| 研究課題/領域番号 |
17H00806
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| 研究機関 | 統計数理研究所 |
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研究代表者 |
吉本 敦 統計数理研究所, モデリング研究系, 教授 (10264350)
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| 研究分担者 |
加茂 憲一 札幌医科大学, 医療人育成センター, 准教授 (10404740)
木島 真志 琉球大学, 農学部, 准教授 (10466542)
光田 靖 宮崎大学, 農学部, 教授 (30414494)
久保田 康裕 琉球大学, 理学部, 教授 (50295234)
冨田 哲治 県立広島大学, 経営情報学部, 教授 (60346533)
楠本 聞太郎 琉球大学, 理学部, 博士研究員 (90748104)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 環境経済 / 生態系サービス / 離散最適化 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、生態系サービスの生成過程に見られる基本的なメカニズム（拡散・移動）を的確に捉えた最適化システムを構築し、生態系サービスの経済評価と持続的供給を可能にする資源利用の最適な時空間的制御の実現に向けた経済・政策分析を行う。１）宮崎県綾町において生態系サービス（送粉サービス）の指標として、日向夏へのニホンミツバチ訪花数のモニタリングを行った。ニホンミツバチの訪花数は2017年および2018年と比較して多くなった。また、ミツバチ来訪数と周囲の景観構造との関係を統計モデルにより解析した。モデルパラメータは周囲に天然林が多く、農地が多いほどミツバチ来訪数が多くなるという、例年と同じ傾向を明らかにしたが、これまでよりも景観構造要因の影響が強いという結果となった。２）時空間データを分析するための統計手法の開発を行った。具体的には、経時測定されたデータ特有の時点間相関をモデルに組み込み、かつ、説明変数で説明できない空間変動の分布型をノンパラメトリックに推定する方法を開発した。３）樹木の形状や体積をプロットレベルで評価する手法を検討し、プロット内をスマートフォンで繰り返し撮影しながら踏査し、3Dデータ生成ソフト(Agisoft)により、プロット内の樹木の立木位置を把握しながら、同時に複数樹木の３次元モデル化を可能にした。４）野生動物の生息地の適性を定量的に評価するHSIモデルを構築し、木材生産とのトレードオフ評価を可能にする最適化システムを構築した。また、管理の空間配置と河川などの土地利用形態との空間的な位置関係から、生息地の質に対して時空間的な評価が可能となった。５）日本に侵入・定着している外来種（維管束植物・脊椎動物）の出現記録情報を収集し、種レベルの空間分布地図を整備した。６）時空間最適化モデル構築については、焦点間連結ネットワーク構築を可能にし、伐採計画との連結を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
継続して日向夏へのニホンミツバチ訪花数モニタリングを行っており、順調にデータが蓄積されている。現地調査で収集されたデータに基づき構築したFISデータベースの保存形式の一つであるシェイプファイルを、統計解析用にデータ加工するためのプログラム整備を中心に進め、統計ソフトRをベースに、sfパッケージ等を利用することで、様々な形式のGISデータに対応する汎用的なプログラムの開発を順調に進めている。野生動物の生息地の適性を定量的に評価するHSIモデルを順調に構築し、木材生産とのトレードオフ評価を可能にする最適化システムの構築を進めている。外来種（維管束植物・脊椎動物）ごとの管理優先度の特定は行うことが出来なかったが、そのための外来種分布情報の整備（全体の作業の大部分を占める）は予定通り進めることが出来た。焦点集約を考慮した時空間的最適制御に対する離散最適化モデリングについて、森林分野ではトップレベルのForest Scienceへの掲載を継続している。
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| 今後の研究の推進方策 |
整備が進むGISデータベースに対して、開発した時系列データ分析法を適用するためのデータ加工および可視化を行っていく。開発したデータ整備・可視化プログラムは、一般ユーザーも利用できるよう、ウェブアプリとして提供できるよう整備を進めていく。保全優先地域と外来種の空間分布の一致性に基づく種レベルの管理優先度評価、および生物多様性管理の観点からのUAV情報の利用可能性評価を行い、それぞれ論文としてまとめ行く。時空間データを分析で開発した統計分析法は、説明変数の影響で調整した上で、土地利用等の空間分布の時系列的な変化の定量的評価への応用が進める。保全優先地域と外来種の脅威分布との空間的一致性分析を行うことを可能にして行く。外来種の分布情報を高解像度で効率的に獲得するためのツールとしての無人航空機（UAV）の利用可能性を検討するために、Web-of-Scienceを使ったキーワード検索によって森林生態系におけるUAVの活用事例438件を収集し、UAV調査の目的、対象地域、対象物、測定方法、解析方法に関するメタ解析を進める。資源利用の最適な時空間的制御に対する離散最適化モデリングについては、さらに空間的非線形評価を考慮できるモデルへ進展させる。
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