マルコフ確率場モデルを用いた時空間統計モデルの研究とその森林生態系データへの応用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640108
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 間瀬 茂 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (70108190)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤澤 洋徳 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (00301177)
• Keywords: 空間統計学 / マルコフ確率場 / 森林生態系 / ポデーシャル関数 / 最尤推定 / MCMC法 / BCIデータ

Research Abstract

マルコフ確率場モデルを用い、森林生態系の大局的モデル化を行い、最終的に森林生態系の将来の遷移の可能性の有無を探る、という課題の実現に向けて、今年度は(1)マルコフ確率場モデルを当てはめる際の、パラメータの最尤推定量の数値計算法の検討と試行、(2)実際の森林生態系データであるBCIデータにマルコフモデルを当てはめるためのプログラムの作成、の二点に関し研究を行った。現在プログラムはほぼ完成し、BCIデータ12年分に対し試行的計算を行っている段階である。その結果、半以上の年で極めて良好なあてはまりがえられるものの、若干の年ではあてはめに失敗している。現在、これが計算手法上の問題なのか、それとも生態系の経年変化に基づくものなのかを検討すべく、モデルおよびプログラムの再点検を行っている最中である。現在のプログラムは、各区画の最高樹冠が20mを越えるか、それ以下で二値データ化して検討しているが、本来のBCIデータは樹冠高を5段階で記録しており、この情報を直接利用するモデル化の方法も考慮中である。こうした、各年度毎のモデル化の作業を通し、最終目標である空間時系列モデルの検討を目指している。
なお、関連してマルコフ確率場モデルや、生態系の空間モデルの理論を含む空間統計学を解説したわが国で始めての本を執筆し、平成13年度の出版を予定している。又、衛星リモートセンシングによる地球環境データの解析を扱った本に、マルコフ確率場の応用として、レーダー観測による降雨量推定を論じた章を執筆し、やはり平成13年度中の出版を予定している。

Research Products

• [Publications] S.Mase et al.: "Packing Densities and Simulated Tempering for Hard Core Gibbs Point Processes"Amals Inst.Statist.Math.. (発表予定). (2001)
• [Publications] 間瀬茂,武田純: "空間データモデリングー空間統計学の応用"共立出版(出版予定). 192 (2001)
• [Publications] 清水邦夫,間瀬茂 他: "地環環境データ-衛星リモートセンシング"共立出版(出版予定). (2001)