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2016 年度 実績報告書

人口・産業集積の時空間ビッグデータにみられる相転移挙動の計算科学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H02872
研究機関東京大学

研究代表者

大西 立顕  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (10376387)

研究分担者 水野 貴之  国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (50467057)
久野 遼平  東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (60725018)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード時空間ビッグデータ / 地理空間情報 / 位置情報 / 都市のスケーリング則 / ベキ分布 / 超並列計算 / 経済物理学 / 社会物理学
研究実績の概要

本研究課題では,大量のミクロな地理空間情報に注目し,スーパーコンピュータを活用して人口・産業集積に関する時空間ビッグデータを効率的に処理し,相転移挙動の視点から解析することで集積現象の解明を目指す.まず,人口・産業集積に関する全国規模の網羅的な時空間ビッグデータを調査・取得し,解析に用いるための時系列地図情報を整備した.人口集積に関するデータとして平成22年国勢調査100mメッシュ推計データ,モバイル空間統計サマリーデータ(携帯電話の位置データ)を整備した.産業集積に関するデータとして座標付き電話帳データベーステレデータPack!,ハローページ電話帳リスト,日本スーパー名鑑ポイントデータを整備し,店舗・施設1件1件の位置・業種の情報を時系列として利用できる環境を整えた.静的な特性の解析として,これらのデータの基本的統計性を調査し,都市のスケーリング則の解析を行った.都市の人口はベキ分布に従うと言われるが,本研究で扱う人口データはきれいなベキ分布に従っているわけではなく拡張指数分布に近いことが判明した.店舗・施設数もこれと同じような分布に従っていることが判明した.人口が2倍になるとアウトカム(富,特許数,犯罪数など)は2倍以上に増加するが,公共インフラ(道路,病院数など)の増加は2倍以下になるという都市のスケーリング則が知られている.整備したデータの様々な店舗・施設についても,同様のスケーリング則が成り立つことを定性的に確認した.

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

研究成果発表を積極的に行ったおかげで議論が深まり,今後の研究の進展に有用な情報を得ることができた.

今後の研究の推進方策

時系列地図情報の整備,静的な特性の解析をさらに進める.スケーリング則で観測される非線形性を詳細に分析し,人口・産業の創発的な集積効果を考察する.さらに,動的な特性の解析も開始し,時間発展の観点から集積現象を分析する.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 世界の株式市場の相関構造分析2017

    • 著者名/発表者名
      木村笙子,大西立顕
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 第12回社会システム部会研究会
    • 発表場所
      グアム (米国)
    • 年月日
      2017-03-03 – 2017-03-05
  • [学会発表] 位置情報付きTwitterデータから算出した都市間の人の移動ネットワーク2017

    • 著者名/発表者名
      大西立顕,水野貴之,渡辺努
    • 学会等名
      計測自動制御学会 システム・情報部門 第12回社会システム部会研究会
    • 発表場所
      グアム (米国)
    • 年月日
      2017-03-03 – 2017-03-05
  • [学会発表] Scaling relations between population and number of facilities2016

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Ohnishi, Takayuki Mizuno, Tsutomu Watanabe
    • 学会等名
      Dynamics Days Latin America and the Caribbean
    • 発表場所
      Puebla (Mexico)
    • 年月日
      2016-10-24 – 2016-11-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Scaling analysis of urban agglomeration observed in Japanese phone directory data2016

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Ohnishi, Takayuki Mizuno, Tsutomu Watanabe
    • 学会等名
      Conference on Complex Systems 2016
    • 発表場所
      Amsterdam (Netherlands)
    • 年月日
      2016-09-19 – 2016-09-22
    • 国際学会
  • [学会発表] 産業集積を特徴づける都市のスケーリング指数2016

    • 著者名/発表者名
      大西立顕,水野貴之,渡辺努
    • 学会等名
      日本物理学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学 (石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] 都市の人口と施設数を関係づけるスケーリング則2016

    • 著者名/発表者名
      大西立顕,水野貴之,渡辺努
    • 学会等名
      平成28年度統数研共同研究集会「経済物理学とその周辺」第1回研究会
    • 発表場所
      キヤノングローバル戦略研究所 (東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-08-30
  • [学会発表] Characterizing industry agglomeration in Japan using urban allometric scaling2016

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Ohnishi, Takayuki Mizuno, Tsutomu Watanabe
    • 学会等名
      Challenges in Data Science
    • 発表場所
      Matera (Italy)
    • 年月日
      2016-07-08 – 2016-07-11
    • 国際学会
  • [学会発表] 都市の時空間ビッグデータにみられるスケーリング則2016

    • 著者名/発表者名
      大西立顕,水野貴之,渡辺努
    • 学会等名
      2016年度 RIMS共同研究「マクロ経済動学の非線形数理」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所 (京都府京都市)
    • 年月日
      2016-07-06 – 2016-07-06
    • 招待講演
  • [備考] 大西立顕研究室ホームページ

    • URL

      http://webpark1746.sakura.ne.jp/

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公開日: 2018-01-16  

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