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異なる規模の空間的異質性を抽出する:地理情報分析に基づく地域の特徴把握に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 23K20972
補助金の研究課題番号 21H01447 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分22050:土木計画学および交通工学関連
研究機関東北大学

研究代表者

井上 亮  東北大学, 情報科学研究科, 准教授 (60401303)

研究分担者 瀬谷 創  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (20584296)
村上 大輔  統計数理研究所, データ科学研究系, 准教授 (20738249)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2024年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2024年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード空間的異質性 / 地理的可変係数モデル / ESF-SVC / スパースモデリング / 分位点回帰 / 組成データ分析 / 空間可変係数モデル / ランダム効果モデル / Generalized lasso / Tree-guided group lasso / 空間可変パラメータモデル / 小地域分析 / ESF-SVCモデル / 不動産市場分析
研究開始時の研究の概要

本研究は,空間現象の形成過程が場所によって異なる,空間的異質性の分析に注目する.空間的異質性への分析アプローチは,都心対郊外のように広域で生じる異質性,都市内の一部地域への特定産業の集積など局所的に起こる異質性に注目した分析に二分され,両者が同時に存在することを考慮した分析は検討されていない.本研究は,様々な空間スケール(規模)で生起する空間的異質性を同時に分析が可能な統計解析手法を構築し,空間的異質性の抽出に基づいて地域の特徴把握を行う社会経済活動モニタリングを提案する.

研究実績の概要

地理空間現象が有する性質の1つは,場所によってその生成過程が異なる空間的異質性である.空間的異質性分析において,生成過程に対して空間上で連続的な変化,および,ある境界線での離散的な変化の二種類の仮定が考えられてきた.昨年度までに,各地点における平均的な生成過程に存在する連続的・離散的な空間的異質性を分析する手法を構築してきたが,本年度はデータ分布の分位点や階級によって生成過程が異なることも空間的異質性と合わせて分析可能な手法を構築した.
まず,分位点毎に空間的異質性構造が異なることを分析できる手法を開発した.連続的な異質性の分析に対して,空間可変係数モデルの一つであるESF-SVCと分位点回帰を融合した手法を,離散的な異質性の分析に対して,小地域毎に固有の係数を導入した分位点回帰にL1正則化を導入した手法を構築した.両者に対して,シミュレーションデータを用いた性能評価や不動産賃貸市場分析への適用を通して,提案手法の有効性を確認した.
次に,各場所で得られた階級などの分類の比率である組成の生成過程が有する空間的異質性の分析手法を開発した.連続的な異質性分析に対してESF-SVCを組成データ分析手法に融合した手法を,離散的な異質性分析に対して,小地域毎に固有の係数を導入した組成データ分析の回帰モデルにL1/L2正則化を導入した手法を構築した.分位点の分析と同様に,シミュレーションデータを用いた性能評価と,市町村単位の政党得票率や所得階層比率の分析を通して,提案手法の有効性を確認した.
以上のように,本年度は,地理空間現象の分布を表す二種類のデータに対して,連続的・離散的双方の空間的異質性に対する仮定に基づく分析手法を構築し,これまでの平均的事象の分析に留まらない多様な空間的異質性分析を可能とした.

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 12件)

  • [国際共同研究] Kingston University London/Birkbeck, University of London(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Kingston University London/Birkbeck, University of London(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Kingston University London/Birkbeck, University of London(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiscale Continuous and Discrete Spatial Heterogeneity Analysis: The Development of a Local Model Combining Eigenvector Spatial Filters and Generalized Lasso Penalties2024

    • 著者名/発表者名
      Peng Zhan、Inoue Ryo
    • 雑誌名

      Geographical Analysis

      巻: 56 号: 2 ページ: 303-327

    • DOI

      10.1111/gean.12375

    • 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] 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] Colocations of spatial clusters among different industries2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Ryo、Shiode Shino、Shiode Narushige
    • 雑誌名

      Computational Urban Science

      巻: 3 号: 1 ページ: 35-35

    • DOI

      10.1007/s43762-023-00107-9

    • 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] Detection of irregular-shaped clusters on a network by controlling the shape compactness with a penalty function2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Ryo、Shiode Shino、Shiode Narushige
    • 雑誌名

      GeoJournal

      巻: 88 号: 4 ページ: 3817-3832

    • DOI

      10.1007/s10708-023-10834-5

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] Measuring the colocation of crime hotspots2023

    • 著者名/発表者名
      Shiode Naru、Shiode Shino、Inoue Ryo
    • 雑誌名

      GeoJournal

      巻: 88 号: 3 ページ: 3307-3322

    • DOI

      10.1007/s10708-022-10806-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] データ分布を考慮した空間的異質性分析-固有ベクトル空間フィルタリングに基づく可変係数分位点回帰モデル2023

    • 著者名/発表者名
      彭 湛, 井上 亮
    • 雑誌名

      土木計画学研究・講演集

      巻: 67

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 分位点毎の全体傾向から乖離した局所的地域抽出手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      青木 健哉, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 32

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Group Fused MCPに基づく組成データの異質地域検出手法の提案2023

    • 著者名/発表者名
      石川 理人, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 32

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] モラン固有ベクトルに基づく空間可変係数モデルによる組成データの空間的異質性分析の提案2023

    • 著者名/発表者名
      彭 湛, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 32

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Identifying Multiple Scales of Spatial Heterogeneity in Housing Prices Based on Eigenvector Spatial Filtering Approaches2022

    • 著者名/発表者名
      Peng Zhan、Inoue Ryo
    • 雑誌名

      ISPRS International Journal of Geo-Information

      巻: 11 号: 5 ページ: 283-283

    • DOI

      10.3390/ijgi11050283

    • 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] Extraction of Continuous and Discrete Spatial Heterogeneities: Fusion Model of Spatially Varying Coefficient Model and Sparse Modelling2022

    • 著者名/発表者名
      Inoue Ryo、Den Koichiro
    • 雑誌名

      ISPRS International Journal of Geo-Information

      巻: 11 号: 7 ページ: 358-358

    • DOI

      10.3390/ijgi11070358

    • 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] 移動系列データのベクトル化に基づく地域分類2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 翔, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 31

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 異なるスケールの連続的・離散的な空間的異質性の検出2022

    • 著者名/発表者名
      彭 湛, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 31

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 複数階層の領域分割を考慮したTree-Guided Group Lassoによる空間的異質性の抽出2022

    • 著者名/発表者名
      竹本 一至, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 31

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 組成データに基づく地域分類手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      石川 理人, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 31

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [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 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Point Event Cluster Detection via the Bayesian Generalized Fused Lasso2022

    • 著者名/発表者名
      MASUDA Ryo, INOUE Ryo
    • 雑誌名

      ISPRS International Journal of Geo-Information

      巻: 11 号: 3 ページ: 187-187

    • DOI

      10.3390/ijgi11030187

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 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 prediction of apartment rent using regression-based and machine learning-based approaches with a large data2021

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Yoshida, Hajime Seya
    • 雑誌名

      arXiv:2107.12539

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] RE-ESF-SVCとfused lassoを融合した空間的異質性分析手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      彭 湛, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 30

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Group lassoに基づく複数階層の領域分割に依存した空間的異質性の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      竹本 一至, 井上 亮
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 30

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 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
    • 雑誌名

      地理情報システム学会 学術研究発表大会講演集

      巻: 30

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Group fused MCP-based heterogeneous region detection in compositional data2024

    • 著者名/発表者名
      ISHIKAWA Masato; INOUE Ryo; PENG Zhan
    • 学会等名
      The 2024 American Association of Geographers Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial heterogeneity analysis from the perspective of data distribution: An eigenvector spatial filtering-based spatially varying quantile regression model2023

    • 著者名/発表者名
      PENG Zhan; INOUE Ryo
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Computational Urban Planning and Urban Management
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Moran eigenvectors-based spatial heterogeneity analysis for compositional data2023

    • 著者名/発表者名
      PENG Zhan; INOUE Ryo
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Geographic Information Science
    • 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
      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 spatially varying coefficient modeling2023

    • 著者名/発表者名
      MURAKAMI Daisuke; SUGASAWA Shonosuke
    • 学会等名
      EcoSta 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scalable space-time model selection through reluctant interaction modeling2023

    • 著者名/発表者名
      MURAKAMI Daisuke
    • 学会等名
      ISM Symposium on Environmental Statistics
    • 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, D., Sugasawa, S.
    • 学会等名
      ISM Symposium on Environmental Statistics 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Identifying multi-scale spatial heterogeneity in the urban housing market: A fusion approach combining random effects eigenvector spatially filtering-based spatially varying coefficient (RE-ESF-SVC) model with fused LASSO2022

    • 著者名/発表者名
      PENG Zhan; INOUE Ryo
    • 学会等名
      2022 Annual Meeting of Association of American Geographers
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A fusion approach to identify spatial heterogeneity of geographic phenomena on multiple spatial scales2022

    • 著者名/発表者名
      PENG Zhan; INOUE Ryo
    • 学会等名
      The 16th World Conference of Spatial Econometrics Association
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 移動系列データのベクトル化に基づく地域分類2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 翔, 井上 亮
    • 学会等名
      地理情報システム学会第31回学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 異なるスケールの連続的・離散的な空間的異質性の検出2022

    • 著者名/発表者名
      彭 湛, 井上 亮
    • 学会等名
      地理情報システム学会第31回学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 複数階層の領域分割を考慮したTree-Guided Group Lassoによる空間的異質性の抽出2022

    • 著者名/発表者名
      竹本 一至, 井上 亮
    • 学会等名
      地理情報システム学会第31回学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 組成データに基づく地域分類手法の提案2022

    • 著者名/発表者名
      石川 理人, 井上 亮
    • 学会等名
      地理情報システム学会第31回学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale spatial prediction by scalable geographically weighted regression: Comparative study2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D., Tsutsumida, N., Yoshida, Takahiro., Nakaya, T.
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Spatial Information Theory
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Specifying multi-scale spatial heterogeneity in the rental housing market: The case of the Tokyo metropolitan area2021

    • 著者名/発表者名
      PENG Zhan; INOUE Ryo
    • 学会等名
      GIScience 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identifying global and local spatial heterogeneity in apartment rent in the Tokyo metropolitan area2021

    • 著者名/発表者名
      INOUE Ryo; DEN Koichiro
    • 学会等名
      The 15th World Conference of the Spatial Econometrics Association
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Specifying spatial heterogeneity in the rental housing market in the Tokyo Metropolitan Area: An analysis by random effects eigenvector spatial filtering-based spatially varying coefficients (RE-ESF-SVC) model2021

    • 著者名/発表者名
      PENG Zhan; INOUE Ryo
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Earth Observations and Societal Impacts
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable geographically weighted Poisson regression for count data2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami, D., Tsutsumida, N., Yoshida, T., Nakaya, T.
    • 学会等名
      GIScience 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [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, D., Matsui, T.
    • 学会等名
      The XV World Conference of Spatial Econometrics Association
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RE-ESF-SVCとfused lassoを融合した空間的異質性分析手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      彭 湛, 井上 亮
    • 学会等名
      第30回 地理情報システム学会 学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Group lassoに基づく複数階層の領域分割に依存した空間的異質性の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      竹本 一至, 井上 亮
    • 学会等名
      第30回 地理情報システム学会 学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [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
      第30回 地理情報システム学会 学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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