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Development of Bayesian space-time models in stochastic forecast methods for recurrent earthquakes

Research Project

Project/Area Number 26870193
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Solid earth and planetary physics
Statistical science
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Nomura Shunichi  東京工業大学, 情報理工学院, 助教 (70719640)

Research Collaborator UCHIDA Naoki  東北大学, 理学研究科, 准教授 (80374908)
OGATA Yosihiko  情報・システム研究機構, 統計数理研究所, 名誉教授 (70000213)
MATSU'URA Mitsuhiro  情報・システム研究機構, 統計数理研究所, 外来研究員 (00114645)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords繰り返し地震 / 地震予測 / 更新過程 / ベイズ予測 / ガウス過程事前分布 / 時空間モデル / プレートテクトニクス / 東日本大震災 / プレート沈み込み速度推定 / 東日本太平洋沖 / スロースリップ / 前震活動 / ロジスティック回帰 / 2016年熊本地震 / 繰り返し地震群 / 局所不連続スプライン / 内陸活断層地震 / 長期地震予測 / マルコフ連鎖モンテカルロ法 / 繰り返し地震予測 / 内陸活断層地震の長期予測 / 時空間点過程 / Brownian Passage Time分布 / 長期的スロースリップの時空間的変動 / 国際情報交換 / アメリカ
Outline of Final Research Achievements

There are many active faults in inland Japan that have risks of future catastrophic earthquakes. Since inland active faults in Japan have very long cycles of activity, forecasting is difficult because of the scarcity and unreliability of historical data. For stability of predictive performance, we established Bayesian prediction methods to deal with the uncertainty of data and parameters caused by these problems.
Small repeating earthquakes are also useful for monitoring interplate slip because their recurrence times reflect the quasi-static slip rate on plate interfaces. Here, we developed a space-time model extended from a renewal process to estimate the spatio-temporal distribution of slip rate on plate boundaries.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Research-status Report
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Spatiotemporal variations of interplate slip rates in northeast Japan inverted from recurrence intervals of repeating earthquakes2016

    • Author(s)
      Nomura, S. Ogata, Y., Uchida, N. and Matsu’ura, M.
    • Journal Title

      Geophysical Journal International

      Volume: 208 Issue: 1 Pages: 468-481

    • DOI

      10.1093/gji/ggw395

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 活断層で繰り返される地震の点過程モデルとその長期確率予測2015

    • Author(s)
      野村俊一
    • Journal Title

      統計数理

      Volume: 63-1 Pages: 83-104

    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Space-time model for repeating earthquakes and analysis of recurrence intervals on the San Andreas Fault near Parkfield2014

    • Author(s)
      Nomura, S., Ogata, Y. and Nadeau, R.M.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 119 Issue: 9 Pages: 7092-7122

    • DOI

      10.1002/2013jb010558

    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ベイズ統計モデルを用いた活断層の長期予測2017

    • Author(s)
      野村俊一
    • Organizer
      「伊方サイトの確率論的地震ハザード評価専門家会合」ワークショップ2
    • Place of Presentation
      電力中央研究所会議室(東京都千代田区)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Statistical Discrimination of Foreshocks and Real-time Mainshock Forecasting2017

    • Author(s)
      Nomura, S. and Ogata, Y.
    • Organizer
      10th International Workshop on Statistical Seismology (StatSei10)
    • Place of Presentation
      Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa, Wellington(ニュージーランド)
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 相似地震に基づく東北沖の滑り速度の時空間分布―地域別の特徴およびGPSインバージョンとの比較―2017

    • Author(s)
      野村俊一
    • Organizer
      「相似地震再来特性の理解に基づく地殻活動モニタリング手法の構築」 平成28年度研究集会
    • Place of Presentation
      防災科学技術研究所セミナー室(茨城県つくば市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 地震群の規模と時空間配置情報を利用した前震判別モデルによる短期地震予測2017

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦
    • Organizer
      科研基盤(A)シンポジウム「空間データと災害の統計モデル」
    • Place of Presentation
      同志社大学今出川キャンパス寧静館会議室(京都府京都市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 局所分断スプライン関数によるプレート沈み込み速度の推定2016

    • Author(s)
      野村俊一
    • Organizer
      研究集会「相似地震再来特性の理解に基づく地殻活動モニタリング手法の構築」
    • Place of Presentation
      東北大学地震・噴火予知研究観測センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-01-25
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  • [Presentation] Real-time Mainshock Forecast by Statistical Discrimination of Foreshock Clusters2016

    • Author(s)
      Nomura, S. and Ogata, Y.
    • Organizer
      2016 Fall Meeting of the American Geophysical Union(AGU)
    • Place of Presentation
      Moscone Center, San Francisco(アメリカ合衆国)
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 前震群の確率的識別モデルと本震発生確率の評価2016

    • Author(s)
      野村俊一
    • Organizer
      東京大学地震研究所 第7回研究集会「日本における地震発生予測検証実験(CSEP-Japan)」
    • Place of Presentation
      東京大学地震研究所(東京都文京区)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 前震識別モデルによる2016年熊本地震の本震確率予測2016

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦
    • Organizer
      日本地震学会2016年度秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 局所不連続スプラインを用いた太平洋プレート沈み込み速度の時空間分布の推定2016

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦, 内田直希, 松浦充宏
    • Organizer
      2016年度統計関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 再来間隔のばらつきの空間的類似性を利用した活断層地震のベイズ型予測2016

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatial Distribution of the Coefficient of Variation and Bayesian Forecast for the Paleo-Earthquakes in Japan2016

    • Author(s)
      Nomura, S. and Ogata, Y.
    • Organizer
      European Geosciences Union(EGU) General Assembly 2016
    • Place of Presentation
      Austria Center Vienna(ACV), Vienna(オーストリア)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 繰り返し地震群の点過程モデルから推定されるプレート運動の時空間変動2015

    • Author(s)
      野村俊一,尾形良彦,内田直希
    • Organizer
      科研基盤(A)シンポジウム「空間データと災害の統計モデル」
    • Place of Presentation
      同志社大学今出川キャンパス(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-12-25
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Spatial Distribution of the Coefficient of Variation for the Paleo-Earthquakes in Japan2015

    • Author(s)
      Nomura S. and Ogata Y.
    • Organizer
      2015 Fall Meeting of the American Geophysical Union
    • Place of Presentation
      Moscone Center, San Francisco (アメリカ)
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 確率密度比推定を用いた前震識別と短期地震予測への実装2015

    • Author(s)
      野村俊一,尾形良彦
    • Organizer
      日本地震学会2015年度秋季大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-10-27
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 前震のロジスティック判別による短期地震予測モデル2015

    • Author(s)
      野村俊一,尾形良彦
    • Organizer
      2015年度統計関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-09-07
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 前震群の識別条件の探索とその予測可能性2015

    • Author(s)
      野村俊一
    • Organizer
      東京大学地震研究所 第6回研究集会「日本における地震発生予測検証実験(CSEP-Japan)」
    • Place of Presentation
      統計数理研究所(東京都立川市)
    • Year and Date
      2015-07-24
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      2015 Research-status Report
  • [Presentation] Spatial Variation on Earthquake Recurrence Time Distribution in Japan2015

    • Author(s)
      Nomura S. and Ogata Y.
    • Organizer
      9th International Workshop on Statistical Seismology
    • Place of Presentation
      Arcona Hotel am Havelufer, Potsdam(ドイツ)
    • Year and Date
      2015-06-14
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 確率密度比推定を用いた前震のリアルタイム識別2015

    • Author(s)
      野村俊一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2015-05-24
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatial variation on earthquake interevent time distribution in Japan2015

    • Author(s)
      Nomura, S. and Ogata, Y.
    • Organizer
      Hokudan 2015 International Symposium on Active Faulting
    • Place of Presentation
      兵庫県立淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2015-01-15
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Space-time renewal model for repeating earthquakes and slow slip before and after the major earthquakes in the northeastern Japan subduction zone2014

    • Author(s)
      Nomura, S., Ogata, Y. and Uchida, N.
    • Organizer
      2014 Fall Meeting of the American Geophysical Union
    • Place of Presentation
      Moscone Center, San Francisco(アメリカ)
    • Year and Date
      2014-12-19
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 相似地震の時空間更新過程モデルと東北日本沈み込み帯のスロースリップ2014

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦, 内田直希
    • Organizer
      日本地震学会2014年度秋季大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ・新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2014-11-26
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 日本の内陸活断層における地震発生間隔のばらつきの空間分布推定2014

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦
    • Organizer
      2014年度統計関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • Year and Date
      2014-09-14
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Space-time Renewal Model for Repeating Earthquakes and Slip-rate History in the Northeastern Japan Subduction Zone2014

    • Author(s)
      Nomura, S.
    • Organizer
      2014 SCEC(Southern California Earthquake Center) Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Hilton Palm Springs, Palm Springs(アメリカ)
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Real-time classifier of foreshocks using kernel logistic regression2014

    • Author(s)
      Nomura, S.
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-30
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 日本の内陸活断層における地震発生間隔の変動係数の空間分布推定2014

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦
    • Organizer
      東京大学地震研究所 第5回研究集会「日本における地震発生予測検証実験(CSEP-Japan)」
    • Place of Presentation
      東北大学地震・噴火予知研究観測センター(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2014-07-10
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] Spatial variation on recurrence intervals of earthquakes in Japan2014

    • Author(s)
      Nomura, S.
    • Organizer
      The 3rd IMS Asia Pacific Rim Meeting
    • Place of Presentation
      Howard International Hotel, Taipei(台湾)
    • Year and Date
      2014-07-03
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 地震の再来間隔分布にかかる空間的変動と長期確率予測への影響2014

    • Author(s)
      野村俊一, 尾形良彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-04-29
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Book] カルマンフィルタ ―Rを使った時系列予測と状態空間モデル―2016

    • Author(s)
      野村俊一
    • Total Pages
      168
    • Publisher
      共立出版
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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