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時空間データの大規模化・多様化に向けた固有ベクトル空間フィルタリングの高度化

研究課題

研究課題/領域番号 17K12974
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 地理学
研究機関統計数理研究所

研究代表者

村上 大輔  統計数理研究所, データ科学研究系, 助教 (20738249)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード空間回帰 / 空間統計 / 大規模データ / 地理情報科学 / 大規模空間データ / 空間可変パラメータモデル / spmoran / 高速化 / 空間回帰モデリング / 空間統計学 / 固有ベクトル空間フィルタリング / 計算負荷
研究成果の概要

本研究では,申請者提案の空間回帰法であるRE-ESFを拡張することで、既存の空間統計手法では困難であった大規模かつ多様なデータの(時)空間回帰モデリングを高速・柔軟に行うためのアプローチを開発した。そのために、まずはpre-conditioningを駆使してRE-ESEの高速化と省メモリ化を行い大規模データに適用可能とした。次に、同手法を、時空間データ、階層性を持つデータ、非ガウスデータなどに適用可能とするための拡張を行った。さらに、幅広い実データへの応用を通して提案手法の有用性を確認した。最後に、以上で開発した各手法を統計ソフトウェアRのパッケージspmoranに実装して一般公開した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年急増する大規模な地理空間データを柔軟に解析するための空間回帰法を幅広く開発した。空間回帰法は空間疫学、空間計量経済学、計量地理学といった関連分野の高度化を、大規模データの解析手法の高度化の観点から後押ししうるものである。開発した各手法は既に統計ソフトウェアRのパッケージ化して一般公開済みであり、既に幅広い関連研究者に利用されている(例えば2019年度は7684回ダウンロードされた)。以上に加え、本研究で提案した空間回帰法は計算時間とメモリ消費が極めて小さく学術的にも新規的である。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] テキサス大学ダラス校/Montclair State University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] National University of Ireland(アイルランド)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Wuhan University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Texas at Dallas(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Rothamsted Research(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Investigating high-speed rail construction's support to county level regional development in China: An eigenvector based spatial filtering panel data analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Yu Danlin、Murakami Daisuke、Zhang Yaojun、Wu Xiwei、Li Ding、Wang Xiaoxi、Li Guangdong
    • 雑誌名

      Transportation Research Part B: Methodological

      巻: 133 ページ: 21-37

    • DOI

      10.1016/j.trb.2019.12.006

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatially varying coefficient modeling for large datasets: Eliminating N from spatial regressions2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Griffith Daniel A.
    • 雑誌名

      Spatial Statistics

      巻: 30 ページ: 39-64

    • DOI

      10.1016/j.spasta.2019.02.003

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A memory-free spatial additive mixed modeling for big spatial data2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Griffith Daniel A.
    • 雑誌名

      Japan Journal of Statistics and Data Science

      巻: 0 ページ: 0-0

    • NAID

      210000163444

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Importance of Scale in Spatially Varying Coefficient Modeling2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Lu Binbin、Harris Paul、Brunsdon Chris、Charlton Martin、Nakaya Tomoki、Griffith Daniel A.
    • 雑誌名

      Annals of the American Association of Geographers

      巻: 109 号: 1 ページ: 50-70

    • DOI

      10.1080/24694452.2018.1462691

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatially filtered unconditional quantile regression: Application to a hedonic analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami D.、Seya H.
    • 雑誌名

      Environmetrics

      巻: 印刷中 号: 5

    • DOI

      10.1002/env.2556

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Eigenvector spatial filtering for large datasets: fixed and random effects approaches2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D., Griffith, D.A.
    • 雑誌名

      Geographical Analysis

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 23-49

    • DOI

      10.1111/gean.12156

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A precompression approach for fast spatial mixed effects modeling2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Griffith Daniel A.
    • 学会等名
      Spatial Statistics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scalable geographically weighted regression for big data2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D.、Tsutsumida, N.、Yoshida, T.、Nakaya, T.、Lu, B.
    • 学会等名
      GeoComputation 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大規模な地理空間データのための空間混合効果モデリング2019

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ビッグデータのための空間加法混合モデリング:不動産要因分析への応用2019

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Griffith Daniel A.
    • 学会等名
      地理情報システム学会第28回研究発表大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Low rank spatial econometric models2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami D.、Seya H.、Griffith Daniel A.
    • 学会等名
      XII World Conference of the Spatial Econometrics Association
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatially varying coefficient model for large dataset: a rank reduction approach2017

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D., Yamagata, Y., Daniel, A. Griffith
    • 学会等名
      11th World Conference of the Spatial Econometrics Association
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heatwave risk estimation with spatial BigData: A case study in Tokyo2017

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D., Yamagata, Y.
    • 学会等名
      Spatial Statistics 2017: One World: One Health.
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Moran coefficient-based mixed effect approach to investigate spatially varying relationships2017

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D., Yoshida, T., Daniel A. Griffith
    • 学会等名
      2017 IASC-NZSA Joint Conference. Auckland
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The importance of scale in spatially varying coefficient modeling2017

    • 著者名/発表者名
      村上大輔, Paul Harris, Binbin Lu, 中谷友樹
    • 学会等名
      地理情報システム学会第26回研究発表大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Parsimonious Modeling in Spatial Statistics and Spatial Econometrics2017

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi, M., Murakami, D.
    • 学会等名
      2017年度 統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] spmoran

    • URL

      https://cran.r-project.org/web/packages/spmoran/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] scgwr

    • URL

      https://cran.r-project.org/web/packages/scgwr/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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