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RESEARCH METHOD / PROPOSAL
学術版では、緯度・経度を移動解析に適した距離座標へ変換し、GPSで観測された位置と、直接は見えない真の軌跡を連続時間状態空間モデルで分けて推定します。
現在の状態: この方式は実装前の設計案です。現在のランキングは最低30秒の観測区間を用いた比較方法で計算しており、CTSDの推定結果ではありません。
01 — MODEL
CTSDでは、GPS位置を真値そのものとはみなしません。時刻とともに連続して動く潜在的な軌跡に観測誤差が加わり、GPS位置として記録されたと考えます。これにより、短い測位間隔や不規則な欠測を含むデータも同じ時間軸上で扱えます。
用語上、CTSDは Continuous-Time Speed and Distance（連続時間の速度・距離推定）を指します。その計算基盤として、CTCRWなどの連続時間状態空間型の移動モデルを用います。
カルマンフィルター／スムーザーは推定計算の方法であり、移動モデルそのものではありません。記録後に全軌跡を解析する場合は、過去と未来の観測を使う平滑化を基本にします。
02 — PROCESS
間引く前の緯度・経度と時刻を読み、欠測、重複時刻、時刻順を確認します。
軌跡の範囲に応じ、局所的な距離座標、地心座標、測地線計算などを選びます。広域移動を単一のUTM帯へ無理に収めません。
GPS accuracy、HDOP、静止試験などから、機器・環境ごとの位置誤差をモデルへ与えます。
CTCRWなど複数の候補を当てはめ、生物の移動特性とデータに合うモデルを情報量規準や診断で選びます。
状態空間モデルをカルマン平滑化などで解き、真の位置・速度の分布を推定します。
CTSDの方法で速度と総移動距離を求め、点推定だけでなく信頼区間または不確実性区間も保存します。
03 — INPUT
緯度・経度だけでも計算はできますが、誤差情報と機器条件がそろうほど、測位の揺れと本当の移動を区別しやすくなります。
測位誤差の情報がなければ、細かな揺れと真の移動を完全には分けられません。経験バリオグラムや同型機器の静止試験から誤差を推定する方法はありますが、仮定と不確実性を結果に明示します。
04 — IMPLEMENTATION
解説ページの追加は小規模ですが、再現可能な学術解析として全データへ適用する処理は中〜大規模です。大量の測位点、モデル診断、失敗時の再実行、結果の版管理まで含めて設計します。
20〜50軌跡を選び、現在の最低30秒区間法とCTSDの速度・距離・計算時間を比較します。
accuracyやHDOP、機器別の静止試験結果を取り込み、欠落時の扱いを決めます。
Rのctmmまたは検証済みの同等実装をバッチ処理へ組み込み、診断値と不確実性区間を保存します。
十分な検証期間は両方を計算し、対象種や機器による偏りを確認してから表示の切替を判断します。
速度なら潜在速度の95パーセンタイル、距離なら期待総移動距離など、比較指標を固定します。モデルや誤差情報の品質が異なる値を、説明なしに同じ順位へ混在させません。
推定値だけでなく区間幅や推定精度も表示します。順位が入れ替わり得る場合は同程度と示し、細かな順位を断定しない見せ方にします。
05 — REFERENCES
このページは採用予定の学術解析を検討するための設計文書です。実装・検証後に、使用モデル、設定値、ソフトウェア版、適用範囲を更新します。
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