴの生息環境評価 (2010)
  • Author(s): 福田信二, Bernard De Baets, 鬼倉徳雄, 中島淳, 向井貴彦
  • Organizer: 応用生態工学会 第14回札幌大会
  • Place of Presentation: 北海道札幌市
  • Year and Date: 2010-09-23
• [Presentation] Comparing Prediction Ability and Model Characteristics of Fuzzy Habitat Preference Models for Japanese Medaka (Oryzias latipes) Developed by Using Density-Based and Presence-Absence Data (2010)
  • Author(s): Fukuda, S.
  • Organizer: 8th International Symposium on Ecohydraulics 2010
  • Place of Presentation: 大韓民国ソウル市
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] Habitat suitability analysis for Japanese medaka (Oryzias latipes) using presence-absence data with four different categorization approaches (2010)
  • Author(s): Masuda, S., Fukuda, S., Hiramatsu, K., Harada, M.
  • Organizer: 8th International Symposium on Ecohydraulics 2010
  • Place of Presentation: 大韓民国ソウル市
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] メダカの生息場選好性モデルの転用可能性に関する一考察 (2010)
  • Author(s): 福田信二
  • Organizer: 平成22年度 農業農村工学会大会講演会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市
  • Year and Date: 2010-09-01
• [Presentation] Effect of Data Quality on Habitat Preference Evaluation for Japanese Medaka (Oryzias Latipes) using A Simple Genetic Fuzzy System (2010)
  • Author(s): Fukuda, S.
  • Organizer: IEEE World Congress on Computational Intelligence 2010
  • Place of Presentation: スペイン国バルセロナ市
  • Year and Date: 2010-07-19
• [Remarks] 九州大学研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002980/index.html