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多様なデータから多様な効果を推定するための空間回帰モデリング

研究課題

研究課題/領域番号 20K13261
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分04010:地理学関連
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, 統計基盤数理研究系, 准教授 (20738249)

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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード時空間回帰 / 非ガウスデータ / 高速化 / spmoran / 固有ベクトル空間フィルタリング / モデル選択 / 空間統計 / 加法モデル / カウントデータ / COVID-19 / 空間回帰 / 加法混合モデル / 大規模データ / 時空間モデリング
研究開始時の研究の概要

本研究では、申請者らの独自手法random effects eigenvector spatial filtering(RESF)を拡張することで、多様・大規模な空間データのための空間回帰手法を幅広く開発・整備する。また、標本数が増えても推定の計算量が変わらないというRESFの特性を活かし、データの背後に潜む空間・非空間効果を高速に推定・識別する方法を開発する。開発した手法は統計ソフトRのパッケージ上などで順次公開し、ユーザーからの意見などを参考に更新を重ねることで、地理情報に関連する幅広い研究者・実務者に利用されるパッケージとしていくことを目指す。

研究成果の概要

(a)多様なデータから(b)多様な効果を推定するための時空間回帰手法の開発と、フリーの統計ソフトウェアRパッケージへの実装を行った。(a)では合成変換関数の導入により、データ分布を自動推定することができるように空間回帰を拡張した。同手法により、Box-Cox分布やTukey g-and-h分布を含む幅広い分布のデータが扱えることを確認した。(b)では、空間相関と複数時間軸上の時間・時空間相関を同時に扱える時空間回帰手法を新たに開発した。以上で開発した手法を、住宅地価、犯罪件数、Covid-19の陽性者数を含む幅広いデータに応用してその有用性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

既存の空間統計手法の多くは、ガウス過程に依拠したものであり結果的に計算コストや柔軟性に課題が残されていた。本研究では、それらの課題に対処して、計算コストを維持しながら幅広いデータと効果を扱えるように空間統計手法を拡張するものであり、同分野の発展に寄与する学術的意義の大きい研究である。また開発手法をフリーの統計ソフトウェアRのパッケージを通して公開しており、地理情報に関する実務者・研究者を、手法提供の観点で支える社会的意義の大きな研究である。

報告書

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

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 5件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] テキサス大学ダラス校(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Sub‐Model Aggregation for Scalable Eigenvector Spatial Filtering: Application to Spatially Varying Coefficient Modeling2024

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Sugasawa Shonosuke、Seya Hajime、Griffith Daniel A.
    • 雑誌名

      Geographical Analysis

      巻: 1 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1111/gean.12393

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] A linearization for stable and fast geographically weighted Poisson regression2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Tsutsumida Narumasa、Yoshida Takahiro、Nakaya Tomoki、Lu Binbin、Harris Paul
    • 雑誌名

      International Journal of Geographical Information Science

      巻: 37 号: 8 ページ: 1818-1839

    • DOI

      10.1080/13658816.2023.2209811

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial Regression in the Presence of a Hierarchical Transportation Network: Application to Land Price Analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Seya Hajime
    • 雑誌名

      Frontiers in Sustainable Cities

      巻: 4 ページ: 905-967

    • DOI

      10.3389/frsc.2022.905967

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial Prediction of Apartment Rent using Regression-Based and Machine Learning-Based Approaches with a Large Dataset2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Takahiro、Murakami Daisuke、Seya Hajime
    • 雑誌名

      The Journal of Real Estate Finance and Economics

      巻: 1 号: 1 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1007/s11146-022-09929-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Route Map for Successful Applications of Geographically Weighted Regression2022

    • 著者名/発表者名
      Comber Alexis、Brunsdon Christopher、Charlton Martin、Dong Guanpeng、Harris Richard、Lu Binbin、Lu Yihe、Murakami Daisuke、Nakaya Tomoki、Wang Yunqiang、Harris Paul
    • 雑誌名

      Geographical Analysis

      巻: 55 号: 1 ページ: 155-178

    • DOI

      10.1111/gean.12316

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved log-Gaussian approximation for over-dispersed Poisson regression: Application to spatial analysis of COVID-192022

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Matsui Tomoko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 1 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0260836

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Balancing spatial and non-spatial variation in varying coefficient modeling: a remedy for spurious correlation2021

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

      Geographical Analysis

      巻: NA 号: 1 ページ: 31-55

    • DOI

      10.1111/gean.12310

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Compositionally-warped additive mixed modeling for a wide variety of non-Gaussian spatial data2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Kajita Mami、Kajita Seiji、Matsui Tomoko
    • 雑誌名

      Spatial Statistics

      巻: 43 ページ: 100520-100520

    • DOI

      10.1016/j.spasta.2021.100520

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scalable model selection for spatial additive mixed modeling: application to crime analysis2020

    • 著者名/発表者名
      D. Murakami, M. Kajita, S. Kajita
    • 雑誌名

      ISPRS International Journal of Geo-Information

      巻: 9 号: 10 ページ: 557-557

    • DOI

      10.3390/ijgi9100577

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Sub-model aggregationによる地理的加重回帰の安定化・高速化2023

    • 著者名/発表者名
      村上大輔, 堤田成政, 吉田崇紘, 中谷友樹
    • 学会等名
      地理情報システム学会第32回研究発表大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sub-model aggregation for scalable Spatial spatially varying coefficient modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D., Sugasawa, S.
    • 学会等名
      EcoSta
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sub-model aggregationによる空間可変パラメータモデルの高速化2023

    • 著者名/発表者名
      村上大輔・菅澤翔之助
    • 学会等名
      2023年度統計関連学会連合大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Sub-model Aggregation for Scalable Spatial Mixed Modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke, Sugasawa Sugasawa
    • 学会等名
      ISM Symposium on Environmental Statistics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マルチスケールな時空間データを活用したCOVID-19の統計モデリング2023

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      公開シンポジウム「COVID-19とデータ科学」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Large-scale spatial prediction by scalable geographically weighted regression: Comparative study2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami, Daisuke, Tsutsumida Narumasa, Yoshida Takahiro, Nakaya Tomoki
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Spatial Information Theory
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 転移学習による空間予測の高精度化・犯罪データへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      村上大輔、梶田真実
    • 学会等名
      地理情報システム学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 統計モデルで探るCOVID-19の地理的要因分析2022

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      立川商工会議所 第12回環境シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Compositionally-warped additive mixed modeling for large non- Gaussian data: Application to COVID-19 analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke、Matsui Tomoko
    • 学会等名
      The XV World Conference of Spatial Econometrics Association
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable geographically weighted Poisson regression for count data2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Daisuke, Tsutsumida Narumasa, Yoshida Takahiro, Nakaya Tomoki
    • 学会等名
      GIScience2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 疎なカウントデータのための地理的加重ポアソン回帰の安定化・高速化2021

    • 著者名/発表者名
      村上大輔, 堤田成政, 吉田崇紘, 中谷友樹
    • 学会等名
      地理情報システム学会第30回研究発表大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] COVID-19流行の地理的要因の解明に向けた ポアソン回帰の高度化2021

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      都市経済学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] COVID19の地理的要因の解明に向けた時空間加法モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      2020年度データ同化ワークショップ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] COVID-19流行の地理的要因の解明に向けた統計モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      情報・システム研究機構シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] COVID-19流行の地理的要因の解明に向けた統計解析2021

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      位置情報ビジネスカンファレンス2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Compositionally-warped additive mixed modeling for large non- Gaussian data: Application to COVID-19 analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D.
    • 学会等名
      科研費シンポジウム "Recent Progress in Spatial and/or Spatio-temporal Data Analysis"
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Compositionally-warped additive mixed modeling: application to COVID19 data in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D.
    • 学会等名
      ISM-Bristol Joint Seminor
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial analysis of COVID18 spread using compositionally-warped Gaussian process2020

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D.
    • 学会等名
      Global Collaboration on Data beyond Disciplines
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Compositionally-warped additive modelingによるCOVID19の地理的要因分析2020

    • 著者名/発表者名
      村上大輔
    • 学会等名
      2020年度日本保険・年金金リスク学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 実践Data Scienceシリーズ Rではじめる地理空間データの統計解析入門2022

    • 著者名/発表者名
      村上 大輔
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065273036
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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