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2015 年度 実績報告書

自然現象や社会現象から得られる時空間データの統計モデリングと現象の理解の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H02670
研究機関九州大学

研究代表者

西井 龍映  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 教授 (40127684)

研究分担者 田中 章司郎  広島経済大学, 経済学部, 教授 (00197427)
二宮 嘉行  九州大学, マス・フォア・インダストリ研究所, 准教授 (50343330)
増田 弘毅  九州大学, 数理(科)学研究科(研究院), 教授 (10380669)
前園 宜彦  九州大学, 数理(科)学研究科(研究院), 教授 (30173701)
松井 秀俊  九州大学, 数理(科)学研究科(研究院), 助教 (90633305)
松田 安昌  東北大学, 経済学研究科(研究院), 教授 (10301590)
持田 恵一  国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, チームリーダー (90387960)
恩田 義彦  国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, 特別研究員 (50547073)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード時空間モデリング / 遺伝子発現 / 太陽活動 / 倍数体 / 森林減少
研究実績の概要

本研究は代表者・分担者との協働により, 時空間の実データに対して統計モデルを開発・評価し,当該現象の特徴を把握することを目的とする.想定する分野は, 地球環境, バイオインフォマティックス, 企業の製品開発である.
地球環境1: 国際会議 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Society Symposium IGARSS 2015 (2015/7 Milan, Italy) において, コロンビア大学と Invited session 「Remote Sensing and Population Data Integration for Global Change and Disaster Risk Research」 を組織し,研究代表者, 研究分担者 および7人の外国人研究者による9件の招待講演を行った (本科研費が多くの講演者の経費を支援した).
地球環境2: 太陽の黒点数や太陽風の速度等の太陽活動に関する11種の物理量を説明変数として, 磁気嵐指数を予測する時系列回帰問題を考察し, 論文を発表した.
バイオ: 一般に遺伝子数が倍数体の植物は収量増加, 塩害や日照り等のストレス耐性の向上等が観測される.(雑種強勢). この現象を遺伝子レベルで解明するため, 遺伝子発現の時系列データから,遺伝子間ネットワークを推定する手法を提案した. 提案手法で発見したハブ遺伝子を改変し, 生長の違いを観察している.
製品開発: 道路の補修必要箇所を自動的に検出するため, 車両に搭載したスマートフォンが内蔵している加速度センサーによる時系列データを用いた判別分析手法を考察した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究のビッグイベントの一つは IGARSS で invited session を組織することであった.幸いにも提案セッションが採択され, 有意義なセッションを組織できたことに満足している. またセッション後の懇談会で, 講演者と親しく議論できたことは, 何事にも代えがたい成果である. さらに磁気嵐指数の予測に関する論文を国際誌に発表できたこと, 一方バイオインフォではハブ遺伝子を発見する手法を提案し, それに基づいて遺伝子改変を行って, 生体への影響を実験的に検証する段階に進んでいることから, 期待以上に研究が進展していると判断する.

今後の研究の推進方策

時空間で相関を持つデータに対する回帰モデルは母数推定には逐次的手法が必要であり, 必ずしも安定的に推定できるわけではない. そこで2段階推定とモデル評価を提案し, 論文にまとめ投稿する. また太陽活動が地震のトリガとなっていることを機械学習モデルで示すことができ, こちらも発表準備中である.さらにバイオ研究では, ハブ遺伝子の検出手法について, 大規模データについて適応可能なスパースモデリングを引き続き検証する.

備考

IGARSS 2015 で組織した invited session は発表件数が多いことから, 1 と 2 に分割されている.

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] トレント大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      トレント大学
  • [国際共同研究] 大連理工大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      大連理工大学
  • [国際共同研究] コロンビア大学/カリフォルニア大学/ノースカロライナ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      コロンビア大学/カリフォルニア大学/ノースカロライナ大学
  • [国際共同研究] Austrian Institute of Technology(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Austrian Institute of Technology
  • [国際共同研究] Joint Research Centre(EU)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      Joint Research Centre
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] Asymptotic properties of a kernel type estimator of a density ratio2016

    • 著者名/発表者名
      T. Moriyama and Y. Maesono
    • 雑誌名

      Bulletin of Informatics and Cybernetics

      巻: 0 ページ: 0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene set differential analysis of time course expression profiles via sparse estimation in functional logistic model with application to time-dependent biomarker detection.2016

    • 著者名/発表者名
      Kayano, M., Matsui, H., Yamaguchi, R., Imoto, S. and Miyano, S.
    • 雑誌名

      Biostatistics

      巻: 17 ページ: 235-248

    • DOI

      10.1093/biostatistics/kxv037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical prediction of Dst index by solar wind data and t-distributions.2015

    • 著者名/発表者名
      Pan Qin and Ryuei Nishii
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Sciences

      巻: 0 ページ: 3908-3915

    • DOI

      10.1109/TPS.2015.2485661

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Unified modeling based on SVM and SVR for prediction of forest area ratio by human population density and relief energy.2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuei Nishii and Shojiro Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE IGARSS 2015

      巻: 0 ページ: 2552 - 2555

    • DOI

      10.1109/IGARSS.2015.7326332

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incorporation of gridded data into the analysis of remotely-sensed images: Basic quantitative strategy to analyze defoerestation by population growth2015

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Tanaka and Ryuei Nishii
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE IGARSS 2015

      巻: 0 ページ: 2548-2551

    • DOI

      10.1109/IGARSS.2015.7326331

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parametric estimation of Lévy process2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Masuda
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Mathematics

      巻: 2128 ページ: 179-286

    • DOI

      10.1007/978-3-319-12373-8_3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crop improvement using life cycle datasets acquired under field conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mochida, Daisuke Saisho and Takashi Hirayama
    • 雑誌名

      Front. Plant Science

      巻: 6 ページ: 1 - 8 (740)

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00740

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Change-point model selection via AIC2015

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya, Y.
    • 雑誌名

      Annals of the Institute of Statistical Mathematics

      巻: 67 ページ: 943-961

    • DOI

      10.1007/s10463-014-0481-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of growth stages and metabolic profiles in Brachypodium distachyon for comparison of developmental context with Triticeae crops.2015

    • 著者名/発表者名
      Onda, Y., Hashimoto, K., Yoshida, T., Sakurai, T., Sawada, Y., Hirai, M.Y., Toyooka, K., Mochida, K. and Shinozaki, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B

      巻: 282 ページ: 1-8 (20150964)

    • DOI

      10.1098/rspb.2015.0964

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 植物バイオマス増産のための遺伝子データ解析2015

    • 著者名/発表者名
      江田 智尊, 松井 秀俊, 西井 龍映, 持田 恵一, 恩田 義彦, 櫻井 哲也, 吉田 拓広
    • 学会等名
      統計科学研究会 情報・統計科学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-12-04 – 2015-12-04
  • [学会発表] Review on the methodology to explore functional forms of deforestation2015

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Tanaka and Ryuei Nishii
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京都立川市)
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-06
  • [学会発表] Support Vector Machineにおける変数選択基準2015

    • 著者名/発表者名
      江田 智尊、西井 龍映
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-09-08 – 2015-09-08
  • [学会発表] Unified modeling based on SVM and SVR for prediction of forest area ratio by human population density and relief energy2015

    • 著者名/発表者名
      Ryuei Nishii and Shojiro Tanaka
    • 学会等名
      "IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2015
    • 発表場所
      ミラノコンベンションセンター(イタリア,ミラノ)
    • 年月日
      2015-07-29 – 2015-07-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Incorporation of gridded data into the analysis of remotely-sensed images: Basic quantitative strategy to analyze defoerestation by population growth2015

    • 著者名/発表者名
      Shojiro Tanaka and Ryuei Nishii
    • 学会等名
      "IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2015
    • 発表場所
      ミラノコンベンションセンター(イタリア,ミラノ)
    • 年月日
      2015-07-29 – 2015-07-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] IGARSS 2015 invited session 1

    • URL

      http://igarss2015.org/Papers/PublicSessionIndex3.asp?Sessionid=1059

  • [備考] IGARSS 2015 invited session 2

    • URL

      http://igarss2015.org/Papers/PublicSessionIndex3.asp?Sessionid=1060

  • [学会・シンポジウム開催] Invited session in IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 20152015

    • 発表場所
      ミラノコンベンションセンター(イタリア,ミラノ)
    • 年月日
      2015-07-29 – 2015-07-29

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-08-25  

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