講義内容詳細:地理情報処理

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年度/Academic Year 2023
授業科目名/Course Title (Japanese) 地理情報処理
英文科目名/Course Title (English) Geographical Information Processing
学期/Semester 前期 単位/Credits 2
教員名/Instructor (Japanese) 小林 和博
英文氏名/Instructor (English) KOBAYASHI Kazuhiro

講義概要/Course description
地理情報処理で用いられる様々な数理モデルを扱う際に重要なものが,数理最適化の手法である。本科目では,数理最適化の基本的な手法を学習する。
達成目標/Course objectives
地理情報処理で用いられる数理最適化の手法の基礎理論を理解するとともに,施設配置問題などを数理最適化問題として定式化することができる。
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)に基づき、当該科目を履修することで身につく能力 / Abilities to be acquired by completing the course in accordance with the faculty and graduate school diploma policy (graduation certification and degree conferral)
学部・研究科のディプロマポリシー(卒業認定・学位授与の方針)/ Undergraduate and Graduate Diploma Policy (Graduation Certification and Degree Conferral)
履修条件(事前に履修しておくことが望ましい科目など)/Prerequisite
オペレーションズ・リサーチIの単位を取得していることが望ましい。そこで学んだことを前提とした内容である。また,線形代数,アルゴリズム設計,線形計画法の内容を充分に理解していること。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class 【オンライン(オンデマンド型)】全体説明,Formulations
2
授業計画/Class 1 Formulations 
1.1 Introduction 
1.2 What is an integer program?
1.3 Formulating IPs and BIPs
3
授業計画/Class 1 Formulations 
1.4 The Combinatorial Explosion 
1.5 Mixed Integer Formulations 
4
授業計画/Class 1 Formulations
1.6 Alternatives Formulations 
5
授業計画/Class 2 Optimality, Relaxation, and Bounds
2.1 Optimality and Relaxation 
2.2 Linear Programming Relaxations 
2.3 Combinatorial Relaxations 
2.4 Lagrangian Relaxation 
6
授業計画/Class 2 Optimality, Relaxation, and Bounds
2.5 Duality 
2.6 Primal Bounds: Greedy and Local Search 
7
授業計画/Class 3 Well-Solved Problems 
3.1 Properties of Easy Problems 
3.2 IPs with Totally Unimodular Matrices
3.3 Minimum Cost Network Flows
8
授業計画/Class 6 Complexity and Problem Reductions  
6.1 Complexity 
6.2 Decision Problems, and Classes NP and P 
6.3 Polynomial Reduction and the Class NPC 
9
授業計画/Class 7 Branch and Bound 
7.1 Divide and Conquer
7.2 Implicit Enumeration 
10
授業計画/Class 8 Cutting Plane Algorithms 
8.1 Introduction 
8.2 Some Simple Valid Inequalities 
8.3 Valid Inequalities 
11
授業計画/Class 8 Cutting Plane Algorithms 
8.7 The Basic Mixed Integer Inequality
8.8 Disjunctive Inequalities
12
授業計画/Class 10 Lagrangian Duality 
10.1  Lagrangian Relaxation
10.2 The Strength of the Lagrangian Dual 
13
授業計画/Class Facility Location Problem
14
授業計画/Class Vehicle Routing Problem
15
授業計画/Class 試験
 
事前学習/Preparation テキストの該当箇所を読み,理解する。理解のできない事項があれば,必要に応じて文献を参照するなどしてメモを作成する。
事後学習/Reviewing 学修範囲について,演習問題などを解き,理解が不十分な箇所をなくす。
授業方法/Method of instruction
区分/Type of Class 対面授業 / Classes in-person
実施形態/Class Method 通常型 / regular
活用される授業方法/Teaching methods used
成績評価方法/Evaluation
1 試験 Exam 70% 第15回目に授業内試験を行う
2 その他 Others 30% 発話,徘徊等で講義室内の学修環境を乱す履修生は,そのたびごとに評点を減ずる。
課題(試験やレポート等)に対するフィードバックの方法/Feedback methods for assignments (exams, reports, etc.)
Comments on the submitted materials are given during the classes.
教科書/Textbooks
 著者名
Author
タイトル
Title
出版社
Publisher
出版年
Published year
ISBN価格
Price
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1 Wolsey, Laurence A. Integer Programming, 2nd edition Wiley 2020 9781119606550 ¥14,176 電子書籍
メッセージ/Message
教科書は本科目の学修に必要なので,必ず購入して手元で参照できるようにしておくこと。また,本講義で用いる資料は全て英語である。口頭での解説は日本語で行う。