特許 6441276 推定装置、推定方法、および推定プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6441276

(24)【登録日】2018年11月30日

(45)【発行日】2018年12月19日

(54)【発明の名称】推定装置、推定方法、および推定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/10 20060101AFI20181210BHJP

   G01W 1/00 20060101ALI20181210BHJP

【ＦＩ】

   G01W1/10 T

   G01W1/10 E

   G01W1/00 C

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-167324(P2016-167324)

(22)【出願日】2016年8月29日

(65)【公開番号】特開2017-125833(P2017-125833A)

(43)【公開日】2017年7月20日

【審査請求日】2016年9月14日

(31)【優先権主張番号】特願2016-2708(P2016-2708)

(32)【優先日】2016年1月8日

(33)【優先権主張国】JP

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度、独立行政法人科学技術振興機構、ＳＩＰ（戦略的イノベーション創造プログラム）「レジリエントな防災・減災機能の強化（２） 豪雨・竜巻予測技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 哲也

(72)【発明者】

【氏名】並木 彩

(72)【発明者】

【氏名】水谷 文彦

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 隆宏

【審査官】 素川 慎司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１５１５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３７３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１７１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１１０３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５７６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０００５２４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｗ １／００ − １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向および鉛直方向に分割された複数の分割領域における雲の有無を判断するための情報である観測データを取得する取得部と、
前記取得部により取得された観測データから雲の高度情報を導出し、前記導出した少なくとも２つ以上の異なる時刻における水平方向の位置が共通する分割領域群の雲の高度情報から、少なくとも２つ以上の異なる時刻間における雲の高度情報の最大値と最小値との差分に基づいて、前記水平方向の位置が共通する分割領域群のそれぞれに対して複数の時点における雲の高度の変化度合を示す指標を導出し、前記導出した複数の時点における指標に基づいて、前記分割領域群に対する雲の発達段階を推定し、更に観測データに基づいて雲の集合体について推定し、前記分割領域群に対する雲の発達段階に基づいて、前記雲の集合体について、雲の発達段階を推定する推定部と、
を備える推定装置。

【請求項2】

前記推定部は、前記複数の時点における前記指標が連続的に所定幅以上増加している場合、前記雲は発達途中の段階にあると推定し、前記複数の時点における前記指標が連続的に所定幅以上減少している場合、前記雲は衰退段階にあると推定する、
請求項１記載の推定装置。

【請求項3】

前記推定部は、前記複数の時点における前記指標が連続的に所定の範囲内で推移している場合、前記雲は最も発達した最盛期にあると推定する、
請求項１または請求項２記載の推定装置。

【請求項4】

前記推定部は、少なくとも３つの時点における前記指標を導出し、前記導出した３つの時点における前記指標に基づいて、前記雲の発達段階を推定する、
請求項１から３のうちいずれか１項記載の推定装置。

【請求項5】

前記推定部は、前記取得部によりエコー強度が所定以上の時間的に連続した所定数以上の前記観測データが取得された場合、前記変化度合を示す指標を導出する処理を開始する、
請求項１から４のうちいずれか１項記載の推定装置。

【請求項6】

前記推定部により推定された雲の発達段階を示す情報を含む画像を表示するための情報を生成して表示部に出力する表示情報生成部を、更に備える、
請求項１から５のうちいずれか１項記載の推定装置。

【請求項7】

前記推定部により推定された雲の発達段階が水平方向に分割された複数の分割領域ごとに示された情報を含む画像を表示するための情報を生成して表示部に出力する表示情報生成部を、更に備える、
請求項１から６のうちいずれか１項記載の推定装置。

【請求項8】

前記推定部は、前記導出した雲の高度情報および前記導出した変化度合を示す指標うち、一方または双方に基づいて、前記発達段階を推定した雲が豪雨を引き起こす危険度を推定する、
請求項１からの７のうちいずれか１項記載の推定装置。

【請求項9】

前記推定部により推定された雲が豪雨を引き起こす危険度を示す情報を含む画像を表示するための情報を生成して表示部に出力する表示情報生成部を、更に備える、
請求項８記載の推定装置。

【請求項10】

前記推定部は、水平方向に分割された複数の分割領域ごとに、前記発達段階を推定した雲が豪雨を引き起こす危険度を推定する、
請求項８または請求項９記載の推定装置。

【請求項11】

前記推定部により推定された前記水平方向に分割された複数の分割領域ごとの前記発達段階を推定した雲が豪雨を引き起こす危険度を示す情報を含む画像を表示するための情報を生成して表示部に出力する表示情報生成部を、更に備える、
請求項１０記載の推定装置。

【請求項12】

推定装置のコンピュータが、
水平方向および鉛直方向に分割された複数の分割領域における雲の有無を判断するための情報である観測データを取得し、
前記取得された観測データから雲の高度情報を導出し、
前記導出した少なくとも２つ以上の異なる時刻における水平方向の位置が共通する分割領域群の雲の高度情報から、少なくとも２つ以上の異なる時刻間における雲の高度情報の最大値と最小値との差分に基づいて、前記水平方向の位置が共通する分割領域群のそれぞれに対して複数の時点における雲の高度の変化度合を示す指標を導出し、
前記導出した複数の時点における指標に基づいて、前記分割領域群に対する雲の発達段階を推定し、
前記観測データに基づいて雲の集合体について推定し、
前記分割領域群に対する雲の発達段階に基づいて、前記雲の集合体について、雲の発達段階を推定する、
推定方法。

【請求項13】

推定装置のコンピュータに、
水平方向および鉛直方向に分割された複数の分割領域における雲の有無を判断するための情報である観測データを取得させ、
前記取得された観測データから雲の高度情報を導出させ、
前記導出させた少なくとも２つ以上の異なる時刻における水平方向の位置が共通する分割領域群の雲の高度情報から、少なくとも２つ以上の異なる時刻間における雲の高度情報の最大値と最小値との差分に基づいて、前記水平方向の位置が共通する分割領域群のそれぞれに対して複数の時点における雲の高度の変化度合を示す指標を導出させ、
前記導出させた複数の時点における指標に基づいて、前記分割領域群に対する雲の発達段階を推定させ、
前記観測データに基づいて雲の集合体について推定させ、
前記分割領域群に対する雲の発達段階に基づいて、前記雲の集合体について、雲の発達段階を推定させる、
推定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、推定装置、推定方法、および推定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

レーダ装置により観測される気象データに基づいて、雲の状態を推定する装置が知られている。従来の技術では、短い時間で変化する雲の発達段階を推定することができない場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１５１５９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、より精度よく雲の発達段階の推定をすることができる推定装置、推定方法、および推定プログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の推定装置は、取得部と、推定部とを持つ。取得部は、水平方向および鉛直方向に分割された複数の分割領域における雲の有無を判断するための情報である観測データを取得する。推定部は、前記取得部により取得された観測データから雲の高度情報を導出し、前記導出した少なくとも２つ以上の異なる時刻における水平方向の位置が共通する分割領域群の雲の高度情報から、少なくとも２つ以上の異なる時刻間における雲の高度情報の最大値と最小値との差分に基づいて、前記水平方向の位置が共通する分割領域群のそれぞれに対して複数の時点における雲の高度の変化度合を示す指標を導出し、前記導出した複数の時点における指標に基づいて、前記分割領域群に対する雲の発達段階を推定し、更に観測データに基づいて雲の集合体について推定し、前記分割領域群に対する雲の発達段階に基づいて、前記雲の集合体について、雲の発達段階を推定する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】推定システム１の構成を示す図。

【図2】推定装置２０および表示データ生成装置４０の構成を示す図。

【図3】推定装置２０により実行される処理の流れを示すフローチャート。

【図4】観測データＤを説明するための図。

【図5】高度値の最大値と最小値について説明するための図。

【図6】発達段階推定部２６がライフステージを判定する様子を示す図。

【図7】ライフステージの推定について説明するための図。

【図8】危険度判定マップ３２の一例を示す図。

【図9】高度値と、係数とが互いに対応付けられた高度補正マップの一例を示す図。

【図10】端末装置５０の表示部に表示される画像の一例を示す図。

【図11】端末装置５０の表示部に表示される画像の別の一例を示す図である。

【図12】推定システム１Ａの構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態の推定装置、推定方法、および推定プログラムを、図面を参照して説明する。

【0008】

（第１の実施形態）
図１は、推定システム１の構成を示す図である。推定装置２０を含む推定システム１は、レーダ装置１０と、推定装置２０と、表示データ生成装置４０とを含んでもよいが、これに限定されない。レーダ装置１０と、推定装置２０と、表示データ生成装置４０とは、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークＮＷ１を介して通信する。また、表示データ生成装置４０は、ＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークＮＷ２を介して端末装置５０と通信する。

【0009】

レーダ装置１０は、アンテナ１２と、アンテナ側制御装置１４とを含む。レーダ装置１０は、例えば雨や雪などを含む大気の状態を観測する気象レーダである。また、アンテナ１２は、例えば、複数のアンテナ素子を備え、指向角を電子的に変更可能なフェーズドアレイアンテナである。レーダ装置１０は、仰角方向を電子的に走査しながら、アンテナ１２を水平方向に回転駆動することで、大気の状態を三次元で観測する。アンテナ１２は、アンテナ側制御装置１４の制御に基づいて、電波を送受信する。

【0010】

アンテナ側制御装置１４は、レーダ側制御部１６と、データ蓄積部１８とを含む。レーダ側制御部１６は、仰角ビーム幅の広いファンビームをアンテナ１２に送信させる。レーダ側制御部１６は、ＤＢＦ（Digital Beam Forming）処理を行う。レーダ側制御部１６は、送信したファンビームが降水粒子などの散乱体に当たり、戻ってきた反射電波を一度に受信して複数の仰角範囲の観測データ（エコー強度）を同時に生成する。データ蓄積部１８は、レーダ側制御部１６により取得された観測データを蓄積し、蓄積したデータを推定装置２０に送信する。ここで、積乱雲のような雲は、１０から３０分程度で急速に発達する。この場合、積乱雲の高度は、連続的、且つ急速に上昇する。その後、積乱雲の高度は、連続的、且つゆっくりと上昇し、積乱雲の発達は、緩やかになる。そして、積乱雲の高度は最も高くなり、積乱雲は最も発達する。その後、積乱雲の高度は、連続的、且つ急速に下降し、積乱雲は減退して、消滅する。このように積乱雲は、複数のライフステージを有する。複数のライフステージは、例えば、雲の発達段階である。雲の発達段階は、例えば、「発達期」、「最盛期」、および「衰退期」である。発達期では、積乱雲の高度は、連続的、且つ急速に高度が上昇し、積乱雲は急速に発達する。最盛期では、積乱雲の高度は最も高くなり、積乱雲は最も発達する。減退期では、積乱雲の高度は、連続的、且つ急速に下降し、積乱雲は急速に減衰する。

【0011】

図２は、推定装置２０および表示データ生成装置４０の構成を示す図である。推定装置２０は、例えば観測データ取得部２２と、指標導出部２４と、発達段階推定部２６と、推定データ送信部２８と、記憶部３０を含んでもよいが、これに限定されない。指標導出部２４および発達段階推定部２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてよい。また、指標導出部２４および発達段階推定部２６は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよい。記憶部３０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶装置により実現される。記憶部３０には、後述する危険度判定マップ３２が記憶されている。

【0012】

観測データ取得部２２は、無線通信または有線通信を行って、レーダ装置１０から観測データを取得する。レーダ装置１０から少なくとも２つ以上の異なる時刻における観測データを取得し、取得した観測データを記憶部３０に格納させる。なお、推定装置２０は、レーダ装置１０と一体で形成されていてもよい。この場合、観測データ取得部２２は、装置内の通信バス等を利用して、データ蓄積部１８から観測データを取得する。

【0013】

指標導出部２４は、観測データ取得部２２により取得された観測データに基づいて、雲の高度情報（後述）を導出する。指標導出部２４は、導出した雲の高度情報に基づいて、雲の高度の変化度合を示す指標を導出する。

【0014】

発達段階推定部２６は、指標導出部２４により導出された指標に基づいて、雲のライフステージ（発達段階）を推定する。雲の発達段階には、例えば、雲が発達途中である段階、発達が停止して変化が小さくなった最盛期である段階、または雲が衰退途中である段階が含まれる。指標導出部２４および発達段階推定部２６を合わせたものは、特許請求の範囲における「推定部」の一例である。推定データ送信部２８は、発達段階推定部２６により推定された推定結果を表示データ生成装置４０に送信する。また、推定データ送信部２８は、発達段階推定部２６により推定された推定結果を記憶部３０に格納させる。

【0015】

表示データ生成装置４０は、表示データ生成部４２と、表示データ送信部４４とを含んでよいが、これに限定されない。表示データ生成部４２は、推定データ送信部２８から送信された推定結果に基づいて、推定結果を含む情報を端末装置５０の表示部に表示させるための表示データ（画像データ）を生成する。表示データ送信部４４は、表示データ生成部４２により生成された表示データを端末装置５０に送信する。表示データ生成部４２、および表示データ送信部４４は、特許請求の範囲における、「表示情報生成部」の一例である。

【0016】

図３は、推定装置２０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、観測データ取得部２２が、レーダ装置１０のデータ蓄積部１８から送信された観測データＤを取得する（ステップＳ１００）。観測データＤは、メッシュ（後述）および観測周期ごとにレーダ装置１０により取得されたエコー強度を示す情報である。エコー強度は、雲や降水粒子の有無を判断するための情報の一例である。なお、観測データＤは、エコー強度を示す情報に限らず、指標導出部２４が、雲や降水粒子の存在の有無を判断することができる情報や、後述するメッシュブロックＭＢの高度値（後述）を導出することができる情報であればよい。

【0017】

また、観測データＤは、予め設定された地上面（例えばレーダ装置１０が設置された地上面）が基準とされたデータであってもよいし、海水面（海抜）が基準とされたデータであってもよい。また、レーダ装置１０が、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の位置認識機能を有する場合、観測データＤにはレーダ装置１０の位置情報が含まれてもよい。指標導出部２４が、例えばレーダ装置１０の位置情報などに基づいて、観測データＤを補正して、地上面や海水面を基準とした高度値を導出してもよい。

【0018】

図４は、観測データＤを説明するための図である。以下、必要に応じてＸＹＺ座標を用いて説明する。観測データＤは、レーダ装置１０のアンテナ１２が水平方向に駆動して、駆動の始点から終点における間に取得されたデータである。始点から終点における間に取得された観測データＤは、１周期で取得された観測データである。メッシュＭとは、レーダ装置１０からの距離方向（Ｙ方向）、方位方向（Ｘ方向）、および高度方向（Ｚ方向）に対して、それぞれ所定幅で分割された分割領域である。図示する例では、レーダ装置１０から十分に遠い位置の観測データＤであるためメッシュＭは立方体で近似される。また、水平方向（距離方向および方位方向）が同じであり、高度方向（鉛直方向）のみが異なるメッシュＭの集合を、「メッシュブロックＭＢ」と称する。メッシュブロックＭＢは、「水平方向の位置が共通する分割領域群」の一例である。

【0019】

次に、指標導出部２４が、メッシュＭごとに観測データＤを解析する（ステップＳ１０２）。指標導出部２４は、例えば、観測データＤのうち、メッシュＭごとにエコー強度が所定以上であるか否かを判定する。エコー強度が所定以上のエコー強度がメッシュＭに含まれている場合、そのメッシュＭはある大きさ以上の散乱体（水滴や氷晶）を含んでいるため、指標導出部２４は、そのメッシュＭに雲が存在する可能性があると判定する。

【0020】

次に、指標導出部２４が、レーダ装置１０により観測され、同一のメッシュブロックＭＢで構成される観測データＤについて、エコー強度が所定以上のメッシュＭを所定数以上含む時間的に連続した３つのデータを取得したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

【0021】

同一のメッシュブロックＭＢについてエコー強度が所定以上のメッシュＭを所定数以上含む時間的に連続した３つのデータを取得した場合、指標導出部２４が、エコー強度が所定以上のメッシュＭを所定数以上含む時間的に連続した３つのデータのそれぞれについて、メッシュブロックＭＢごとにメッシュブロックＭＢの高度値（高度情報）を導出する（ステップＳ１０６）。メッシュブロックＭＢの高度値とは、そのメッシュブロックＭＢに含まれるメッシュＭのうち、雲が存在する可能性があると判定したメッシュＭの中で最も高度が高いメッシュＭの高度である。

【0022】

同一のメッシュブロックＭＢについてエコー強度が所定以上のメッシュＭを所定数以上含む時間的に連続した３つのデータを取得した場合に限らず、指標導出部２４は、同一のメッシュブロックＭＢについてエコー強度が所定以上のメッシュＭを所定数以上含む時間的に連続した２つ以上のデータを取得した場合、エコー強度が所定以上のメッシュＭを所定以上数含む時間的に連続した２つ以上のデータのそれぞれについて、メッシュブロックＭＢの高度値（高度情報）を導出する処理、および以降の処理を実行してもよい。

【0023】

同一のメッシュブロックＭＢについてエコー強度が所定以上のメッシュＭを所定数以上含む時間的に連続した３つのデータを取得していない場合は、ステップＳ１００の処理に戻る。これによって、同一のメッシュブロックＭＢにおいて単発的にエコー強度が所定以上のデータが取得されたときに処理を行わないようにすることで、処理負荷や電力消費の増大を抑制することができる。

【0024】

次に、指標導出部２４は、それぞれのデータについて、導出したメッシュブロックＭＢの高度値の中で、最大値と最小値との差分から変化度合を示す指標を導出する（ステップＳ１０８）。例えば、指標導出部２４は、導出したメッシュブロックＭＢのそれぞれについて指標を導出する。図５は、高度値の最大値と最小値について説明するための図である。縦軸は高度値（ＡＬ）を示し、横軸は時間（Ｔ）を示している。図中では、時間的に連続した周期である１周期目（Ｔ１）、２周期目（Ｔ２）、および３周期目（Ｔ３）のそれぞれで観測されたメッシュブロックＭＢにおける高度値を示している。例えば、指標導出部２４は、１周期目から３周期目の高度値のうち、最大値と最小値との差分（ｄｉｆ）を指標として導出する。なお、指標導出部２４は、導出した差分を観測データＤの取得間隔（例えば１周期間隔）の値で除算することで、メッシュブロックＭＢについての指標を導出してもよい。また、１周期目から３周期目のうち、少なくとも２つの周期で高度値があれば、指標を導出してもよい。ここで、指標が導出されないメッシュブロックＭＢは、雲のライフステージ推定（後述）の対象となるメッシュブロックＭＢ（以下、対象メッシュブロックＭＢと称する）から除外される。

【0025】

次に、指標導出部２４は、ステップＳ１０８を３回実行することにより、所定数以上の対象メッシュブロックＭＢで３つの指標を導出したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。所定数以上の対象メッシュブロックＭＢで３つの指標を導出した場合、ステップＳ１１２に進み、所定数以上の対象メッシュブロックＭＢで３つの指標を導出していない場合、ステップＳ１００に進む。なお、ステップＳ１１０において、指標導出部２４は、２つ以上の任意の数の指標を導出したか否かを判定し、その判定結果に基づいて、ステップＳ１１２の処理に進んでもよい。

【0026】

次に、発達段階推定部２６が、ステップＳ１０８の処理で導出された３つの指標に基づいて、対象メッシュブロックＭＢの雲のライフステージを推定する（ステップＳ１１２）。発達段階推定部２６は、例えば、雲のライフステージを「発達期」、「最盛期」、「衰退期」および、「発達期」「最盛期」「衰退期」に分類されない「その他」の４つのうちいずれの段階であるかを推定する。ステップＳ１１２において、発達段階推定部２６は、２つ以上の任意の数の指標に基づいて、対象メッシュブロックＭＢの雲のライフステージを推定してもよい。

【0027】

例えば、発達段階推定部２６は、指標が時間的（例えば数分程度）に連続して所定幅以上増加している場合、雲のライフステージは「発達期」であると推定する。例えば、発達段階推定部２６は、指標が時間的に連続して所定幅以上減少している場合、雲のライフステージは「衰退期」であると推定する。発達段階推定部２６は、指標が所定の範囲以内に収まっている場合、雲のライフステージは「最盛期」であると推定する。例えば、発達段階推定部２６は、指標が上述した条件に当てはまらない場合は、「発達期」「最盛期」および「衰退期」のうち、いずれにも分類されない「その他」の段階であると推定する。

【0028】

図６は、発達段階推定部２６がライフステージを判定する様子を示す図である。縦軸は指標を示し、横軸は時間を示している。例えば、発達段階推定部２６は、推移線Ｌ１に示すように指標が時間的に連続的して正（上昇）方向に所定幅以上変化している場合、そのメッシュブロックＭＢにおけるライフステージを「発達期」であると推定する。所定幅は、２００、２５０、または３００ｍ／ｍｉｎといった値に設定される。

【0029】

発達段階推定部２６は、推移線Ｌ２に示すように指標が時間的に連続的して負（下降）方向に所定幅以上変化している場合、そのメッシュブロックＭＢにおけるライフステージを「衰退期」であると推定する。この所定幅は、発達期の判定基準の所定幅と同じでもよいし、異なってもよい。

【0030】

発達段階推定部２６は、推移線Ｌ３に示すように指標が所定の範囲以内に収まっている場合、雲のライフステージは「最盛期」であると推定する。この所定の範囲は、発達期の判定基準の所定幅に対応する範囲と同じでもよいし、異なってもよい。

【0031】

次に、発達段階推定部２６は、対象メッシュブロックＭＢの全てについてライフステージを推定したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。全ての対象メッシュブロックＭＢのライフステージを推定した場合、ステップＳ１１６の処理に進み、全ての対象メッシュブロックＭＢのライフステージを推定していない場合、ステップＳ１１２の処理に戻る。

【0032】

次に、発達段階推定部２６は、複数の雲により形成された雲の集合体の雲領域情報を生成する（ステップＳ１１６）。例えば、発達段階推定部２６は、エコー強度が所定以上のデータを含むメッシュＭが所定の数以上、波及的に隣接している領域を雲領域と推定する。

【0033】

また、発達段階推定部２６は、以下のような手法により雲領域を推定してもよい。例えば、発達段階推定部２６は、レーダ装置１０からエコー強度に加え、送信周波数に対する受信周波数、またはその変化量を取得する。発達段階推定部２６は、トップラーの原理を利用して、取得した変化量に基づいて散乱体（雨粒）の速度情報を取得する。発達段階推定部２６は、散乱体の速度情報に基づいて、大気中の雨粒の動きを推定する。発達段階推定部２６は、推定した雨粒の動きから雨粒の周囲の風の様子を推定することで上昇気流になっていると推定される領域を導出する。発達段階推定部２６は、導出した上昇気流の領域が所定の条件を満たす場合、その領域の集合に雲の集合体（積乱雲）が存在、または発生している領域と判定する。例えば、発達段階推定部２６は、上昇気流の範囲や、上昇気流におけるエコー強度の大きさ等が所定の閾値を越えている場合、当該領域に雲の集合体が存在、または発生していると判定する。

【0034】

次に、発達段階推定部２６は、雲領域情報に対するライフステージを推定する（ステップＳ１１８）。発達段階推定部２６は、ステップＳ１１２で推定されたメッシュブロックＭＢごとのライフステージに基づいて、雲領域情報に対応するライフステージを推定する。図７は、ライフステージの推定について説明するための図である。図中の数字は、ステップＳ１１２で推定されたメッシュブロックＭＢのライフステージを示している。図示する例では、発達期を１、衰退期を２、最盛期を３で示す。

【0035】

発達段階推定部２６は、例えば、ステップＳ１１６で生成された雲領域情報の雲領域ＣＭに含まれるメッシュブロックＭＢに対応する各ライフステージのうち、最も数の多いライフステージを、その雲領域ＣＭのライフステージであると推定する。図示する例では、雲領域ＣＭ中において、発達期１に対応するメッシュブロックＭＢの数が最も多いため、発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭに対応する雲の集合体の集合のライフステージは発達期であると推定する。

【0036】

また、発達段階推定部２６は、メッシュブロックＭＢごとのライフステージを数値化した値を、雲領域ＣＭ全体に含まれるメッシュブロックＭＢの数で除算することで、雲領域ＣＭのライフステージを推定してもよい。なお、発達段階推定部２６は、複数の雲領域のそれぞれについて、ライフステージを推定してもよいし、複数の雲領域のうち、任意の雲領域についてライフステージを推定してもよい。

【0037】

雲領域ＣＭにおいて、ライフステージが発達期であると推定されたメッシュブロックＭＢの数と、ライフステージが最盛期であると推定されたメッシュブロックＭＢの数とが同数である場合、発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭに対応する雲の集合体のライフステージは発達期であると推定してよい。

【0038】

また、雲領域ＣＭにおいて、ライフステージが最盛期であると推定されたメッシュブロックＭＢの数と、ライフステージが衰退期であると推定されたメッシュブロックＭＢの数とが同数である場合、発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭに対応する雲の集合体のライフステージは最盛期であると推定してよい。

【0039】

また、雲領域ＣＭにおいて、ライフステージが発達期であると推定されたメッシュブロックＭＢの数と、ライフステージが衰退期であると推定されたメッシュブロックＭＢの数とが同数である場合、発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭに対応する雲の集合体のライフステージは発達期であると推定してよい。

【0040】

このように発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭにおいて、異なるライフステージに対応するメッシュブロックＭＢの数が同数である場合、発達段階のうち、発生段階に近い段階の優先度を高くする傾向で発達段階を推定する。このように発生段階に近い段階の優先度を高くすることで、利用者に推定結果を含む情報を提示する場合、注意喚起および避難喚起を行う傾向となる。この結果、安全側で雲の発生段階の推定を行うことができる。

【0041】

次に、発達段階推定部２６は、ライフステージを推定した雲の集合体が豪雨を引き起こす危険度を導出する（ステップＳ１２０）。これにより本フローチャートの処理は終了する。例えば、発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭに含まれるメッシュブロックＭＢの高度値が高くなる程、高度値の変化率が大きくなる程、そのメッシュブロックＭＢの危険度が高いと判定する。そして、発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭに含まれる各メッシュブロックＭＢの危険度を統合して、雲領域ＣＭの危険度を導出する。例えば発達段階推定部２６は、記憶部３０に記憶された危険度判定マップ３２を参照し、メッシュブロックＭＢごとの危険度を判定する。

【0042】

図８は、危険度判定マップ３２の一例を示す図である。危険度判定マップ３２には、危険度が、高度値および変化率に対応付けられている。図示するように、危険度判定マップ３２は、メッシュブロックＭＢの高度値が高くなる程、メッシュブロックＭＢの高度値の変化率が大きくなる程、危険度を高く導出するマップである。発達段階推定部２６は、危険度判定マップ３２を参照し、雲領域内の各メッシュブロックＭＢの高度値および変化率に基づいて、各メッシュブロックＭＢの危険度を推定する。

【0043】

そして、発達段階推定部２６は、複数のメッシュブロックＭＢごとに導出した危険度の平均値や、導出した危険度の分類の数が最も多い危険度を、雲領域ＣＭの危険度として導出する。

【0044】

発達段階推定部２６は、雲領域ＣＭごとに推定した発達段階を加味して、危険度を導出してもよい。例えば、発達段階推定部２６は、発達期、衰退期、最盛期に対して係数を設定し、設定した係数を、危険度判定マップ３２などを用いて導出した危険度に対応する値に対して乗算、加算その他の演算を行って、最終的な危険度を導出してもよい。例えば、係数は、大きい方から順に発達期、最盛期、衰退期の順で設定される。これにより、発達段階推定部２６は、より精度よく雲の集合体が豪雨を引き起こす危険度を導出することができる。

【0045】

また、危険度が導出される際の高度値は、予め設定された地上面を基準としてもよいし、海水面（海抜）を基準としてもよい。

【0046】

また、危険度が導出される際の高度値は、高度補正マップに従って補正された後の高度値であってもよい。図９は、高度値と、係数（例えば１以下）とが互いに対応付けられた高度補正マップの一例を示す図である。高度補正マップにおいて、高度値が低くなるに従って、係数は大きくなる傾向で設定される。例えば高い高度値は、中程度の高度値、および低い高度値に比して、係数が低く設定される。中程度の高度値は、低い高度値に比して、係数が低く設定される。例えば、発達段階推定部２６は、高度補正マップを参照することで、高度値が高い場合、高度値が低い場合に比して、より高度値の低下率が大きくなる傾向に補正する。

【0047】

また、メッシュブロックＭＢごとに補正値が対応付けられ、発達段階推定部２６は、メッシュブロックＭＢに対応付けられた補正値を加味して、危険度を導出してもよい。例えば、メッシュブロックＭＢに含まれる領域において、地盤が脆弱な領域が存在する場合や、大雨が降るとがけ崩れや地盤の沈下などの地盤の変化が生じる可能性が高い場合、そのメッシュブロックＭＢに対して他のメッシュブロックＭＢに対応付けられた補正値に比して大きい値の補正値を対応付ける。大きい値の補正値が対応付けられたメッシュブロックＭＢの危険度は、高い傾向で導出される。この結果、発達段階推定部２６は、地盤の特性を反映させた危険度を導出することができる。

【0048】

表示データ生成部４２は、雲のライフステージまたは危険度を示す表示データを生成する。表示データ送信部４４は、表示データ生成部４２により生成された表示データを、端末装置５０に送信する。図１０は、端末装置５０の表示部に表示される画像の一例を示す図である。端末装置５０の表示部には、表示データ送信部４４により送信された情報が表示される。端末装置５０の表示部には、例えば、雲領域、その雲の危険度（高、中、低）、その雲が発達期、衰退期、または最盛期であるかを示す情報が、地図情報に重畳されて表示される。ライフステージに関する情報は、例えば色彩によって区別可能に表示され、危険度に関する情報は、例えばテキスト情報で表示される。また、端末装置５０の表示部には、雲領域、その雲の危険度、雲のライフステージに関する情報のうち、一部の情報が省略されてもよい。例えば端末装置５０の表示部には、地図情報に重畳されて、雲の危険度のみが表示されてもよいし、ライフステージに関する情報のみが表示されてもよい。

【0049】

また、表示生成装置４０は、携帯端末と無線通信してもよい。携帯端末は、表示部を含むスマートフォンや、タブレット端末である。携帯端末は、表示生成装置４０から送信された表示データに基づいて、図１０で示した画像を、自装置の表示部に表示させる。

【0050】

図１１は、端末装置５０の表示部に表示される画像の別の一例を示す図である。図１１（Ａ）は、利用者によって操作される前の画像の一例である。図１１（Ｂ）は、利用者によって操作された後の画像の一例である。図１１（Ａ）では、雲の危険度が高いことを示す情報、および雲のライフステージのうち、発達期および最盛期に関する情報が表示されている。この場合、利用者が端末装置５０に対して所定の操作を実行すると、図１１（Ｂ）に示すように端末装置５０の表示部に表示された領域のうち、所定の領域が拡大されて表示される。所定の操作とは、例えば表示部に表示された領域を拡大表示する操作であって、端末装置５０の入力部に対して行われる操作であってもよいし、端末装置５０の表示部がタッチパネル式表示部である場合、表示部に対して行われるピンチアウト操作であってもよい。

【0051】

所定の領域が拡大表示されると、例えば、メッシュブロックＭＢごとに、雲の危険度を示す情報、および／または雲のライフステージを示す情報が表示される。図１１（Ｂ）は、例えばメッシュブロックＭＢごとに、地図情報に重畳されて、雲の危険度が高い領域を示す情報が表示された画像の一例である。また、ＧＰＳ等の位置認識機能を有する携帯端末の表示部に図１１（Ｂ）に示す画像が表示される場合、地図情報に重畳されて、利用者（携帯端末）Ｕの位置が表示されてもよい。更に、携帯端末に目的地が設定されている場合、地図情報に重畳されて、目的地Ｇの位置が表示されてもよい。

【0052】

このように、端末装置５０の表示部には雲の領域と、危険度と、その雲が発達期、衰退期、または最盛期であるかを示す情報とが互いに対応付けられて表示されるため、利用者は、直感的に豪雨になる可能性や、危険度を認識することができる。この結果、利用者の利便性が向上する。

【0053】

以上説明した第１の実施形態の推定装置２０によれば、雲の高度の変化度合を示す指標に基づいて、雲の発達段階が発達期、衰退期、または最盛期であるかを推定することで、より精度よく雲の発達段階の推定をすることができる。また、推定装置２０は、雲の発達段階の推定に加え、更に高度値および高度値の変化度合を示す指標のうち、一方または双方に基づいて、発達段階を推定した雲が豪雨を引き起こす危険度を推定し、推定結果を示す情報を利用者に提供することができる。この結果、利用者の利便性が向上する。

【0054】

なお、上述した実施形態では、表示データは、端末装置５０や携帯端末の表示部に表示されるものとして説明したが、表示データは、テレビジョン放送受信装置の表示部に表示されてもよい。この場合、例えば表示データ生成装置４０は、表示データを含む情報を重畳させた電波をテレビジョン放送受信装置の受信部に送信する。テレビジョン放送受信装置の受信部は、表示データ生成装置４０から送信された電波を受信する。テレビジョン放送受信装置は、受信した電波に重畳された情報に基づいて、自装置の表示部に表示データを含む情報を表示させる。

【0055】

また、ネットワークＮＷ２は、ＷＡＮ等に代えて、テーブルテレビ等の有線放送に用いられる有線であってもよい。この場合、テレビジョン放送受信装置は、表示データ生成装置４０とネットワークＮＷ２を介して通信することで、表示データを自装置の表示部に表示させる。また、テレビジョン放送受信装置は、利用者が操作する操作部を備え、利用者によって操作部に対して所定の操作がされた場合、情報要求信号を表示データ生成装置４０に送信する。表示データ生成装置４０は、情報要求信号を取得すると、ネットワークＮＷ２を介して表示データを含む情報を、テレビジョン放送受信装置に送信する。情報要求信号に地域を指定する情報が含まれている場合、表示データ生成装置４０は、その地域の表示データを含む情報をテレビジョン放送受信装置に送信してもよい。

【0056】

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、推定装置２０と、表示データ生成部４２および表示データ送信部４４を含む表示データ生成装置４０とは別体であるものとしたが、第２の実施形態の推定装置２０Ａは、第１の実施形態の推定装置２０の構成に加え、更に表示データ生成部３４と、表示データ送信部３６とを含む点で、第１の実施形態とは異なる。以下、この相違点を中心に説明する。

【0057】

図１２は、推定システム１Ａの構成を示す図である。第２の実施形態の推定システム１Ａは、レーダ装置１０と、推定装置２０Ａとを含んでよいが、これに限定されない。また、推定システム１Ａでは、推定データ送信部２８は省略される。

【0058】

推定装置２０Ａは、第１の実施形態の推定装置２０の構成に加え、更に表示データ生成部３４および表示データ送信部３６を含む。表示データ生成部３４および表示データ送信部３６の機能は、第１の実施形態の表示生成部４２および表示データ送信部４４と、それぞれ同様のため説明を省略する。

【0059】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、観測データを取得する取得部と、取得部により取得された観測データから雲の高度情報を導出し、導出した少なくとも２つ以上の異なる時刻における雲の高度情報に基づいて、複数の時点における雲の高度の変化度合を示す指標を導出し、導出した複数の時点における指標に基づいて、雲の発達段階を推定する推定部とを持つことにより、より精度よく雲の発達段階の推定をすることができる。

【0060】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0061】

１…推定システム、１０…レーダ装置、２０、２０Ａ…推定装置、２２…観測データ取得部、２４…指標導出部、２６…発達段階推定部、２８…推定データ送信部、３０…記憶部、３２…危険度判定マップ、４０…表示データ生成装置、３４、４２…表示データ生成部、３６、４４…表示データ送信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】