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ビッグデータによる統計的機械学習を利用した南九州の漁業予測・赤潮予測モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K07847
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 水圏生産科学
研究機関広島工業大学 (2019)
鹿児島大学 (2016-2018)

研究代表者

庄野 宏  広島工業大学, 工学部, 教授 (30344328)

研究分担者 大富 潤  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (10253915)
増田 育司  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 教授 (70107861)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード赤潮 / 統計的機械学習 / Elastic Net / 深層学習 / 気象データ / 八代海 / 高次元母数推定 / ビッグデータ / 赤潮予測 / スパースモデリング / ディープラーニング / 統計モデル / CPUE / シラス / クロマグロ幼魚 / 機械学習 / キビナゴ / 漁業予測
研究成果の概要

本研究では、Lp正則化や深層学習などの統計的機械学習モデルを南九州の赤潮予測・漁業予測に適用し、新たな知見を得ることを目的にして、以下の解析を実施した。
(1) 気象データに基づく、スパースモデリングやディープラーニングを利用した八代海の赤潮予測、(2)東シナ海におけるシラスの来遊量予測、(3)鹿児島近海におけるクロマグロ幼魚の漁獲量予測、(4)鹿児島県におけるキビナゴの資源評価
その結果、(1)-(3)では精度の高い予測値が得られ、(4)では資源の絶対量の推定値が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

八代海では夏季の7-9月にシャトネラ・アンティーカによる赤潮が発生する年があり、ブリ養殖場で赤潮が発生すると、密度が低い場合でも甚大な被害が認められる。しかし、事前に赤潮の発生規模や時期などの情報が得られた場合は、餌止めをする、柵を設けるなど、被害軽減の対策を講じることが可能である。そのため、赤潮発生の有無や規模、発生日や終息日、被害金額などに関する精度の高い予測が求められている。
鹿児島近海でのシラスの来遊量予測やクロマグロ幼魚の漁獲量予測について、精度の高い予測結果は漁業者の行動選択に活用できる。鹿児島県のキビナゴ資源について、精度の高い資源の絶対量推定値は管理方策の策定に利用可能である。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 備考 (16件)

  • [雑誌論文] スパースモデリングによる赤潮の発生予測2017

    • 著者名/発表者名
      庄野宏、村田圭助、中島広樹、矢野浩一、西広海
    • 雑誌名

      日本水産学会誌

      巻: 83 ページ: 855-855

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Genetic admixture of mitten crabs in the Northeast Asia hybrid zones2017

    • 著者名/発表者名
      Kang Wei、Huang Shu、Chen Xiaowen、Wang Jun、Ohtomi Jun、Wang Chenghui
    • 雑誌名

      Hydrobiologia

      巻: 806 号: 1 ページ: 203-214

    • DOI

      10.1007/s10750-017-3358-1

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and longevity of the mola carplet Amblypharyngodon mola (Cyprinidae) in the Payra River, southern Bangladesh2017

    • 著者名/発表者名
      Ahamed Ferdous、Ahmed Zoarder Faruque、Hossain Md. Yeamin、Ohtomi Jun
    • 雑誌名

      Egyptian Journal of Aquatic Research

      巻: 43 号: 4 ページ: 291-295

    • DOI

      10.1016/j.ejar.2017.11.002

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete mitochondrial genome of an undescribed gnomefish of the genus Scombrops (Teleostei, Scombropidae) from southern waters off Kyushu Island,Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Yukako Mochizuki, Riko Yamada, Hirotoshi Shishido, Yasuji Masuda, Shizuko Nakai, Noriyuki Takai, Shiro Itoi and Haruo Sugita
    • 雑誌名

      Mitochondrial DNA Part B: Resources

      巻: 2(1) 号: 1 ページ: 106-108

    • DOI

      10.1080/23802359.2017.1289348

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ovarian maturation, size at sexual maturity and spawning season of Parapenaeus fissuroides Crosnier, 1985 (Decapoda: Pandalidar).2016

    • 著者名/発表者名
      Farhana Zannatul. and Jun Ohtomi
    • 雑誌名

      Journal of Crustacean Biology

      巻: 36(6) 号: 6 ページ: 815-822

    • DOI

      10.1163/1937240x-00002483

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 深層学習に基づく八代海の赤潮発生日・終息日の予測2020

    • 著者名/発表者名
      庄野 宏
    • 学会等名
      2019年度愛媛大学LaMer(化学汚染・沿岸環境研究拠点)シンポジウム「赤潮研究集会」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を利用した気象データにも同区八代海の赤潮発生日いおよび終息日の予測2019

    • 著者名/発表者名
      庄野 宏・高杉朋孝・宮田翔也
    • 学会等名
      令和元年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 統計教育の現状と課題ーAI・数理・データサイエンス教育の導入に向けてー2019

    • 著者名/発表者名
      庄野 宏・冨山清升
    • 学会等名
      九州ブロック第2回データサイエンス教育に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 気象データに基づく八代海の赤潮発生予測2019

    • 著者名/発表者名
      庄野 宏、西 広海、高杉 朋孝、宮田 翔也、森島 義明
    • 学会等名
      2018年度愛媛大学LaMer(化学汚染・沿岸環境研究拠点)シンポジウム「赤潮研究集会」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ディープラーニングを利用した鹿児島県におけるシラス漁況予測の試み2018

    • 著者名/発表者名
      庄野 宏、天野 裕平、櫻井 正輝
    • 学会等名
      平成30年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 気象データを利用した機械学習・深層学習による八代海の赤潮予測2018

    • 著者名/発表者名
      庄野 宏、西 広海、高杉 朋孝、宮田 翔也、森島 義明
    • 学会等名
      2018年度水産海洋学会研究発表大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 南米ペルー沖におけるイカ類の漁獲効率解析2017

    • 著者名/発表者名
      庄野宏、大崎涼平、坂本匠、酒井光夫
    • 学会等名
      平成29年度日本水産学会九州支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] スパースモデリングによる赤潮の発生予測2017

    • 著者名/発表者名
      庄野宏、村田圭助、中島広樹、矢野浩一、西広海
    • 学会等名
      平成29年度日本水産学会春季大会ミニシンポジウム「水産資源データ解析と統計モデル」
    • 発表場所
      東京海洋大学(東京都港区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] researchmap(庄野 宏)

    • URL

      https://researchmap.jp/hiroshi1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 広島工業大学教員紹介(庄野 宏)

    • URL

      http://www.it-hiroshima.ac.jp/faculty/engineering/architectural/teacher/hiroshi_shono/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Google Scholar Citations (Hiroshi SHONO)

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=6mumOA8AAAAJ&hl=ja

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] ResearchGate (Hiroshi SHONO)

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Hiroshi_Shono

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] J-GLOBAL(庄野 宏)

    • URL

      https://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200901050444949274

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 鹿児島大学研究者総覧(庄野 宏)

    • URL

      http://ris.kuas.kagoshima-u.ac.jp/html/100005537_ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] researchmap(庄野 宏)

    • URL

      https://researchmap.jp/hiroshi1/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Research Gate (Hiroshi SHONO)

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Hiroshi_Shono

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究シーズ集(鹿児島大学産学官連携推進センター)(庄野 宏)

    • URL

      http://www.rdc.kagoshima-u.ac.jp/seeds_search/upload/17-Ev-shono-fsh.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 鹿児島大学研究者総覧(庄野 宏)

    • URL

      http://ris.kuas.kagoshima-u.ac.jp/html/100005537_ja.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] researchmap(庄野 宏)

    • URL

      https://researchmap.jp/hiroshi1/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究シーズ集(鹿児島大学産学官連携推進センター)(庄野 宏)

    • URL

      http://www.rdc.kagoshima-u.ac.jp/seeds_search/upload/17-Ev-shono-fsh.pdf

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] researchmap(庄野 宏)

    • URL

      http://researchmap.jp/hiroshi1/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Google Scholar Citations(Hiroshi SHONO)

    • URL

      http://scholar.google.co.jp/citations?user=6mumOA8AAAAJ&hl=ja&oi=ao

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 研究シーズ集(鹿児島大学産学官連携推進背エンター)(庄野 宏)

    • URL

      http://www.rdc.kagoshima-u.ac.jp/seeds_search/upload/17-Ev-shono-fsh.pdf

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] J-GLOBAL(科学技術総合リンクセンター)(庄野 宏)

    • URL

      http://jglobal.jst.go.jp/detail?JGLOBAL_ID=200901050444949274&q=%E5%BA%84%E9%87%8E%E3%80%80%E5%AE%8F&t=0

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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