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2012 年度 実績報告書

離散的最適化と時系列解析による人工衛星データの復元と知識発見

研究課題

研究課題/領域番号 22650029
研究機関政策研究大学院大学

研究代表者

土谷 隆  政策研究大学院大学, 政策研究科, 教授 (00188575)

研究分担者 上野 玄太  統計数理研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (40370093)
池上 敦子  成蹊大学, 理工学部, 教授 (90146936)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード人工衛星 / 惑星科学 / 線形計画 / データ復元 / Geitail / プラズマ粒子
研究概要

本研究は、人工衛星Geotail から送られてくるプラズマ粒子の粒子数のデータを復元することを目的としている。Geotail では32×16×7の3次元ヒストグラムデータ(各区画に何個の粒子が入っているかのデータ)を12秒ごとに得て地上に送信しているが、通信上の制約より、24時間中16時間については、最後の次元について周辺化した32×16の2次元ヒストグラムデータと粒子の平均と分散共分散行列が送られてくる。3次元ヒストグラムはET-スペクトログラムというグラフに縮約されて描画され、地球惑星物理学研究者の解析に供されるが、この圧縮されたデータから3次元ヒストグラムあるいはET-スペクトログラムを復元するのが本研究の目的である。
昨年度までの研究により、周辺化した次元方向の経験分布を正則化項として付加した線形計画問題によって2次元ヒストグラムから3次元ヒストグラムを復元することが有望であることが明らかになった。本年度は、さらに、隣接した区画間の粒子数が連続的な傾向を示すことに着目して、隣接区画粒子数の滑らかさを事前分布として付加した線形計画問題を考え、滑らかさの程度を様々に変化させて実験を行うことにより、復元率の指標である正答率を向上させることに成功した。
しかしながら、復元データをET-スペクトログラムに描画した時に、特に粒子数が少ない区画については、原図と異なる傾向が見られたため、その原因を究明したところ、粒子がバースト状に入射する状況がうまく捉えられていないことが判明した。そこで描画処理を工夫することにより描画の質をかなり改善することができた。現在復元できていないプラズマ境界層での高エネルギー粒子の南北方向からの入射を復元し、本来北側からのみ入射しているプラズマ境界層での低エネルギー粒子が南側から入射しているように復元されている点を改善するのが今後の課題である。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 事前知識と線形計画法を用いた人工衛星観測データの復元

    • 著者名/発表者名
      馴松晃治, 土谷 隆, 上野玄太, 池上敦子
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会「最適化:モデリングとアルゴリズム」
    • 発表場所
      政策研究大学院大学

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公開日: 2015-05-28  

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