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メダカの行動パターンのカオス時系列解析による水質水理環境の逆探索

通过青鳉行为模式混沌时间序列分析逆向探索水质和水力环境

基本信息

批准号：
14656089
负责人：
四ケ所四男美
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,水質水理環境の変化を,メダカを指標として感知できないかを検討したものである.我々の目視では認識できないようなメダカの行動の相違を,カメラによる監視とメダカの行動パターンの特性抽出によって定量化し,これによって水質水理環境の変動を察知しようとする,いわゆるバイオモニタリングの試みで,その最大の目的は,メダカの行動パターン特性を抽出分類し,水質水理環境を逆推定することにある.そのためには,メダカの行動パターンを再現する非線形短期予測モデルの開発と,カオス時系列解析手法を基本とした数理モデルを計算機シミュレーションによって開発することが重要となる.以上の目的遂行のため,本研究ではまず,水質水理環境に対するメダカの遊泳行動を把握することを目的に室内水槽実験を実施した.実験には環境ホルモンとして知られているTBT(トリブチルスズ)やPCB(ポリ塩化ビフェニール)に暴露したメダカを使用し,正常メダカの行動パターンとの違いに注目して行動解析を行った.得られた遊泳軌跡に対して,フラクタル次元解析やリアプノフスペクトラム解析を実施し,メダカの遊泳行動の決定論性あるいはまたカオス性の検証を行うとともに,異常行動の抽出指標の検討を行った.一方,メダカの行動を数値シミュレーションにより再現するため,カオス時系列解析モデルの開発を並行して行った.その試みの第1歩として,カオス発生の可能性を内包する数学モデルとして,指数型ARモデル,等の生態力学系モデルを検討した.これらの基礎的知見から,水質水理環境に対するメダカの行動パターン特性の抽出方法やメダカの行動パターンのカオス時系列解析による水質水理環境の逆探索法を明らかにすることができた.

In this study, the water quality and water environment changes, the water quality and water environment indicators and the perception of water quality are measured.のVisual recognition of the できないようなメダカのaction of the conflict を, カメラによるsurveillance of the とメダカのaction of the パターンのCharacteristic extraction and quantification Water quality and water environmentをInverse estimation することにある.そのためには, メダカのaction パターンをReproduction するnon-linear short-term forecast モデルの开発と,カオス时 series analysis techniqueをBasic としたMathematical モデルをComputer シミュレーションによって开発するIt is important to carry out the above purpose. This study is about water quality and water management. It is about swimming in water. The purpose of moving the water is to control the indoor water tank. The environment is suitable for indoor sinks. T(トリブチルスズ)やPCB(ポリ塩化ビフェニール)にExposed useしたメダカを,Normal use Action analysis, action analysis, action analysis, swimming trajectory, and dimension solution ANALYSIS OF やリアプノフスペクトラムANALYSIS OF を実士し,メダカの Swimming Actionのdeterminismあるいはまたカオス性の検Proof of action, Abnormal Action Extraction Index, Extraction Index of Abnormal Action, Action of Abnormal Action, Action of Abnormalityンにより reappearance するため, カオス时 series analysis モデルの开発をparallel して行った.そのtest みの 1歩として, the possibility of カオス発生の包するMATHEMATICS モデルとして, the exponential AR モデル, and the Department of Ecological Mechanics モデルを検Discussion on the basic knowledge of water quality and environmental protection, and the extraction method of water quality and water management environment characteristics.ダカのaction パターンのカオス Time series analysis によるWater quality and water environment のreverse exploration method を明らかにすることができた.