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開発途上国における衛星画像を用いた深層学習によるマイクロ人口統計の実現

研究課題

研究課題/領域番号 20H01483
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分07030:経済統計関連
研究機関東京都市大学

研究代表者

秋山 祐樹  東京都市大学, 建築都市デザイン学部, 教授 (60600054)

研究分担者 宮崎 浩之  東京大学, 空間情報科学研究センター, 客員研究員 (80764414)
小川 芳樹  東京大学, 空間情報科学研究センター, 講師 (70794296)
宮澤 聡  東京大学, 空間情報科学研究センター, 協力研究員 (70834274)
菅澤 翔之助  慶應義塾大学, 経済学部(三田), 准教授 (50782380)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード人口統計 / マイクロジオデータ / 開発途上国 / AI / 深層学習 / 衛星画像 / 建物用途 / 所得水準 / 現地調査
研究開始時の研究の概要

本研究は主に複数時点の衛星画像と既存統計を用いて,アジアのメガシティである東京都市圏とバンコク都市圏を対象に,過去から現在に渡って都市とその周辺地域の人口の空間的分布を,その人々の所得水準も含めて時系列的かつ超高精細に(建物単位で)把握する手法を確立する.また深層学習を用いて超高精細な建物と人口の情報を分析することにより,今後都市化が進み人口が増加する可能性が高い地域の推定を可能にする技術も確立する.以上の技術が確立することにより,先進国のみならず開発途上国も含めた世界のあらゆる都市において建物単位という超高精細な人口分布を把握できるマイクロデータを開発するための手法を世界で初めて実現する.

研究成果の概要

本研究ではアジアのメガシティである東京とバンコクを対象に,人口の空間的分布をその人々の所得水準も含めて建物単位で把握する手法を確立し,都市空間の人口分布を詳細に把握可能なマイクロデータを開発する手法の確立を目的に実施した.衛星画像からAI(深層学習)により個々の建物を自動抽出するだけでなく,その建物用途(居住用途か否か)や高さ(容積),また所得水準を推定するAIモデルの開発を行い,一定の精度でこれらの情報を推定することが可能になった.また,これらの情報に基づき,個々の建物の人口を推定する方法の検討が実施されるとともに,日本とバンコクにおける同データのプロトタイプの開発が実現した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

学術的意義:本研究は,開発途上国の都市の人口分布把握に関する既存手法の限界を克服し,データサイエンスと地理学の知見を融合させた新しい人口把握技術を提案した.AIを活用し,高精細な人口統計モデルを構築することで,詳細な人口把握を実現し,国際的な都市研究に対する理解と深化に貢献した.
社会的意義:近年,急拡大する開発途上国の都市では既存の地図や統計の更新が実態に追いつかない問題がある.本研究の成果はインフォーマルセクターも含めた詳細な人口分布の推定を可能にすることで,適切な都市計画とスラム問題の対策に寄与し,持続可能な都市開発を支援する.また,本研究はSDGsの複数のGoalへの貢献も期待される.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Thammasat University/Chulalongkorn University(タイ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] NYU Shanghai(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea University/Incheon National University(韓国)

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      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Thammasat University(タイ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Thammasat University/Asian Institute of Technology/Chulalongkorn University(タイ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Thammasat University/Asian Institute of Technology/Chulalongkorn University(タイ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Locally adaptive spatial quantile smoothing: Application to monitoring crime density in Tokyo2024

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Onizuka, Shintaro Hashimoto, Shonosuke Sugasawa
    • 雑誌名

      Spatial Statistics

      巻: 59 ページ: 100793-100793

    • DOI

      10.1016/j.spasta.2023.100793

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Geometric-based approach for linking various building measurement data to a 3D city model2024

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Yoshiki、Sato Go、Sekimoto Yoshihide
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 19 号: 1 ページ: 0296445-0296445

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0296445

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Examining Model Generality of Instance Segmentation for Building Mapping in Satellite Images - Case Study for Tokyo and Bangkok2023

    • 著者名/発表者名
      Yamanotera Ryota、Akiyama Yuki、Miyazaki Hiroyuki
    • 雑誌名

      IGARSS 2023 - 2023 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium

      巻: 2023 ページ: 5724-5727

    • DOI

      10.1109/igarss52108.2023.10282156

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep Learning Approach for Classifying the Built Year and Structure of Individual Buildings by Automatically Linking Street View Images and GIS Building Data2023

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Yoshiki、Zhao Chenbo、Oki Takuya、Chen Shenglong、Sekimoto Yoshihide
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing

      巻: 16 ページ: 1740-1755

    • DOI

      10.1109/jstars.2023.3237509

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Label Freedom: Stable Diffusion for Remote Sensing Image Semantic Segmentation Data Generation2023

    • 著者名/発表者名
      Zhao Chenbo、Ogawa Yoshiki、Chen Shenglong、Yang Zhehui、Sekimoto Yoshihide
    • 雑誌名

      IEEE Big Data

      巻: 2023 ページ: 1022-1033

    • DOI

      10.1109/bigdata59044.2023.10386381

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-scale individual building extraction from open-source satellite imagery via super-resolution-based instance segmentation approach2023

    • 著者名/発表者名
      Chen, S., Ogawa, Y., Zhao, C., & Sekimoto, Y.
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 195 ページ: 129-152

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2022.11.006

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] DEVELOPMENT OF DETAILED BUILDING DISTRIBUTION MAP TO SUPPORT SMART CITY PROMOTION -AN APPROACH USING SATELLITE IMAGE AND DEEP LEARNING?2022

    • 著者名/発表者名
      Okada K.、Nishiyama N.、Akiyama Y.、Miyazaki H.、Miyazawa S.
    • 雑誌名

      ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences

      巻: X-4/W3-2022 ページ: 189-196

    • DOI

      10.5194/isprs-annals-x-4-w3-2022-189-2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 空間情報を活用した自治体のプランニング~自治体におけるDXによるEBPM実現に向けた取り組み~2022

    • 著者名/発表者名
      秋山祐樹
    • 雑誌名

      都市計画

      巻: 71(3) ページ: 84-87

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Accuracy of vacant housing detection models: an empirical evaluation using municipal and national census datasets2022

    • 著者名/発表者名
      Sayuda, K., Hong, E., Akiyama, Y., Baba, H., Tokudomi, T., Akatani, T.
    • 雑誌名

      Transactions in GIS

      巻: forthcoming 号: 7 ページ: 3003-3027

    • DOI

      10.1111/tgis.12992

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Estimation Method for Building Structure Using Open Data and Statistics2022

    • 著者名/発表者名
      Takeda, N., Furuya, T. and Akiyama, Y.
    • 雑誌名

      IGARSS 2022 Proceedings

      巻: 2022 ページ: 2438-2441

    • DOI

      10.1109/igarss46834.2022.9883801

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptively robust geographically weighted regression2022

    • 著者名/発表者名
      Sugasawa Shonosuke、Murakami Daisuke
    • 雑誌名

      Spatial Statistics

      巻: 48 ページ: 100623-100623

    • DOI

      10.1016/j.spasta.2022.100623

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of current estimated household data and agent-based simulation of the future population distribution of households in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Kajiwara Kento、Ma Jue、Seto Toshikazu、Sekimoto Yoshihide、Ogawa Yoshiki、Omata Hiroshi
    • 雑誌名

      Computers, Environment and Urban Systems

      巻: 98 ページ: 101873-101873

    • DOI

      10.1016/j.compenvurbsys.2022.101873

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detection of River Plastic Using UAV Sensor Data and Deep Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Maharjan Nisha、Miyazaki Hiroyuki、Pati Bipun Man、Dailey Matthew N.、Shrestha Sangam、Nakamura Tai
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 14 号: 13 ページ: 3049-3049

    • DOI

      10.3390/rs14133049

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 空間情報 × AI が拓く新しい空間情報科学分野の研究への挑戦2024

    • 著者名/発表者名
      秋山祐樹
    • 学会等名
      GISA/GeoAI Seminar 2024’ Spring「GeoAIからみた人流データの表と裏」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Examining Model Generality of Instance Segmentation for Building Mapping in Satellite Images - Case Study for Tokyo and Bangkok2023

    • 著者名/発表者名
      Yamanotera, R., Akiyama, Y. and Miyazaki, H.
    • 学会等名
      IGARSS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星画像と所得に関する統計情報を用いた建物単位の所得水準の推定2023

    • 著者名/発表者名
      山野寺瞭太, 秋山祐樹, 宮崎浩之, 宮澤聡
    • 学会等名
      CSIS DAYS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 航空写真を活用した開発適地の自動抽出技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      堀内仁, 山野寺瞭太, 秋山祐樹
    • 学会等名
      第68回土木計画学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Exploring Building Height Estimation Methods and Their Applications in Micro-Scale Population Data Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Maneepong, K. and Akiyama. Y.
    • 学会等名
      ACRS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation of Income Levels per Building Unit Using Satellite Image and Income Statistics2023

    • 著者名/発表者名
      Yamanotera, R., Akiyama. Y., Miyazaki, H. and Miyazawa, S.
    • 学会等名
      ACRS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星画像と所得に関する統計情報を用いた建物単位の所得水準の推定2023

    • 著者名/発表者名
      山野寺瞭太, 秋山祐樹, 宮﨑浩之
    • 学会等名
      第32回地理情報システム学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた衛星画像からの建物抽出モデルの外挿による開発途上国の建物データ整備2023

    • 著者名/発表者名
      山野寺瞭太, 秋山祐樹, 宮﨑浩之
    • 学会等名
      土木学会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 建物単位の推計人口を用いた大規模災害時における経済的被害評価手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      武田直弥, 秋山祐樹, 古谷貴史
    • 学会等名
      CSIS DAYS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 水害危険地域における住宅への被害評価と防災移転の最適化手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      齋藤開, 武田直弥, 秋山祐樹
    • 学会等名
      第68回土木計画学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 世帯推計データを用いた大規模災害時における経済的被害評価手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      武田直弥, 秋山祐樹, 古谷貴史
    • 学会等名
      第32回地理情報システム学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Research for DXing Municipal Decision Making Using Urban Spatial Information and AI to Realize a Better Life2023

    • 著者名/発表者名
      Akiyama, Y.
    • 学会等名
      ICGIS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 空間情報×AIが拓く新しい都市工学分野の研究への挑戦2023

    • 著者名/発表者名
      秋山祐樹
    • 学会等名
      オオバ技術発表会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 住宅地図と衛星画像を活用した建物高密度地域における建物データの開発2022

    • 著者名/発表者名
      山野寺瞭太, 岡田佳佑, 秋山祐樹, 宮崎浩之, 宮澤聡, 菅澤翔之助, 小川芳樹
    • 学会等名
      CSIS DAYS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 豪雨災害における住宅への経済的被害評価2022

    • 著者名/発表者名
      吉成翔, 武田直弥, 秋山祐樹, 古谷貴史
    • 学会等名
      CSIS DAYS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロジオデータ × AI が拓く地理学の社会実装2022

    • 著者名/発表者名
      秋山祐樹
    • 学会等名
      G空間EXPO2022 日本地理学会主催シンポジウム「地理学の社会実装」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 官民の空間情報を結集した自治体DXへの取組とその課題2022

    • 著者名/発表者名
      秋山祐樹
    • 学会等名
      日本写真測量学会関西支部 第112回空間情報話題交換会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 都市・産業研究における空間情報の可能性2022

    • 著者名/発表者名
      秋山祐樹
    • 学会等名
      日本建築学会 都市と産業WG 公開研究会#1
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 住宅地図と衛星画像を活用した建物高密度地域における建物データの開発2022

    • 著者名/発表者名
      山野寺瞭太・岡田佳佑・秋山祐樹・宮崎浩之・宮澤聡・菅澤翔之助・小川芳樹
    • 学会等名
      CSIS DAYS 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 秋山祐樹ウェブサイト

    • URL

      https://akiyama-lab.jp/yuki/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [備考] 東京都市大学秋山研究室ウェブサイト

    • URL

      https://usis.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Joint seminar between Akiyama lab at TCU and Guan lab at SNU2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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