hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
XMLによるモデル記述型統計解析言語の設計と開発

本研究は,統計解析システムの統計解析言語において直接数式を利用できる機能を実現することで,統計モデルの効果的な記述および利用を可能とするものである.一般的に統計解析システムにおいては,統計解析言語を使って統計モデルを記述し,解析を行っていく.よって統計モデルの記述をいかに利便性をもってできるかが重要となる.従来の統計解析言語のその多くは文字ベースであり,解析の手順はもとよりその統計モデルの記述においても文字ベースの専用言語に変換する必要があった.ほとんどの統計モデルは数式で記述されるものであり,統計解析言語において直接に数式を利用できることはユーザにとって多くの利便性をもたらすといえる.また,内部的な実装においてもコンピュータ上で数式を表現するための統一フォーマットであるMathML(XMLの拡張)を用いることで,他システムとのモデルの共有と再利用をも目的とする.16年度及び17年度では,統計解析言語において数式を利用するための言語設計と実装を行った.実装においては,汎用統計解析システムであるJaspに,数式編集のためのユーザインタフェースの拡張,内部データ構造の変更,数式用インタプリタの実装などを行うことで実現した.18年度ではさらなる利便性と安定性向上ための実装を行った.また,実際の数式モデルを使った本システムの検証を行うことで,その有効性が確かめられた.本研究の目的は,統計解析システムにおける統計解析言語として,数式を中心としたモデル記述型言語の設計と,その実装としてXML技術を応用することにより機能性と拡張性を兼ね備えた言語の実現およびその環境の設計,開発を行うことにある.本年度は,統計解析システムにおける数式のモデル記述言語としての有用性を検証し,言語設計の基本的な枠組みの検討を行った.また,プロトタイプとして,実際の統計解析システムに数式を利用した統計解析言語およびそのインタフェースの実装を行った.言語設計については,統計手法や統計モデルは基本的に数式で表現できるがプログラム全体がすべて数式で記述できるわけではなく,その対応をいかに行うかという点と,統計解析言語としてどのような数式表現までをプログラムとして処理できるようにするか,という点を主に検討した.具体的には,前者はプログラムと数式を対応させるためのバインディングの方法を設計した.後者としては,現段階では一般的な統計解析システムでそのまま認識可能な数式のみを対象とすることにしたが,この点については今後改善を図る予定である.実装については,統計解析システムであるJaspにおいて,実際に数式表現を用いたプログラミングと実行ができるように拡張を行った.この実装の主な点としては,数式の入力および編集のためのユーザインタフェース(数式エディタ)の拡張,および数式表現を含んだプログラムの実行をXML (MathML)を中間言語として処理を行うことを実装した.本研究は,統計解析システムにおいて,数式を直接に利用できるようなユーザインタフェースおよび統計解析言語を実現することで,ユーザの利便性を高めることを目標としている.統計解析におけるほとんどの統計モデルが数式で記述できることから,数式の取り扱いが統計解析システムにおいても重要な役割を果たす.しかし,既存の統計解析システムの多くは数式を直接に扱うことができない.したがって,本研究で実現する,数式が直接に利用できるということにより,さまざま利点がユーザにもたらされる.具体的には,直感的なプログラムの記述,認識が可能となる.さらにXML技術を用いることにより,プログラム,ライブラリなどをさまざまなシステム,アプリケーション間で相互利用でき,資源を有効に利用できるようになる.本年度では,前年度に引き続き,数式を統計解析システムで利用するための言語設計のさらなる改善と,それにともなう実装を行った.実装においては,汎用統計解析システムJaspに対し,数式表現を用いたプログラミングと実行ができるように拡張を施した.数式はその意味と表現という2つの特性をもつが,本年度では数式の意味の観点から数式を入力,編集できるような実装を行った.これは,統計解析システムのように数式を評価,実行するというシステムでは適した方法であり,ユーザに対するインターフェースとして優れているといえる.また,数式の表現においてもユーザ自身が選択できるようにしており,統計解析システムのユーザインタフェースとしての新たな実現といえる.本研究は,統計解析システムの統計解析言語において直接数式を利用できる機能を実現することで,統計モデルの効果的な記述および利用を可能とするものである.一般的に統計解析システムにおいては,統計解析言語を使って統計モデルを記述し,解析を行っていく.よって統計モデルの記述をいかに利便性をもってできるかが重要となる.従来の統計解析言語のその多くは文字ベースであり,解析の手順はもとよりその統計モデルの記述においても文字ベースの専用言語に変換する必要があった.ほとんどの統計モデルは数式で記述されるものであり,統計解析言語において直接に数式を利用できることはユーザにとって多くの利便性をもたらすといえる.また,内部的な実装においてもコンピュータ上で数式を表現するための統一フォーマットであるMathML(XMLの拡張)を用いることで,他システムとのモデルの共有と再利用をも目的とする.16年度及び17年度では,統計解析言語において数式を利用するための言語設計と実装を行った.実装においては,汎用統計解析システムであるJaspに,数式編集のためのユーザインタフェースの拡張,内部データ構造の変更,数式用インタプリタの実装などを行うことで実現した.18年度ではさらなる利便性と安定性向上ための実装を行った.また,実際の数式モデルを使った本システムの検証を行うことで,その有効性が確かめられた.
要介護高齢者におけるMASAとVEの比較による摂食嚥下スクリーング法の開発

MMASAの合計点の平均は74.6±13.9点であった。VEの結果より、摂食嚥下障害を認めた者は44名であり、有病率は89.6%であった。既存の摂食嚥下障害のカットオフ値94点を使用した場合、感度は0.91であった。誤嚥を認めた者は20名であり、誤嚥の有無によりMMASAの合計点に統計学的に優位な差を認めた。算出した誤嚥のカットオフ値は71点であり、診断精度は感度0.75、特異度0.81、尤度比3.28であった。誤嚥の有無でMMASAの各評価項目の点数が統計学的に有意な差を認めたのは7項目であった。以上より、MMASAは要介護高齢者の摂食嚥下機能の評価に有用であることが示唆された。収集したデータのうち、慢性期脳卒中患者でJCS1桁の要介護高齢者34名において、MMASAの診断精度の検討を行い、第300回東京歯科大学記念学会・総会において発表した。本発表では、MMASAのオリジナルの判定値(カットオフ値)94点における、MMASAの診断精度の検討と誤嚥のカットオフ値を算出し、その診断精度を検討診断精度について検討を行った。結果は、MMASAのオリジナルのカットオフ値94点の場合、高い感度で摂食嚥下障害を判定できたが、特異度は低い値となった。しかし、正診率は76.5%であることから、慢性期脳卒中患者において、MMASAの合計点が94点以下の場合は嚥下障害の疑いが高いので、専門医による精査が必要であるといえる。さらに75点以下では誤嚥のリスクが高まることから、画像検査を含めた精査が必要であることが示唆された。次年度は、さらに対象者を増やしより正確な診断精度と有用性の算出と有用性の検討を行う予定である。現在までにデータ収集の継続と集まったデータでの学会発表を行ってきた。研究条件にあてはまる摂食嚥下障害患者が当初の予定よりやや少ないため、おおむね順調に進展しているという状況である。本年度は、さまざまな疾患を有する要介護高齢者にMASA、MMASAとVEを実施した。対象者は東京歯科大学水道橋病院に嚥下機能評価依頼があり、研究の同意が得れらた慢性期脳卒中を有する要介護高齢者48名である。対象者にMMASAとVEを実施した結果についての検討を行った。Mannらが作成したオリジナルのMMASAには、急性期脳卒中患者のためのカットオフ値が94点と設定されており、94点以下の場合「嚥下障害の疑いあり」と設定されている。本研究ではこのカットオフ値を用いた場合の診断精度を算出した。MMASAの合計点を算出すると平均74.6±13.9点であり、94点以下の者は44名であった。VEの結果より、誤嚥、咽頭残留、舌運動および食塊保持の異常を認めた者を、嚥下障害群とした。本対象者のうち、嚥下障害は43名であり、有病率は89.6%であった。カットオフ値を94点にした場合の感度は0.93、特異度は0.20%、尤度比は1.2であった。判定値を94点とした場合、高い感度で摂食嚥下障害を判定することができたが、特異度は低い結果となった。しかし正診率は90.1 %であることから、慢性期脳卒中患者においても、臨床でのスクリーニング時に94点以下であった場合は、専門医による精査を検討する必要があることが示唆された。この研究結果は、2017年3月2日4日のDysphagia Research Society 25th Annual Meetingにおいて「Accuracy in determination of dysphagia risk in dependent elderly with chronic stroke Accuracy of MMASA for dependent elderly with chronic stroke」という演題名でポスター発表を行った。昨年度行った慢性期脳卒中を有する要介護高齢者にMMASAを実施してきた。しかし、本検討において、対象者を増やして検討するため、平成29年度まで研究期間を延長し対象者を増やす予定である。また、国際学会での発表時にMASAを用いた研究を行っているアメリカの研究者から、日本人以外にもこの内容を理解してもらうためには、日本の医療や介護システムについて論文に記載する必要がある等の指摘をいただいた。今後、対象者数を増やし今後論文を作成し、国際学会誌予定である。本年度は、昨年までの結果をもとに論文の作成を行った。対象者は同意が得れらた慢性期脳卒中を有する要介護高齢者48名である。MMASAの合計点は要介護度やFOISとの強い相関を認めた。要介護度と誤嚥の有無の間に相関を認めたが、要介護度と咽頭残留の有無では相関を認めなかった。判定値を94点にした場合の感度は0.93、特異度は0.20%、尤度比は1.2であったため低い結果となった。

しかし、正診率は90.1%であることから、慢性期脳卒中患者においても、臨床でのスクリーニング時に94点以下であった場合は、専門医による精査を検討する必要があることが示唆された。また、誤嚥群および咽頭残留群間ともにMMASAの各評価項目の点数において統計学的に検討を行うと、有意に点数が低くなったのは「Tongue strength」「Tongue Coordination」の2項目であった。これは慢性期脳卒中の結果と同時に、要介護状態による廃用の可能性も考えられるため今後の検討が必要である。以上より、MMASAは要介護状態の慢性期脳卒中患者の嚥下機能の評価に、有用であることが示唆された。以上の内容で論文を作成し、英文雑誌への投稿を行うための翻訳および校正を行った。現在投稿の最終段階を迎え、Geriatrics & Gerontology Internationalに投稿を行う予定である。MMASAの合計点の平均は74.6±13.9点であった。VEの結果より、摂食嚥下障害を認めた者は44名であり、有病率は89.6%であった。既存の摂食嚥下障害のカットオフ値94点を使用した場合、感度は0.91であった。誤嚥を認めた者は20名であり、誤嚥の有無によりMMASAの合計点に統計学的に優位な差を認めた。算出した誤嚥のカットオフ値は71点であり、診断精度は感度0.75、特異度0.81、尤度比3.28であった。誤嚥の有無でMMASAの各評価項目の点数が統計学的に有意な差を認めたのは7項目であった。以上より、MMASAは要介護高齢者の摂食嚥下機能の評価に有用であることが示唆された。収集したMASAとMMASAの結果とVEの結果より、要介護高齢者におけるMASAおよびMMASAの診断精度を算出し、比較を行う。MASAより高い診断精度が得られれば、要介護高齢者の摂食・嚥下機能評価により簡便なMMASAの使用が妥当と考えられる。そして、MMASAの合計点とVEの結果をもとにReceiver operating characteristic (ROC)曲線を作成し要介護高齢者の誤嚥および咽頭残留の判定に最適なMMASAのカットオフ値を算出する。その後、急性期脳卒中患者のための既存のカットオフ値94点と診断精度の比較を行い、要介護高齢者に適応したカットオフ値の検討を行う。その結果を学会発表および論文の作成をする予定である。今年度6月までに集まったデータの統計学的検討を行う。要介護高齢者におけるMMASAの診断制度や、慢性期脳卒中患者の摂食嚥下機能評価に適切なカットオフ値を算出する。結果をもとに、英語論文作成を行い、本年度内に投稿を行う。歯科参加発表を予定していた海外学会を取りやめたため差額が発生いたしました。平成28年度に論文を作成し、その英文校正費用として予定していた費用が残っている。しかし、研究成果をよりよいものとするために研究期間を延長することとし、論文作成は平成29年度に行うことに変更した。145267円を平成29年度に使用する予定に変更した。本年度はデータ集積の継続と解析、論文作成を行う予定です。対象者が現在48名である。目標人数が60人のため、平成29年度も調査を延長し、その後論文を作成予定である。昨年度の残金145267円を本年度作成する予定の英語論文の校正費用に使用する予定である。
海洋生物の大回遊機構解明のための地磁気センサロガーの開発

近年のマイクロエレクトロニクスの急速な発展は、海洋生物の行動生態研究に画期的な研究手法を提供することとなった。現在、各種のマイクロデータロガーや超音波テレメトリー並びに人工衛星によるテレメトリーなどによって、海洋生物の遊泳水深、遊泳速度・加速度、経験水温、体内温度等が得られるようになってきている。また、我々の研究によって自由遊泳中の海洋生物の心拍数の計測も可能となった。本研究においては、これらのセンサーに加えて、地磁気センサーを搭載したデータロガーを開発し、これにより海洋生物の三次元行動を測定しようとするものである。平成12年度、地磁気センサーと加速度センサーを組み合わせた最初のプロトタイプを製作した。このプロトタイプを平成12年度及び13年度に亘ってタイ国水産局(現海洋沿岸資源局)傘下のウミガメ保護ステーションにある飼育池(約5ヘクタール)で実際のウミガメ(アオウミガメおよびタイマイ)に装着してデータを取得した。この実験によって、このプロトタイプのデータロガーによってウミガメの遊泳方向並びにウミガメの遊泳推進力であるフリッパーの頻度が測定できることが分かった。これらの実験結果を下にプロトタイプの改良を行い平成14年度と15年度に実海域実験をアンダマン海におけるアオウミガメの重要な産卵地であるシミラン諸島フーヨン島において実施した。この結果、当初の目的であるウミガメの実海域における三次元の遊泳行動の再現に成功した。現在、各種のマイクロデータロガーや超音波テレメトリーによって、海洋生物の遊泳水深、遊泳速度、加速度、経験水温、体内温度等が得られるようになっている。本研究では、マイクロデータロガーに地磁気センサーを搭載して、海洋生物の遊泳方向をリアルタイムで測定する。本年度において、地磁気センサーにMR(磁気・抵抗)センサーを採用した試作器(地磁気センサーロガー)を作製した。本地磁気センサーロガーは3次元の地磁気と合わせて3次元の加速度を測定できる。地磁気データは200Hzで測定し、内蔵のスマートメディアに記録することができる。外形は54mmφx178mm、空中重量は約500gである。本地磁気センサロガーをタイ国のウミガメ保護管理センター(マンナイ島)で飼育中のアオウミガメの背甲部に装着し、13日間の連続測定に成功した。海洋生物の行動測定には小型記録計(アーカイバルタグ)、電波または超音波発信機による追跡などのバイオテレメトリーが用いられる。しかし現状のバイオテレメトリーでは、連続的に位置情報を得ることができない。本研究では、海洋生物の遊泳経路を連続的に測定する目的で、地磁気センサと加速度センサを搭載した地磁気センサ加速度計(MRロガー)を開発した。地磁気センサにはHoneywell社のmagneto-resistive(MR)センサを用いた。このセンサは3軸方向の地磁気を測定し、その値をデジタル出力することができる。加速度センサはAnalog Devices社の半導体センサを用いた。地磁気および加速度データはスマートメディア(64MB)に記録される。完成した2台のMRロガーはそれぞれチタン製500m耐圧ケース(40.8mmφ×300mm)に収められ、水中重量は320gであった。実証実験をタイ国ウミガメ保護ステーションでタイマイ雌成体2頭を用いて行った。タイマイの甲羅にエポキシ樹脂で木製の台座を取り付け、その上にデータロガーをケーブルタイで固定した。なお測定間隔は50msに設定した。2001年9月25日にステーション内の飼育池(約5ha)に放流し、同月27日に回収した。2頭のタイマイに装着したMRロガーは実験期間中甲羅から剥がれ落ちることなく、48時間余りの連続データを記録することに成功した。地磁気の水平成分からタイマイの遊泳方向の測定を試みた。また、加速度データの変動係数からタイマイの昼・夜による活動性の違いが得られることがわかった。

現在、各種のマイクロデータロガーや超音波テレメトリーによって、海洋生物の遊泳水深、遊泳速度・加速度、経験水温、体内温度等が得られるようになった。また、我々の研究成果によって、自由遊泳下の海洋生物の心拍数を計測することも可能となった。本研究では、これらのセンサーに加えて地磁気センサー搭載したデータロガーを開発し、これにより海洋生物の三次元行動を測定しようとするものである。昨年までの成果によって、三次元の地磁気と二次元の加速度を同時に計測する地磁気ロガーのプロトタイプを完成させた。合わせて、飼育環境下にあるアオウミガメおよびタイマイに装着してデータを取得するとともに、得られたデータから、ウミガメの行動を再現することができた。本年度は、昨年までに開発し、飼育環境下でのデータ取得に成功したプロタイプを改良し、アンダマ海のシミラ島に産卵上陸するアオウミガメに装着し、データを得た。近年のマイクロエレクトロニクスの急速な発展は、海洋生物の行動生態研究に画期的な研究手法を提供することとなった。現在、各種のマイクロデータロガーや超音波テレメトリー並びに人工衛星によるテレメトリーなどによって、海洋生物の遊泳水深、遊泳速度・加速度、経験水温、体内温度等が得られるようになってきている。また、我々の研究によって自由遊泳中の海洋生物の心拍数の計測も可能となった。本研究においては、これらのセンサーに加えて、地磁気センサーを搭載したデータロガーを開発し、これにより海洋生物の三次元行動を測定しようとするものである。本研究期間に地磁気センサーと加速度センサーを組み合わせた各種のプロトタイプを製作した。これらのプロトタイプを最初の段階はタイ国水産局(現海洋沿岸資源局)傘下のウミガメ保護ステーションにある飼育池(約5ヘクタール)で実際のウミガメ(アオウミガメおよびタイマイ)に装着してデータを取得した。これらの実験結果を下にプロトタイプの改良を行い最終的にはアンダマン海におけるアオウミガメの重要な産卵地であるシミラン諸島フーヨン島において、実海域実験を行い、当初の目的である三次元の遊泳行動の再現に成功した。
小型水チェレンコフ検出器の開発及び加速器を使った長期線ニュートリノ振動の精密測定

当該年度には、ニュートリノを検出するための小型水チェレンコフ検出器Mizucheを使って取得したデータの解析を主に行った。実データと検出器シミュレーションを使って得られた結果との比較を行った結果、予想以上に背景事象が多いことが判明した。この結果に対して、どの種類の粒子が主な原因となっているかの特定に取り組んだ。粒子の種類ごとに検出器シミュレーションを行い、それぞれの混入率を見積もることで、γ線粒子の寄与が最も大きいことを突き止めた。そして、実際にMizuche検出器に入射するγ線粒子の数の簡易測定を行うことで、背景事象となるγ線粒子の数の見積りを行った。また、更に精確に背景事象数を測定するための実験案を考案し、測定を行う準備を進めていたが、年度始めの大強度陽子加速器施設J-PARCでの不慮の事故による加速器停止のため中断せざるを得なかった。測定感度向上のために開発に取り組んでいた信号増幅器の大量生産もに見送ることになった。加速器の停止により、目標の統計量には届かなかったが、背景事象の源に対する理解を進めることとができた点は、今後の方針を固める重要なステップであった。本研究では、東海ー神岡間長基線ニュートリノ振動実験(T2K実験)の将来的な測定感度向上を目指すため、新たに小型の水チェレンコフ検出器Mizucheを開発した。本年度は、この検出器を使ったデータ取得に成功した。また、検出器シミュレーションを行った結果と比較することで、信号事象の理解や、背景事象の要因となる粒子を同定した。実際に、背景事象となる粒子を測定することで、現在の結果への混入率の見積もり、及び今後の測定方針の決定を行うことができた。今後の推進方策として、検出器の安定運用およびデータ取得に加え、背景事象となる粒子の数の精確な測定を行う。背景事象数測定の結果と、これまでに得られたデータと合わせて、検出器で反応したニュートリノの数をより正確に算出する。
ステレオ観測による高解像度TeVガンマ線画像を用いた超新星残骸の細密研究

今年度新たに3台の望遠鏡のステレオ観測によって取得した超新星残骸RCW86のデータの解析を行った。ここで、3台の望遠鏡によるステレオ観測は始まったばかりであり、解析手法が確立されていなかったため、解析プログラムの整備が必要であった。まずは点源の標準ガンマ線天体(点源)である、かにパルサー/星雲の解析を行い、これまでのチェレンコフ望遠鏡観測による結果と矛盾のない結果が、我々の解析手法でも得られることを確認した。これをRCW86に適用する上では、かにパルサー/星雲が点源であるのに対しRCW86は視野で1度近く広がりがあること、かにパルサー/星雲の観測は天体を視野に置いたときに同一視野でバックグラウンドの見積もりを行うのに対してRCW86はバックグラウンドデータの観測を別途行う、という観測方法の違いがあること、の2点が考慮されなければならなかった。そこで次にRCW86とこれらの条件が一致する、超新星残骸RX JO852.0-4622の解析を行った。この天体はシェル構造を持ち、ガンマ線放射が確実となっている。RX J0852.0-4622の解析を行うことで、広がった放射に対する解析方法を構築していった。我々のグループでガンマ線放射を発見した天体であるが、このときは1台の観測によるもので、その放射は超新星残骸の一部からのものであったが、今回はステレオ観測でシェル全体からの放射をとらえることに我々としては初めて成功した。また、その放射量は、HESSというチェレンコフ望遠鏡のグループの出した結果と矛盾のないものであった。今年度は4月、9月、12月の3回、南オーストラリアにある観測所に行き天体観測を行った。9月の観測では新しい3台目の望遠鏡の最終調整にも立ち合った。超新星残骸RCW86の解析については、まず、これまでの2001年、2002年のデータを併せた解析をまとめ、およそ4σ程度の有意度でのガンマ線イベントの検出に成功した。その結果について、8月につくばで行われた宇宙線国際会議で口頭発表した。さらに今年度3、4月には超新星残骸RCW86のCANGAROO望遠鏡での観測を2001年、2002年に引き続き行い、データを取得した。今回は昨年度から稼働し始めた望遠鏡を含めた2台での観測となった。1台目の望遠鏡のについては、観測所近くにあった政府施設の明かりが弱くなったため前年度までに観測を行った時に比べてノイズの少ないデータが得られたので、エネルギー閾値を引き下げることができた。また、エネルギー閾値が下がると低エネルギー側においてはミューオンの影響が無視できないことも分かったので、このことを考慮して解析を行うことで現在までに1台目の望遠鏡のデータからガンマ線らしきイベントの検出に成功した。その結果については、3月28日、日本物理学会において発表する。2台目の望遠鏡のデータについては、まずはステレオモードではなく単独の望遠鏡でのガンマ線イベント探査を行っている。1台目に比べてエネルギー閾値の下がった2台目においてはもともとミューオンバックグラウンドが問題になることは言われていたが、そのほとんどがカメラ上でリングを形成しないことが分かり、その効率良い除去の仕方について検討中である。今年度は5月、1月の2回、南オーストラリアにあるCANGAROO-III観測所に行き天体観測を行った。今年度は我々のプロジェクトの最終段階である4台の望遠鏡での観測が開始したので、この2回は4台の望遠鏡での観測となった。5月の観測では、揃ったばかりである4台それぞれの望遠鏡の宇宙線によるトリガレート、ミューオンバックグラウンドによるトリガレートの違いなども確認できた。超新星残骸RCW86の解析については、昨年度取得したデータの解析を引き続き行った。昨年度の観測は当時新設されていた1台を含めた、2台の望遠鏡による観測であったが、そのうち2台目の望遠鏡のデータについての解析を主に行った。しかし、これまでの解析では有意なガンマ線信号は得られていない。この天体は銀河面近くに位置しており視野が全体的に明るいが、感度のよくなった新しい望遠鏡ではこの影響が強く、これによるノイズが落としきれていないことが考えられる。さらに、2台の望遠鏡の同時トリガのかかった「ステレオイベント」についての解析を、この新しい解析方法を考え、行った。このトリガモードを用いれば上記のようなノイズは除去できることになる。ところがこの2台はカメラの形状や視野の大きさを始め仕様が大きく異なり、大変扱いにくいことが分かった。また1台目の望遠鏡に引きずられてエネルギー閾値も高くなってしまう。そこで、現在では2台目と同様の仕様である望遠鏡がさらに2台追加され、性能の似た3台によるステレオ観測が開始しているので、今年度3月、来年度4月にもう一度観測することを決定し、共同研究者の了承を得た。

これをRCW86に適用する上では、かにパルサー/星雲が点源であるのに対しRCW86は視野で1度近く広がりがあること、かにパルサー/星雲の観測は天体を視野に置いたときに同一視野でバックグラウンドの見積もりを行うのに対してRCW86はバックグラウンドデータの観測を別途行う、という観測方法の違いがあること、の2点が考慮されなければならなかった。そこで次にRCW86とこれらの条件が一致する、超新星残骸RX JO852.0-4622の解析を行った。この天体はシェル構造を持ち、ガンマ線放射が確実となっている。RX J0852.0-4622の解析を行うことで、広がった放射に対する解析方法を構築していった。我々のグループでガンマ線放射を発見した天体であるが、このときは1台の観測によるもので、その放射は超新星残骸の一部からのものであったが、今回はステレオ観測でシェル全体からの放射をとらえることに我々としては初めて成功した。また、その放射量は、HESSというチェレンコフ望遠鏡のグループの出した結果と矛盾のないものであった。
シロアリの階級分化機構の解明とシロアリ養殖によるバイオディーゼル燃料生産への応用

幼若ホルモン結合タンパク質の1種であるヘキサメリン遺伝子の発現をRNA干渉により抑制すると、ヤマトシロアリのニンフ(将来、翅蟻へ分化する階級)の幼形成熟(女王と王とは異なり幼形形質をとどめたまま産卵能をもつようになった個体)への分化が促進されることが分かった。また、ブナシメジ廃菌床には、ヤマトシロアリの職蟻およびニンフの幼形成熟への分化ならびに幼形成熟による産卵を促進する物質が含まれていた。この物質の候補として、ヒドロキシシナピン酸とアラビノキシロビオースのエステルを分離・同定した。ブナシメジ廃菌床に含まれるヤマトシロアリの幼形生殖虫(女王と王とは異なり幼形形質をとどめたまま産卵能をもつようになった個体)への分化ならびに幼形生殖虫による産卵を促進する物質の候補として,ヒドロキシシナピン酸とアラビノキシロビオースのエステルを分離・同定した。北海道立林産試験場より提供されたエノキタケ,マイタケ,ブナシメジの廃菌床ならびに廃菌床の水,熱水,50%エタノール,エタノール抽出物を添加したろ紙でヤマトシロアリを飼育し,各廃菌床の50%エタノール抽出物にヤマトシロアリの幼形生殖虫による産卵促進活性があることを見出した。これら3種類のきのこ廃菌床の50%エタノール抽出物を液クロ(HPLC)で分析し,共通する成分の単離を試みたが,共通成分は存在していないことがわかった。シロアリの階級分化で主要な働きをする幼若ホルモンの運搬や保護に深くかかわる幼若ホルモン結合蛋白質の1つであるヘキサメリン遺伝子を対象としたRNA干渉をヤマトシロアリの職蟻とニンフに対して行った。職蟻では兵蟻への分化の促進などは起こらなかったが,ニンフではRNA干渉でヘキサメリンの発現を抑制した個体で幼形生殖虫への分化が促進されることが明らかになった。幼形生殖虫への分化が促進されることは産卵能をもつ個体数の増加を意味しており,シロアリ養殖に重要なシロアリの個体数を増やすための方法が1つ新たに確立されたことになる。またRNA干渉の副産的技術として,シロアリの共生原生生物の遺伝子を標的としたsiRNAにより共生原生生物を破裂させることに成功した。この技術はシロアリ特異的であり人畜に安全なシロアリ駆除技術へと発展する可能性がある。シロアリの変態は,主に幼若ホルモン(JH : juvenile hormone)と前胸腺ホルモン(エクダイソン)により制御されている。このJHの保護・運搬に係るJH結合タンパク質として,ヘキサメリン,ヴィテロジェニンおよびリポフォリンが知られている。これらJH結合タンパク質の発現量を抑制することでシロアリの分化を制御できる可能性があり,本研究ではこれらタンパク質をコードする遺伝子の塩基配列の解析ならびにRNA干渉実験によるシロアリ体内での発現量の抑制を行った。先ず,昨年度までに解読したヘキサメリン遺伝子(AB371986)の塩基配列をもとに,ヘキサメリンタンパク質の抑制を目的としたRNA干渉実験を行った。またヴィテロジェニン遺伝子に関して,昨年度に解明した部分配列(131塩基)をもとに3'-RACE,5'-RACE法による解析を行い,3'側の塩基配列を解読した。しかし,5'-側の配列(AB520715)は富山大学の前川等により既にDDBJに登録された。また,リポフォリンのdegenerate PCRを行ったが,これまでのところ他の昆虫のリポフォリンと相同性の高い配列は得られていない。上述のヘキサメリンを標的としたRNA干渉実験では,ヤマトシロアリへのdsRNA(二本鎖RNA)の注入12日後に,ヘキサメリン遺伝子の発現量の低下が起こった。約1週間後の段階では,シロアリの脂肪体などヘキサメリン遺伝子の発現量の増加が認められる部位もあった。このRNA干渉実験時に,職蟻から兵蟻あるいは職蟻型幼形生殖虫(エルガトイド)への分化促進は観察されなかった。一方,ニンフでは産卵能力をもつニンフ型幼形生殖虫(ニンフォイド)への分化が促進された。ヘキサメリンをRNA干渉により抑制することで,ニンフのニンフォイドへの分化を促進し,新たに出現したニンフォイドによる産卵を誘導できる可能性が見出された。ヤマトシロアリのヘキサメリン遺伝子の部分配列(635-1219塩基)を標的とした585塩基長からなる長鎖2本鎖RNAをin vitro Transcription T7 Kit for TNA synthesis(TaKaRaBio)を用いて合成した。また,同じくヤマトシロアリのヘキサメリン遺伝子の3箇所の部分配列(330-348,2107-2115,2273-2291塩基)を標的とした短鎖2本鎖RNAを設計し,その合成を北海道システムサイエンス(株)に依頼した。長鎖・短鎖2本鎖RNAともに3'末端にUU2塩基の突出末端を付加した形で調製した。

ヤマトシロアリの職蟻に,各々500pg(2.3nl)の2本鎖RNAを注入し,ヘキサメリンを標的としたRNA干渉実験を行った。注入後のヘキサメリン遺伝子の発現量の変化をリアルタイムPCRで定量した。長鎖2本鎖RNAを注入した場合に著しいヘキサメリン遺伝子の発現量の低下が認められた。一方,短鎖2本鎖RNAを注入した場合には,配列によりヘキサメリン遺伝子の発現量に大きな差異があることが明らかになった。昨年までの結果より,ヘキサメリンを抑制することで,産卵することのできる階級である幼形生殖虫への分化が促進されることが分かっている。今年度の実験で用いた長鎖2本鎖RNAのヤマトシロアリへの注入によるRNA干渉実験という手法により,幼形生殖虫の数を増やすことが可能となると推定される。このことは,将来,シロアリを人為的に増殖させ,バイオディーゼル燃料として利用する技術の開発へと道を開くものである。
基礎資料に基づく南方熊楠研究の学際的・国際的展開

南方熊楠の基礎資料に関して、和歌山県田辺市の南方熊楠顕彰館を拠点とした研究活動をおこなった。また東京および関西で月1回のペースで研究会を開催し、毎年8月の顕彰館での合宿研究会と合わせて関連の研究者の組織化をおこなった。その成果として『南方熊楠とアジア』(2011年)『南方熊楠大事典』(2012年)『南方熊楠英文論文〔ノーツ・アンド・クエリーズ〕篇』(2014年刊行予定)などを刊行し、今後の研究の基盤を作ることができたと考えている。4月に田村義也、岸本昌也、志村真幸の3名のRAを雇用した。7月に勉誠出版より『南方熊楠とアジア』を刊行し、8月5日に和歌山県田辺市の南方熊楠顕彰館において合評会を開催した。この合評会には、松居の他に研究分担者の奥山・安田・橋爪、連携研究者の小峯・千本、およびRAの田村・志村が参加した。同書には、インド・デリー大学教授のタンカ氏、中国精華大学研究員の高陽氏も寄稿していただき、南方熊楠の研究をアジア圏に広げる試みをおこなっている。4月より12月まで、ほぼ毎月松居が東京に出張して、『南方熊楠大事典』編纂のための研究会をおこない、この成果として1月に勉誠出版より同書を刊行した。これは全800頁に渡り「思想・生活」「生涯」「人名録」「著作」「資料」「年譜」の六部構成で南方熊楠の全体像に迫ったものであり、研究史的にも一時代を画すものとしての評価を得ることができた。4月より2月までほぼ毎月松居および志村が東京に出張し、『南方熊楠英文論文〔ノーツ・アンド・クエリーズ〕誌篇』の作業を進め、粗稿を完成、2012年度秋頃の刊行(集英社)を見込んでいる。これに関連して松居は3月にロンドンに出張し、熊楠の足跡に関する資料の収集をおこなった。4月より3月までほぼ毎月田村が関西に出張し、東京と関西でおこなわれている翻刻のための研究会に参加して、両者の調整をおこなった。田村は南方熊楠顕彰館にもほぼ月ベースで出張し、岸本とも協力して『南方熊楠・小畔四郎往復書簡(四)大正十三年』を顕彰館叢書として刊行した。松居は7月から8月にかけて南方熊楠顕彰館でおこなわれた「南方熊楠のアメリカ時代」展を組織し、8月6日に関連のシンポジウムをおこなった。橋爪は2月に慶尚大学校で開かれた修験道の国際シンポジウムに招かれ「南方熊楠と熊野修験道、山岳信仰」と題して40分間の口頭発表を行った。8月初旬に和歌山県田辺市の南方熊楠顕彰館において合宿研究会をおこなった。この研究会には松居、橋爪、およびRA3名を含めて、計20名程度の関連の研究者が参加し、田辺抜書の読解に関する発表、英文論文翻訳に関する発表などをおこなった。南方熊楠の直筆日記の解読のための研究会を、東京および関西で月一回のペースでおこなった。これらの研究会には、共同研究者およびRAが適宜出張して参加している。これらの研究会によって1927年分および1930年分の日記の読解を進めた。また、今年度中に刊行された武内善信『闘う南方熊楠』、飯倉照平『南方熊楠の説話学』の合評会をおこなった。『南方熊楠英文論文翻訳〔ノーツ・アンド・クエリーズ〕篇』の研究会を計8回おこない、翻訳の最終的なチェックだけでなく、発表の経緯や日本語著作との関連、重要項目の訳注や補注など、さまざまな注釈のための協議をおこなった。この原稿に関してはすでに入稿され、2014年中に刊行予定である。9月に京都でおこなわれた南方熊楠ゼミナールにおいて、松居、安田およびRA2名が、主にこの翻訳作業に関連した本科研の研究成果発表をおこなった。9月に和歌山県田辺市の南方熊楠記念館において南方熊楠旧蔵書中の『和漢三才図会』に関する調査をおこなった。この調査には松居およびRA2名が参加し、その後2014年3月から5月にかけて南方熊楠顕彰館において開催された和漢三才図会展に成果が用いられている。2012年1月に科研メンバーとRAが中心となって刊行した『南方熊楠大事典』に関して、5月6日に執筆者10名程度が参加して合評会をおこなった。またこの前後に執筆者からの訂正部分を取りまとめた。この事典はさいわいにも学術的評価とともに売れ行きもよかったために、2013年春に再版が予定されており、その際にこの結果を反映できる予定である。

8月79日には田辺市の南方熊楠顕彰館において合宿研究会をおこない、本研究代表者の松居竜五、分担研究者の安田、奧山の他に、RAの田村義也、志村真幸、および他の関連の研究者8名程度が参加して、2012年3月に刊行された『季刊民族』の特集「南方熊楠と民俗学」の合評会をおこなった。また、古田幸吉宛南方熊楠書簡の調査や「ロンドン抜書」に関する研究会を開催した。南方熊楠顕彰館においては、10月6日11月4日に月例展として「F・V・ディキンズ」の展観を松居と本科研の連携研究者である千本英史が展観を担当して開催し、10月27日には、松居・千本および岩上はる子によるシンポジウムを開催した。さらに3月26日から5月6日の予定で特別展「南方熊楠の同級生たち」をおこなっているが、こちらも松居、安田、田村が展観を担当しており、本科研の成果を多く用いている。一方、東京、関西、田辺で続けている研究会では、南方熊楠の日記の未解読の部分の翻刻をおこなうとともに、研究に関する情報交換をおこなった。この研究会のために、RAの田村が毎月関西への出張をおこなっている。また、2013年度に集英社から刊行する予定の『南方熊楠英文論文〔ノーツ・アンド・クエリーズ〕篇』の編纂のために、松居およびRAの志村が東京に出張して計10回の研究会を開催した。全体としては順調である。特に、1月に刊行した『南方熊楠大事典』はこれまでの研究を集大成したものであり、書評も多く出て高い評価を得た。一方、懸案の大正期の日記の出版に関しては、難読字や周辺状況の最後の詰めがなかなか進まないために、今年度も実現できず、遅延気味であることは否めない。25年度が最終年度であるため、記入しない。2011年度に『南方熊楠大事典』を初め、いくつかの関連の出版物を成果として発表したことから、2012年度はこれらの著作に基づいて合評会などを多くおこなった。また、南方熊楠顕彰館を中心として、研究会・講演・展観などの点でも充実した成果発表をおこなっている。東京・関西・田辺で継続している研究会も、すべて毎月順調におこなわれた。これらの研究の結果、南方熊楠の思想展開に関する実証的な研究をより精緻なものとするための多大の貢献をなすことができたと考えている。その一方で、2013年度は刊行物の点では多少遅れがあり、予定していた『南方熊楠英文論文〔ノーツ・アンド・クエリーズ〕篇』、『南方熊楠・白井光太郎往復書簡』はほぼ仕上がり、入稿段階にあるものの、刊行自体は来年度に持ち越しとなった。また、『南方熊楠日記』の1914年度以降の部分に関しては、平凡社東洋文庫からの刊行が決定しているが、編集作業に手間取っており、もう少し時間がかかる見込みである。『南方熊楠大事典』の刊行により基礎ができたために、今後さまざまな方面での研究がやりやすくなったと考えている。2012年5月に予定している合評会で論点を整理して、それらの論点に関する個別の研究会を組織していく方向で検討を進めている。一方、日記の刊行については、今後も刊行に向けての努力を続けるが、計画をある程度後倒しせざるを得ないのが現状である。今回の科研では完成が難しく、最終年度以降も継続して作業を続けられるように準備することになる。2013年度に関しては、【現在までの達成度】に記した刊行物の発表に力を注ぐことになる。また、田辺市の南方熊楠顕彰館において、8月初めに合宿研究会を予定している。さらに9月29日に龍谷大学において、南方熊楠顕彰館と南方熊楠記念館(白浜町)の合同の研究発表会としての南方熊楠ゼミナールを開催する予定であり、その中心的な部分として本科研の成果の発表を準備している。今年度からさらに将来を見越した展開としては、現在続けている東京・関西・田辺での翻刻作業の間の連絡関係をさらに強化し、全体として南方熊楠研究の全国的なネットワーク組織を形成することを検討している。
モノクローナル抗体およびレクチンによる甲状腺癌の放射免疫検出法に関する研究

1.研究目的金沢大学癌研究所病態生理部と、研究者らの所属する金沢大学核医学教室で共同開発した申状腺癌に特異的に反応するモノクローナル抗体、および細胞膜上糖質の一定構造(Thomsen-Friedenreich抗原)と特異的に結合することを特微とするピーナツレクチンを用い、RIと標識後、動物およびヒト甲状腺癌組織培養細胞、ならびにヒト甲状腺癌移植ヌードマウスを用いた癌組織への集積の比較検討を試みた。以上の検討結果から、甲状腺癌の検出にモノクローナル抗体とレクチンのいづれが有効かを明らかにして、ヒト甲状腺癌の放射免疫イメージングによる診断および放射線治療への応用を計ることを目的とした。2.研究成果の概要(1)培養化されたヒト甲状腺腺乳頭癌の膜抗原に対して作製された種々のモノクローナル抗体のうち、より特異性の高いKTC-3(IgM抗体)を研究に用いた。KTC-3とRIの標識は、放射性ヨード【^(125)I】,【^(131)I】と【^(111)In】とで行ったが、このうちヨード漂識はヨードゲン法で、【^(111)In】漂識はDTPAを介して検討した。いづれの場合でも、腫瘍への集積(甲状腺癌培養細胞への結合率、ヌードマウス移植甲状腺癌への集積性の検討)は極めて高く、ヒト甲状腺癌への診断および治療に十分応用しうる可能性が示された。(2)レクチンとRIの標識は、ヨードゲン法による放射性ヨードで試みたが、モノクローナル抗体の場合と同様、腫瘍への集積は高く十分診断に応用しうる可能性が示されたが、賢集積性が極めて高いため、治療応用には問題が残った。(3)その他今回の研究に関連づけて、大腸癌に対するモノクローナル抗体および【^(123)I】-IMPを用いた腫瘍イメージングの検討でも、少なからぬ成果が得られた。
表現論，ランダム行列とその周辺の研究

様々なランダム行列の行列要素の混合モーメントを計算する手法である、Weingarten calculusの発展と整備に貢献した。具体的に、7系列の古典型コンパクト対称空間から自然に定まるランダム行列、複合Wishart行列の逆行列、Ginibre行列の擬似逆行列に対して、Weingarten calculusを構成した。それ以外に、Jack多項式を通じた円βアンサブルのトレースの新しい不等式評価、それの応用としての中心極限定理、ストリクトな分割の上のPlancherel平均に対する、ある条件下での多項式性の証明を行なった。本研究課題はランダム行列理論とそれに関連した問題に取り組むことである。表現論と密接に関連しているランダム行列モデルにおいて、行列要素の分布の研究は近年Weingarten calculusにより大きく発展している。このWeingarten calculusの整備を発展させ、さらに応用に取り組むことが主な目的である。また、関連するランダム分割やランダム解析関数の研究にも取り組んでいる。本年度は、コンパクト対称空間に付随するランダム行列に対し、Weingarten calculusを確立した。古典的なコンパクト対称空間は、その制限ルート系により7種類の系列に分けられ、AI、AII、AIII、BDI、CI、CII、DIIIと名付けられていることがよく知られている。それぞれに対し、ランダム行列が自然に定まる。特にクラスAIは円直交アンサンブル(COE)と呼ばれ、円直交アンサンブルの行列要素の分布は、以前の研究代表者自身の研究により具体的な公式を得ることができた。今回の研究では、それ以外の6種類のコンパクト対称空間に対し、同様の問題を解決した。注目すべき点は、それぞれの対称空間に対応したWeingarten関数が登場したことである。このWeingarten関数は、ランダム行列の要素の間の相関を具体的に記述しており、対称群の上の関数として実現される。それらWeingarten関数のフーリエ展開をすべて計算した。本研究課題はランダム行列理論とそれに関連した問題に、表現論的な見地をもって取り組むことである。表現論と密接に関連しているランダム行列モデル、たとえばハール測度を備えたコンパクトリー群などにおいて、行列要素の分布の研究は近年Weingarten calculusにより大きく発展している。このWeingarten calculusを整備、発展させ、さらに応用に取り組むことが主な研究目的である。本年度は近年続けていたTiefeng Jiangとの共同研究の結果を講演発表したことが主な研究実績である。円ユニタリアンサンブル(CUE)というのは、ハール測度を備えたコンパクトリー群のことに他ならない。CUEに属するランダム行列のトレースの分布については、Diaconis--Shahshahani (1994)の結果がよく知られている。彼らの結果を一般の円βアンサンブル(CβE)まで拡張することが我々の目的であった。CUEはCβEのβ=2の場合であり、一般にβは正の実数である。CβEに属するランダム行列のトレースについて、不等式を用いた評価を幾つか与え、それをもとに中心極限定理を証明したことが主結果である。一部の証明ではWeingarten calculusも用いたが、ジャック対称多項式の理論を用いる代数的な方法を多用した。数年前のプレプリントで得られた結果に加え、より強い形の中心極限定理を得たので、それを付け加え発表することとなった。表現論と密接に関連しているランダム行列モデル、例えばCOEやCUEと呼ばれるユニタリ行列モデルにおいて、行列要素の分布の研究が近年Weingarten calculusにより大きく発展している。このWeingarten calculusを整備・発展させ、応用に取り組むことが主な研究目的である。本年度はまず日本数学会秋季総合分科会に於いて特別講演をおこない、Weingarten calculusに関する一連の研究結果を報告した。これにより本研究内容を周知させることに成功したと思う。また、組合せ論における、ある多項式表示問題についての新しい結果を導き出すことに成功した。シフトPlancherel測度と呼ばれる確率測度に従うランダムな分割の振る舞いは、ランダム行列の固有値と似た振る舞いが観測されている。今回の研究では、良い性質を持った対称関数を分割の上の関数と見なし、この確率測度に関して平均をとることで多項式で記述されることを示した。どのような場合に多項式になるか、また具体的にその値が計算できるか、ある程度の指標を得ることができた。一方、数理物理への応用として、量子情報理論へ寄与した。海外の研究者とのメールを通じた共同研究により、量子情報理論におけるある行列モデルの物理量をWeingartencalculusを用いて計算することに成功した。その他、幾つかの情報収集を中心におこなった。作用素環論や輸送理論の専門家と勉強会を実施し、ランダム行列がどのように用いられるかを学んだ。また自由確率論におけるガウス過程のq類似など、今後の研究につながるであろう道具の情報交換をおこない、次年度へ向けた共同研究準備を進めた。大きな研究発表を行い、また新しい論文の作成と、出版にそれぞれ成功した。特にWeingarten calculusの応用として、数理物理学者との新しい共同研究が成功したことが大きな進展である。本研究課題は,ランダム行列理論とそれに関連した話題に,表現論的な見地をもって取り組むことである。表現論と密接に関連しているランダム行列モデル,例えばCOEやC上と呼ばれるユニタリ行列モデルにおいて,行列要素の分布の研究が,近年Weingarten calculusにより大きく発展している。このWeingarten calculusを整備・発展させ,応用に取り組むことが主な研究目的である。

本年度はかねてより共同研究を続けているBenoit Collins (京都大学)と共に,Weingarten calculusの新しい解釈を得た。すなわち,Weingarten calculusにおける表現論的な議論をある程度減らし,組合せ論的なアプローチによって多くの人に理解されやすい形で再定式化した。このようなアプローチにより,二つの大きな進展が得られた。一つはWeingarten関数の一様な評価である。Weingarten関数は,行列の大きさNと置換を変数とする有理関数として与えられる。置換を固定した時のNを十分大きくした時の挙動はよく知られていたが,置換に依らない形の一様な評価はこれまで弱い形しか知られていなかった。その評価を大きく改善することができた。この新しい評価は量子情報理論へ貢献することが期待されている。二つ目の進展は,「COEランダム行列とハール直交行列の2種類のランダム行列に対するWeingarten関数が一致する」という以前から知られていた現象の由来を,簡単に説明することができたことである。複雑な指標の計算を介して観察できていた現象が,ユニタリ性などの行列の簡単な性質で説明できるようになった。また前年度より続けているシフトPlancherel測度の研究も進展した。ランダム分割の極限形に付随する問題がいくつか提起され,共同研究を続けている。様々なランダム行列の行列要素の混合モーメントを計算する手法である、Weingarten calculusの発展と整備に貢献した。具体的に、7系列の古典型コンパクト対称空間から自然に定まるランダム行列、複合Wishart行列の逆行列、Ginibre行列の擬似逆行列に対して、Weingarten calculusを構成した。それ以外に、Jack多項式を通じた円βアンサブルのトレースの新しい不等式評価、それの応用としての中心極限定理、ストリクトな分割の上のPlancherel平均に対する、ある条件下での多項式性の証明を行なった。本年度はWeingarten calculusと関連付けてランダム級数の研究を行なう予定であったが、大学教育等に多く時間を取られ、新しい発見を得ることが叶わなかった。しかし、関連分野に関する知識を深め、今後の見通しを立てることができたので、次年度では大きな進展が期待される。本研究課題の最終年度である。継続している共同研究を中心に、論文をいくつか作成する。以前の研究でフェルミオン・ガウス過程の一つの例を構成した。この内容をより一般化もしくは再解釈を行い、q類似の構成や以前の結果の別証明に取り組む。
国土数値情報を用いた水文流出系の解析

本研究では、水文流出系において国土数値情報を有効に利用する手法として、流域の河川地形を定量的に把握するための水文地形解析システム、および流域地形・地質構造に対応した分布型流出モデルを構築するための流域場モデルの自動生成システムを開発した。本研究で得られた成果を以下に要約する。1.水文地形解析システムの開発国土数値情報(標高デ-タファィル・流路位置ファィル・流域界非集水界線位置ファィル)からディジタルマップを作成し、そのディジタルマップから得られる落水線網をもとに流域河川形状を解析するシステムを開発した。本システムを用いることにより、任晃の流域の3次元的構造を把握することが可能である。また、落水線の通過頻度にしきい値を設けて作成した擬河道網に対して、位数・マグニチュ-ドに基づく地形量、フラクタル次元を自動的に算定することができるため、流域の地形的特徴および特性量を迅速・容易に抽出することが可能である。2.流域場モデル自動生成システムの開発国土数値情報などの数値地形情報をもとに、有限要素法における要素構成法を援用して、対象とする流域を空間的な3角形要素の集合体としてモデル化し、流域界の自動決定・流域の自動分割を行うシステムを開発した。国土数値情報(標高デ-タファイル・流路位置ファイル)を利用することにより任晃の流域で流域地形構造に即した流域場モデルを生成することが可能である。本研究では、建設省国土地理院が整備している国土数値情報のうち昭和50年に整備された地形・土地分類・湖沼に関するデ-タ、昭和52年に整備された流域に関するデ-タを利用することを考える。これらは整備後十余年経過したわけであるが、大量のデ-タであるが故に大型計算機上でもデ-タの取り扱いが煩雑(主としてユ-ザ-用の計算・記憶容量の制限による)であったため、必ずしも有効に利用されてこなかった。本研究はこの「数値化された地図」の活用を図るものであって、流域地形の定量的な把握と地形量の一般的な特性の抽出、降水流出計算に必要な地形量の導出、さらには地形性降雨の生起場の解析を行なった。本年度の成果は以下のようである。1.流路位置デ-タを利用した地形則の検討(高棹・宝・堀)地形図上の流路(河川)および流域界の位置と標高が格納されたファイル(KS-272、273)を利用して、日本全国多数の流域の種々の地形量を算出した。2.標高デ-タを利用した水文地形解析(高棹・椎葉・宝)約250m間隔のメッシュ交点の標高値が格納されたファイル(KS-110-1)を利用して次のような作業を自動的に行なう計算処理システムを構築した。(1)雨水の流下方向を追跡し、流路長・流路勾配・集水面積を計量して流路網の水文地形学的特性を定量的に調べる:(2)流路に付随する流域斜面を同定し、その長さ・勾配を求め、流出計算に必要な地形的諸量を導出する。3.標高デ-タとレ-ダ雨量計情報を組み合わせた地形性降雨の解析(池淵)流出現象のインプットとなる降雨の量的把握を目標として、標高とレ-ダ-雨量計情報との関係を調べ地形性降雨の生起場を物理的に解析した。1.水文地形解析システムの開発国土数値情報(標高デ-タファイル・流路位置ファイル・流域界非集水界線位置ファイル)からディジタルマップを作成し、そのディジタルマップから得られる落水線網をもとに流域河川形状を解析するシステムを開発した。本システムを用いることにより、任意の流域の3次元的構造を把握することが可能である。

また、落水線の通過頻度にしきい値を設けて作成した擬河道網に対して、位数・マグニチュ-ドに基づく地形量、フラクタル次元を自動的に算定することができるため、流域の地形的特徴および特性量を迅速・容易に抽出することが可能である。2.流域場モデル自動生成システムの開発国土数値情報などの数値地形情報をもとに、有限要素法における要素構成法を援用して、対象とする流域を空間的な3角形要素の集合体としてモデル化し、流域界の自動決定・流域の自動分割を行うシステムを開発した。国土数値情報(標高デ-タファイル・流路位置ファイル)を利用することにより任意の流域で流域地形構造に即した流域場モデルを生成することが可能である。