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2017 年度 実績報告書

CARMA確率場モデルの開発と大規模時空間データ分析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17H01701
研究機関東北大学

研究代表者

松田 安昌  東北大学, 経済学研究科, 教授 (10301590)

研究分担者 矢島 美寛  東北大学, 経済学研究科, 客員教授 (70134814)
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)
栗原 考次  岡山大学, その他の研究科, 教授 (20170087)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードWhittle推定 / 局所定常モデル / 等方性 / 時空間データ / スペクトル密度関数
研究実績の概要

CARMA確率場モデルは定常空間モデルである。昨年度の研究では、CARMA確率場から定常性の制約を外して非定常性をゆるし、時間方向に拡張して非定常時空間CARMA確率場を提案することを目標に研究を実施してきた。最大の成果は、Dahlhausの局所定常モデルを時系列から空間モデルに拡張したこと、効率的なパラメータ推定法を提案したこと、推定量の良さを数理的に証明したことの3点である。概要は以下の通り。
(1) 分担者の矢島美寛教授と共著で非定常時空間CARMA確率場モデルを提案した論文を出版したこと。
(2) CARMA確率場の非定常時空間への拡張の試みを日本統計学会にて発表したこと。
(3) Giuseppe Arbia教授を9月に、Peter Robinson教授を3月に東北大学招いて非定常な時空間分析法について議論を行い、前者では等方性を考慮に入れた推定法について、後者では推定量の良さを数理的に評価するための制約であるガウス性の仮定をゆるめる方法について新しいアイデアをうることができた。
(4) 11月と3月に東北大学においてシンポジウムを開催し、国内外の時空間データ分析の研究者を招待して研究発表とディスカッションを行った。前者ではファイナンス時系列に対して銘柄間の距離を導入し、多変量ファイナンスデータに空間計量経済モデルを導入するという興味深いアイデアを示した。後者では、パネルデータモデルに相関構造をノンパラメトリックに扱うことでより正確な分析をおこなうことができることを示した。

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

成果の出版、シンポジウム開催、国内外研究者との共同研究の実行を果たし、本研究計画は順調に進んでいると評価できる。最も大きな成果は、Dahlhausの局所定常モデルを時系列から空間モデルに拡張したこと、効率的なパラメータ推定法を提案したこと、推定量の良さを数理的に証明したことの3点である。

今後の研究の推進方策

今後は昨年度までに扱った非定常性とは違うタイプの非定常性を分析するモデルを提案したい。具体的には分散が発散して存在しないモデルに対する分析法を提案し、そのパラメータ推定量の良さを数理的に厳密に扱う方法を確立することである。そのため、国内外の時空間データ分析の研究者を招聘してシンポジウムの開催、外国人研究者を東北大学に招待して国際共同研究の実施することによって、非定常時空間分析の研究を推進していく計画である。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] London School of Economics(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      London School of Economics
  • [雑誌論文] Spatial Autoregressive Conditional Heteroskedasticity Modles.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, T. and Matsuda, Y.
    • 雑誌名

      J.Japan Statist. Soc.

      巻: 47 ページ: 221-236

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Locally stationary spatio-temporal processes Japanese Journal of Statistics and Data Science2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, Y. and Yajima, Y.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Statistics and Data Science

      巻: 1 ページ: to appear

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s42081-018-0003-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Continuous auto-regressive moving average random fields on Rn2017

    • 著者名/発表者名
      Brockwell Peter J.、Matsuda Yasumasa
    • 雑誌名

      J. Roy. Statist. Soc., Ser. B.

      巻: 79 ページ: 833~857

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/rssb.12197

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Diurnal Transcriptome and Gene Network Represented through Sparse Modeling in Brachypodium distachyon2017

    • 著者名/発表者名
      S. Koda, Y. Onda, H. Matsui, K. Takahagi, Y. Uehara-Yamaguchi, M. Shimizu, K. Inoue, T. Yoshida, T. Sakurai, H. Honda, S. Eguchi, R. Nishii and K. Mochida
    • 雑誌名

      Frontiers in plant science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.02055

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Statistical Gene Analysis And Contributions To Low-Carbon Society2018

    • 著者名/発表者名
      Satoru Koda, Ryuei Nishii,Keiichi Mochida, Yoshihiko Onda
    • 学会等名
      I2CNER Annual Symposium
  • [学会発表] Statistical gene data analysis and applications to plant growth2018

    • 著者名/発表者名
      Satoru Koda, Yoshihiko Onda, Hidetoshi Matsui,Ryuei Nishii and Keiichi Mochida
    • 学会等名
      共同研究集会
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial Autoregressive Conditional Heteroscedasticity Models and Their Applications to Land Price Data in Tokyo.2017

    • 著者名/発表者名
      Sato, T. and Matsuda, Y.
    • 学会等名
      11th World Conference of the Spatial Econometrics Association, June 13-15, 2017, Singapore Management University School of Economics, Singapore
    • 国際学会
  • [学会発表] CARMA random fields on Rn2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, Y.
    • 学会等名
      Lilac International Conference of Application on Statistics, in activity center of Harbin Institute of Technology from June 2nd to 5th, 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nonstationary extension of CARMA random fields.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, Y.
    • 学会等名
      Workshop on Levy processes and time series in honour of Peter Brockwell and Ross Maller. Ulm University, Ulm, Germany
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatio-temporal autoregressive conditional heteroskedasticity model.2017

    • 著者名/発表者名
      Sato, T. and Matsuda,
    • 学会等名
      11th International Conference on Computational and Financial Econometrics. December 16-18, 2017, Senate House, University of London, UK.
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatio-temporal CARMA models in English Session: History and recent development of spatio-temporal statistics2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, Y.
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会, 南山大学
  • [学会発表] Feature Selection of Support Vector Regression Based on Information Theoretic Criteria2017

    • 著者名/発表者名
      西井 龍映
    • 学会等名
      The SIAM Workshop on Parameter Space Dimension Reduction
    • 国際学会
  • [学会発表] サポートベクター回帰における変数選択2017

    • 著者名/発表者名
      西井 龍映
    • 学会等名
      統計関連学会連合大会
  • [学会発表] Structured Support Vector Machine を用いた土地被覆画像のマルチラベル判別2017

    • 著者名/発表者名
      江田智尊, Abdallah Zeggada, Farid Melgani, 西井 龍映
    • 学会等名
      日本分類学会第36回大会
  • [学会発表] 太陽風が弱い地震の引き金であることの統計的検証2017

    • 著者名/発表者名
      西井 龍映
    • 学会等名
      共同研究集会
  • [学会発表] 異分野と統計学の相互貢献2017

    • 著者名/発表者名
      西井 龍映
    • 学会等名
      AIMaPワークショップ
  • [学会発表] Cluster detection using spatial scan statistic and its new development in large-scale scanning.2017

    • 著者名/発表者名
      Ishioka, F. and Kurihara, K.
    • 学会等名
      2017 Conference of the International Federation of Classification Societies, Tokyo, 2017.8.8.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Statistical evaluation for spatial complexity based on echelon trees.2017

    • 著者名/発表者名
      Kurihara, K., Kajinishi, S. and Ishioka, F.
    • 学会等名
      2017 Conference of the International Federation of Classification Societies, Tokyo, 2017.8.8.
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of spatial cluster detection method based on all geographical linkage patterns.2017

    • 著者名/発表者名
      Ishioka, F., Kawahara, J., Kurihara, K.
    • 学会等名
      IASC-ARS2017 (The Conference of the Asian Regional Section of the International Association of Statistical Computing), Auckland, 2017.12.12.
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on Econometric Analysis for Big Data2018

  • [学会・シンポジウム開催] Workshop on spatial and spatio-temporal data analysis2017

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-06-10  

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