特許 6486876 豪雨予測方法、豪雨予測装置、該豪雨予測装置が適用されるシステム、およびプログラム

(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】6486876

(24)【登録日】2019年3月1日

(45)【発行日】2019年3月20日

(54)【発明の名称】豪雨予測方法、豪雨予測装置、該豪雨予測装置が適用されるシステム、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/10 20060101AFI20190311BHJP

【ＦＩ】

   G01W1/10 T

【請求項の数】10

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-180880(P2016-180880)

(22)【出願日】2016年9月15日

(65)【公開番号】特開2018-44895(P2018-44895A)

(43)【公開日】2018年3月22日

【審査請求日】2017年9月12日

(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】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【弁理士】

【氏名又は名称】鵜飼 健

(72)【発明者】

【氏名】ジリエ アルマン シモン アリマミ

(72)【発明者】

【氏名】梁 連秀

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 隆宏

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０７５０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１１０３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５８８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０７−５０２３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５１５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１７１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１５４１０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 株式会社日立パワーソリューションズ，雨雲と地図を重ねて３次元表示するソフトウェア「ＤｉｏＶＩＳＴＡ／Ｓｔｏｒｍ」を発売［online］，日本，インターネット，２０１４年 ８月 ５日，＜URL：www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2014/0805a.pdf＞

【文献】 磯田 総子 他，フェーズドアレイ気象レーダによる豪雨の３次元観測，可視化情報，２０１４年１０月，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．１３５，４〜９頁

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｗ １／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

豪雨を予測するための豪雨予測装置であって、
気象レーダによって一定時間毎に観測される雨雲の気象データに基づき、前記雨雲のコアを検出する検出手段と、
前記検出手段による前記コアの検出の結果に基づき、前記検出されたコアの位置情報を取得する取得手段と、
前記取得された位置情報に基づき、前記コアの移動方向を判定する判定手段と、
所定の３次元空間領域を有するコアについて、地上に相当する２次元平面上に前記所定の３次元空間領域を前記コアの移動方向に投影し、前記２次元平面上に投影された平面領域を、前記豪雨が発生すると予測される領域として算出する算出手段と、
を備える豪雨予測装置。

【請求項2】

前記判定手段は、前記取得手段によって取得された複数の位置情報が示す位置を比較して、前記コアが下降しているか否かを判定し、
前記算出手段は、前記判定手段によって前記コアが下降していると判定された場合、前記予測される領域を算出する、請求項１に記載の豪雨予測装置。

【請求項3】

前記算出手段は、前記判定手段による判定の結果に基づき、前記コアが下降し始める時点を、前記予測される領域に関する情報として算出する、請求項２記載の豪雨予測装置。

【請求項4】

前記算出手段は、前記所定の３次元空間領域の時間的に変化するサイズに応じて、前記予測される領域のサイズを算出する、請求項１記載の豪雨予測装置。

【請求項5】

前記予測される領域を３次元表示または２次元表示するために必要な表示情報を、前記予測される領域に関する情報として生成する生成手段をさらに備える、請求項１乃至４の何れか１項に記載の豪雨予測装置。

【請求項6】

前記予測される領域に関する情報を、ユーザに、通知または表示して、提示する提示手段をさらに備える、請求項１乃至５の何れか１項に記載の豪雨予測装置。

【請求項7】

気象レーダと、
請求項１に記載の豪雨予測装置と、
ネットワークを介して前記豪雨予測装置と接続されており、前記予測される領域を表示する表示手段と、
を有するシステムであって、
前記豪雨予測装置は、前記予測される領域を前記表示手段から表示させるために必要な表示情報を生成し、前記生成された表示情報を前記表示手段に送信し、
前記表示手段は、前記生成された表示情報に基づき、前記予測される領域を表示する、システム。

【請求項8】

前記気象レーダは、フェーズドアレイ気象レーダを含む請求項７記載のシステム。

【請求項9】

豪雨を予測するための豪雨予測方法であって、
気象レーダによって一定時間毎に観測される雨雲の気象データに基づき、前記雨雲のコアを検出し、
前記コアの検出の結果に基づき、前記検出されたコアの位置情報を取得し、
前記取得された位置情報に基づき、前記コアの移動方向を判定し、
所定の３次元空間領域を有するコアについて、地上に相当する２次元平面上に前記所定の３次元空間領域を前記コアの移動方向に投影し、前記２次元平面上に投影された平面領域を、前記豪雨が発生すると予測される領域として算出する、
豪雨予測方法。

【請求項10】

豪雨を予測するためのプログラムであって、
コンピュータに、
気象レーダによって一定時間毎に観測される雨雲の気象データに基づき、前記雨雲のコアを検出する手順と、
前記検出する手順による前記コアの検出の結果に基づき、前記検出されたコアの位置情報を取得する手順と、
前記取得された位置情報に基づき、前記コアの移動方向を判定する手順と、
所定の３次元空間領域を有するコアについて、地上に相当する２次元平面上に前記所定の３次元空間領域を前記コアの移動方向に投影し、前記２次元平面上に投影された平面領域を、前記豪雨が発生すると予測される領域として算出する手順と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、豪雨を予測するための豪雨予測方法、豪雨予測装置、該豪雨予測装置が適用されるシステム、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ゲリラ豪雨等の異常気象現象を引き起こす積乱雲等の雨雲を、短時間に３次元でスキャンすることができるフェーズドアレイ気象レーダ（Phased Array Weather Radar:ＰＡＷＲ）が開発されている。

【0003】

そして、ＰＡＷＲによって観測された雨雲に関するデータ（以下、「気象データ」と称す。）は、河川等のポンプ場の管理者、消防者の監督者等のような防災に携わるユーザ（以下、単に「ユーザ」と称す。）がリアルタイムに雨雲の様子を見て様々な判断をするための支援をするシステムにおいて、利用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１３０４１９号公報

【特許文献2】特開２０１０−６０４４４号公報

【特許文献3】特開２０１０−１６４５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このようなユーザは、気象現象に関する専門家ではないため、気象データを容易に解釈することができないという問題がある。

【0006】

そのため、このようなユーザでも、ＰＡＷＲを用いて得られる気象データを容易に解釈して、ゲリラ豪雨等を予測するために、気象データを容易に利用できるようにすることが求められている。

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、気象データを容易に利用できるようにすることができる豪雨予測方法、豪雨予測装置、該豪雨予測装置が適用されるシステム、および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】

【0008】

実施形態の豪雨予測装置は、豪雨を予測するための豪雨予測装置であって、気象レーダによって一定時間毎に観測される雨雲の気象データに基づき、雨雲のコアを検出する検出手段と、検出手段によるコアの検出の結果に基づき、検出されたコアの位置情報を取得する取得手段と、取得された位置情報に基づき、コアの移動方向を判定する判定手段と、所定の３次元空間領域を有するコアについて、地上に相当する２次元平面上に前記所定の３次元空間領域を前記コアの移動方向に投影し、前記２次元平面上に投影された平面領域を、豪雨が発生すると予測される領域として算出する算出手段と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態の豪雨予測システムの構成例を示すブロック図である。

【図2】同実施形態の豪雨予測システムの豪雨予測装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】同実施形態の豪雨予測システムの豪雨予測装置の機能的な構成例を示すブロック図である。

【図4】一般的なコアの生成過程を説明するための図である。

【図5】同実施形態の豪雨予測装置によって実行される豪雨予測処理において考慮されるコアの移動方向の一例を説明するための図である。

【図6】同実施形態の豪雨予測装置によって実行される豪雨予測処理における豪雨予測領域の表示イメージの一例を説明するための図である。

【図7】同実施形態の豪雨予測装置によって実行される豪雨予測処理におけるコア情報の一例を示すデータベース構造である。

【図8】同実施形態の豪雨予測装置によって実行される豪雨予測処理手順の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の豪雨予測システム１の構成例を示すブロック図である。
豪雨予測システム１は、レーダ８、気象データストレージ９、豪雨予測装置１０、コア情報ストレージ１２、およびクライアントコンピュータ１５を備える。

【0011】

豪雨予測システム１は、レーダ８によって取得された気象データａをウェブアプリケーション等で可視化して、ユーザにリアルタイムに積乱雲等のゲリラ豪雨を発生させる雨雲の気象現象（以下、「異常気象現象」と称す。）の様子を提示し、豪雨に関するユーザの判断を支援するためのシステムである。異常気象現象は、例えば、雨雲の状態が時間的に急激に変化する現象である。

【0012】

レーダ８は、異常気象現象を発生させる雨雲の全体を短時間で、例えば、一般的な雨雲の発達時間、例えば３０分、よりも短い周期、例えば３０秒毎に、高速にスキャンし、異常気象現象を３次元で観測可能な、単偏波または二重偏波のＰＡＷＲ等の気象レーダである。また、レーダ８は、気象データａとして異常気象現象の３次元データ等を取得し、取得された気象データａを気象データストレージ９に送る。

【0013】

本実施形態における雨雲は、例えば、積乱雲のような雨粒の密度が高い雲であればよいため、積乱雲以外の雲でもよい。密度が高い雲とは、例えば、雨粒の水分量が多い雲、または、雨粒のサイズが大きい雲である。

【0014】

気象データストレージ９は、レーダ８から送られた気象データａを、例えば３０秒よりも短い期間である所定期間、蓄積する。そして、蓄積された気象データａ、例えば、所定期間に蓄積された複数の気象データａを、気象データｂとして、豪雨予測装置１０に送る。

【0015】

また、気象データストレージ９は、気象データａとともに、例えば、気象データａと関連付けられた観測対象の雨雲の位置を含む地図情報を記憶していてもよい。

【0016】

豪雨予測装置１０は、豪雨を予測するための装置であり、気象データストレージ９およびコア情報ストレージ１２と接続されており、気象データｂおよび後述するコア情報ストレージ１２に格納されているコア情報ｃに基づき、図３を参照して後述するような、豪雨を予測するための処理（以下、「豪雨予測処理」と称す。）、雨雲のコアを検出する処理（以下、「コア検出処理」と称す。）、および、雨雲の３次元表示処理（以下、「表示処理」と称す。）を実行する。本実施形態では、このコアに着目して、豪雨予測処理を行う。なお、コアに関しては、図４等を参照して後述する。

【0017】

また、豪雨予測装置１０は、図２を参照して後述するようなコンピュータおよびソフトウェアにより構成されており、インターネット等のネットワーク１４を介して、クライアントコンピュータ１５と接続可能なサーバとして実現される。豪雨予測装置１０は、例えば、クラウド型の画像処理サーバでもある。

【0018】

また、豪雨予測装置１０は、例えば、クライアントコンピュータ１５からの要求ｅに応じて、豪雨予測処理の結果として、後述する豪雨予測領域、雨雲の３次元イメージおよび２次元イメージ、およびコアのイメージを、クライアントコンピュータ１５に備えられたディスプレイ１６に表示するための表示情報ｄを、クライアントコンピュータ１５に送信する。

【0019】

また、豪雨予測装置１０は、表示情報ｄ等を含む豪雨予測処理の結果を、例えば、豪雨予測装置１０からクライアントコンピュータ１５にストリーミング配信する。例えば、表示情報ｄとして、画像情報、または、豪雨が予測される領域に関連する位置情報、をストリーミング配信する。

【0020】

なお、クライアントコンピュータ１５からの要求ｅには、例えば、雨雲の位置またはその雨雲の位置と関連付けられた時間に関する情報に対する要求が含まれていてもよい。また、豪雨予測装置１０は、気象データストレージ９またはコア情報ストレージ１２を備えていてもよい。

【0021】

コア情報ストレージ１２は、豪雨予測装置１０によって実行されるコア検出処理において算出されるコア情報ｃを格納する。コア検出処理は、例えば、気象データａの３次元データを用いて、コアを検出する処理である。コア情報ｃは、例えば、コアの位置またはサイズに関する情報が含まれる。なお、コア情報ｃの詳細について、図７を参照して後述する。

【0022】

クライアントコンピュータ１５は、ネットワーク１４を介して、豪雨予測装置１０と接続されており、豪雨予測装置１０に対して要求ｅを行い、豪雨予測装置１０から取得された表示情報ｄに基づき、ディスプレイ１６に豪雨予測処理の結果を表示する。クライアントコンピュータ１５は、例えば、豪雨予測処理の結果を表示するためのアプリケーションが組み込まれた、パーソナルコンピュータ、または、スマートフォン等の携帯電話であり、この場合、主に、表示処理のうちの豪雨予測処理の結果として、例えば予測される領域をディスプレイ１６に表示するための処理を行う。

【0023】

次に、図２のブロック図を参照して、豪雨予測装置１０の構成例について説明する。
豪雨予測装置１０は、ディスプレイ１６ａ、スピーカ１８、中央処理装置（ＣＰＵ）１０１、ブリッジ回路１０２、主メモリ１０３、グラフィクスコントローラ（ＧＰＵ）１０５、サウンドコントローラ１０６、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０７、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）１０９、ＵＳＢコネクタ１１０、無線ＬＡＮコントローラ１１２、エンベデッドコントローラ（ＥＣ）１１３、電源回路１２１、ＡＣアダプタ１２３、ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）３００等を備える。

【0024】

ＣＰＵ１０１は、豪雨予測装置１０内の各部の動作を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、ＳＳＤ１０９から主メモリ１０３にロードされるオペレーティングシステム（ＯＳ）２０１および各種アプリケーションプログラムを実行する。アプリケーションプログラムには、豪雨予測プログラム２０２が含まれている。

【0025】

また、ＣＰＵ１０１は、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１０７に格納されたＢＩＯＳ（basic input/output system）も実行する。ＢＩＯＳは、ハードウェア制御のためのプログラムである。

【0026】

豪雨予測プログラム２０２は、豪雨予測処理、コア検出処理、および表示処理等を実行するためのプログラムであり、例えば、これらの処理を実行するためのアプリケーションである。

【0027】

ブリッジ回路１０２は、ＣＰＵ１０１のローカルバスと、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）バス上の各デバイス及びＬＰＣ（Low Pin Count）バス上の各デバイスと、の間を接続するブリッジデバイスである。また、ＳＳＤ１０９を制御するためのＩＤＥ（Integrated Drive Electronics）コントローラ等を内蔵している。さらに、サウンドコントローラ１０６との通信を実行する機能も有している。あるいは、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ規格のシリアルバスなどを介してＧＰＵ１０５との通信を実行する機能も有している。

【0028】

ＧＰＵ１０５は、ディスプレイ１６ａに映像信号を送出する。

【0029】

サウンドコントローラ１０６は、音源デバイスであり、再生対象のオーディオデータをスピーカ１８に出力する。スピーカ１８、例えば、図３を参照して後述する通知部３９ａによる警報音を出す。

【0030】

ＵＳＢコネクタ１１０は、ＵＳＢ機器等を接続する。例えば、ＵＳＢ機器を介して、豪雨予測プログラム２０２を豪雨予測装置１０にインストールしてもよい。

【0031】

無線ＬＡＮコントローラ１１２は、例えばＩＥＥＥ ８０２．１１規格の無線通信を実行する無線通信デバイスである。豪雨予測装置１０は、例えば、無線ＬＡＮコントローラ１１２を用いて、ネットワーク１４と接続する。

【0032】

ＥＣ１１３は、電力管理のためのエンベデッドコントローラである。ＥＣ１１３は、例えば、ユーザの操作に応じて豪雨予測装置１０を電源オン／電源オフする機能を有している。

【0033】

ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）３００は、ＧＰＵ１０５と接続されており、例えば、ディスプレイ１６ａに表示される画面イメージに対応する画面イメージデータを記憶する。

【0034】

なお、本実施形態では、図１を参照して上述したように、豪雨予測処理の結果を、表示情報ｄに基づき、ディスプレイ１６に表示するが、例えば、豪雨予測処理の結果を、ネットワーク１４を介さずに、豪雨予測装置１０のディスプレイ１６ａに表示してもよい。なお、この場合は、例えば、クライアントコンピュータ１５が豪雨予測装置１０の機能を備えているような場合に相当する。

【0035】

次に、図３のブロック図を参照して、豪雨予測装置１０の機能的な構成例について説明する。
豪雨予測装置１０は、コア検出部３０、コア位置情報取得部３２、方向判定部３４、領域算出部３６、表示情報生成部３８、および提示部３９を備える。なお、これらの、コア検出部３０、コア位置情報取得部３２、方向判定部３４、領域算出部３６、表示情報生成部３８、および提示部３９は、例えば、上述した豪雨予測プログラム２０２の機能として実現される。

【0036】

コア検出部３０は、気象データｂに基づきコア検出処理を実行し、コアを検出し、コア検出処理の結果としてコア検出結果ｂ１を、コア位置情報取得部３２に送る。コア検出処理は、例えば、雨雲の３次元データを解析し、予め定められたサイズ等を有するコアが存在するか否かを判定することによって、コアを検出する処理である。また、コア検出処理は、コアに関する周知の主成分分析処理を行って算出されるコア検出データを含むコア情報ｃを、コア情報ストレージ１２から、取得する処理でもある。

【0037】

ここで、図４を参照して、コア５０の生成過程について説明する。
図４は、雨雲４０においてコア５０が生成される過程を示しており、横軸は時間（分）を、縦軸は高度（ｋｍ）を示している。

【0038】

例えば、時点ｔ１では、雨雲４０−１にコア５０はまだ発生しないが、時点ｔ２では、コア５０−２が発生する。

【0039】

その後、時点ｔ２〜ｔ４では、コア５０は、雨雲４０−２のコア５０−２、雨雲４０−３のコア５０−３、および雨雲４０−４のコア５０−４のように、高度が上昇する方向（以下、「上昇方向」と称す。）に移動する。

【0040】

その後、時点ｔ４〜ｔ６では、コア５０は、雨雲４０−４のコア５０−４、雨雲４０−５のコア５０−５、および雨雲４０−６のコア５０−６のように、高度が下降する方向（以下、「下降方向」と称す。）に移動する。

【0041】

このように、雨雲４０の発達とともに、コア５０が発生し、コア５０の高度、すなわちコア５０の位置も変化する。

【0042】

また、コア５０のサイズは、図４に示すように、時間の経過とともに、様々な方向に、拡大または縮小する。

【0043】

図３に戻り、コア位置情報取得部３２は、コア検出結果ｂ１等に基づき、コア５０の位置情報ｂ２を取得する。例えば、コア検出結果ｂ１に基づきコア５０が検出された場合、検出されたコア５０の３次元空間におけるｘｙｚ座標を、コア５０の位置情報ｂ２として算出する。そして、算出されたコア５０の位置情報ｂ２−１、および、コア情報ｃに含まれる時間的に直前のコア５０の位置情報ｂ２−２、を方向判定部３４に送る。

【0044】

また、コア位置情報取得部３２は、例えば、コア検出部３０によってコア５０が検出されるよりも前に、コア情報ストレージ１２に格納されている時間的に直前のコア５０の位置情報に基づき、コア５０の位置が予め予測されているような場合、その予め予測されたコア５０の位置をコア５０の位置情報ｂ２として算出してもよい。これにより、豪雨予測処理を高速に行うこともできる。

【0045】

方向判定部３４は、コア５０の位置情報ｂ２に基づき、コア５０の移動方向を判定する。例えば、コア位置情報取得部３２によって取得された複数の位置情報ｂが示す位置を比較して、コア５０が下降しているか否かを判定する。例えば、コア５０の位置情報ｂ２−１が示す位置ベクトルとコア５０の位置情報ｂ２−２が示す位置ベクトルとの差分を用いて、コア５０の移動方向を算出する。そして、算出されたコア５０の移動方向が下降方向であるか否かを判定する。そして、例えば算出されたコア５０の移動方向が下降方向であると判定された場合、コア５０の移動方向の判定の結果ｂ３を領域算出部３６に送る。

【0046】

ここで、図５を参照して、コア５０の移動方向の一例について説明する。
図５は、クライアントコンピュータ１５のディスプレイ１６に表示される豪雨予測処理の結果に関する３次元表示イメージ８０の一例を示している。なお、図５では、３次元表示イメージ８０の時間的な推移の一例を、３次元表示イメージ８０ａ，８０ｂ，８０ｃの順に示している。例えば、コア５０−１に関して、コア５０ａ−１，５０ｂ−１，５０ｃ−１の順に時間的に推移する。

【0047】

３次元表示イメージ８０ａでは、雨雲４０ａがコア５０ａ−１，５０ａ−２を有しており、コア５０ａ−１が３次元空間における地上に相当する２次元平面６０に対して上昇方向に移動していること、すなわちコア５０ａ−１の移動方向Ａが上昇方向であること、を示している。なお、図５では、コア５０ａ−２および後述するコア５０ｂ−２，５０ｃ−２はほぼ移動していないため、これらのコア５０の移動方向の矢印は表示されていない。

【0048】

また、コア５０は、楕円体のような所定の３次元空間領域を有しており、方向判定部３４は、コア５０の中心位置等の所定の位置の変化、例えば、３次元表示イメージ８０ａに示すように、位置８１から位置８２への変化、に基づき、移動方向Ａを算出する。

【0049】

３次元表示イメージ８０ｂでは、雨雲４０ｂがコア５０ｂ−１，５０ｂ−２を有しており、コア５０ｂ−１が２次元平面６０に対して上昇方向に移動していること、すなわちコア５０ｂ−１の移動方向Ｂが上昇方向であること、を示している。なお、図５では、移動方向Ｂは、移動方向Ａよりも、地上に対する上昇方向の角度が小さい場合を示している。

【0050】

３次元表示イメージ８０ｃでは、雨雲４０ｃがコア５０ｃ−１，５０ｃ−２を有しており、コア５０ｃ−１が２次元平面６０に対して下降方向に移動していること、すなわちコア５０ｃ−１の移動方向Ｃが下降方向であること、を示している。

【0051】

また、３次元表示イメージ８０ｃでは、コア５０ｃ−１の移動方向Ｃが下降方向であるため、コア５０ｃ−１に関して、移動方向Ｃに対応する２次元平面６０における平面領域７０を表示している。なお、平面領域７０については、図６を参照して、後述する。

【0052】

このように、コア５０の移動方向は、時間の経過ととともに、上昇方向から下降方向に変化する。

【0053】

図３に戻り、領域算出部３６は、コア５０の移動方向の判定の結果ｂ３に基づき、コア５０の移動方向に対応する平面領域７０を、豪雨が発生すると予測される領域として、算出する。例えば、方向判定部３４によってコア５０の移動方向が下降方向であると判定された場合、平面領域７０を算出する。そして、平面領域７０に関する算出結果ｂ４を表示情報生成部３８に送る。なお、算出結果ｂ４は、例えば、平面領域７０に関するｘｙ座標である。また、算出結果ｂ４は、コア５０のサイズに関する情報を含んでいてもよい。この場合、平面領域７０に関するｘｙ座標は、コア５０の外周をコア５０の移動方向に投影した楕円の方程式に相当する。また、平面領域７０は、例えば、３次元空間において、移動方向を示すベクトルと２次元平面６０とが交わる領域である。

【0054】

また、領域算出部３６は、判定の結果ｂ３に基づき、コア５０が下降し始める時点を、予測される領域に関する情報として、算出する。

【0055】

また、領域算出部３６は、３次元空間において、地上に相当する２次元平面６０上に、コア５０の所定の３次元空間領域を移動方向に投影し、２次元平面６０上に投影された平面領域７０を、予測される領域として算出する。

【0056】

また、領域算出部３６は、コア５０の所定の３次元空間領域の時間的に変化するサイズに応じて、予測される領域のサイズを算出する。

【0057】

表示情報生成部３８は、算出結果ｂ４に基づき、表示処理を行い、予測される領域を３次元表示または２次元表示するために必要な表示データｂ５を含む表示情報を、予測される領域に関する情報として生成する。表示データｂ５は、例えば、３次元表示イメージ８０または図６に示すような２次元表示イメージ９０に関するデータである。

【0058】

表示情報生成部３８は、例えば、予めコア情報ストレージ１２に記憶されている、雨雲４０、２次元平面６０、コア５０、および平面領域７０、の３次元または２次元イメージデータを算出結果ｂ４が示すｘｙｚ座標またはｘｙ座標に配置することによって、３次元表示イメージ８０または２次元表示イメージ９０を生成する。例えば、ボリュームレンダリングを用いて、３次元表示イメージ８０を生成する。

【0059】

ここで、図６を参照して、平面領域７０の表示イメージの一例について説明する。
図６は、３次元表示イメージ８０ｃ、および、３次元表示イメージ８０ｃに対応する２次元表示イメージ９０、を示している。

【0060】

領域算出部３６は、例えば、３次元表示イメージ８０ｃのような仮想の３次元空間において、２次元平面６０に楕円体のコア５０の３次元空間領域を移動方向Ｃに投影し、２次元平面６０に投影された平面領域７０を算出する。

【0061】

そして、表示情報生成部３８は、算出された平面領域７０を含む３次元表示イメージ８０、または、平面領域７０に相当する領域９２を含む２次元表示イメージ９０、を生成する。

【0062】

図６の右側に示す２次元表示イメージ９０は、３次元表示イメージ８０ｃを、２次元平面６０に対して上空から見た場合における図である。

【0063】

図６の２次元表示イメージ９０では、２次元平面６０に相当する地上６１に、平面領域７０に対応する領域９２、および、雨雲４０ｃの位置に相当する領域９１、を示している。このように、上空から見た場合、豪雨が予測される領域、すなわち領域９２、は、雨雲４０ｃの位置、すなわち領域９１、と異なる場合がある。

【0064】

図３に戻り、提示部３９は、通知部３９ａおよび表示部３９ｂを備えており、表示データｂ５に基づき、予測される領域に関する情報、例えば平面領域７０に関する表示情報ｄを、ユーザに、通知または表示して、提示する。

【0065】

通知部３９ａは、表示データｂ５に含まれる平面領域７０に相当する地域のユーザに、表示情報ｄを通知する。例えば、電子メールで、豪雨が発生していることをユーザに通知する。また、例えば、クライアントコンピュータ１５のスピーカ１８を用いて、豪雨が発生していることを、平面領域７０に関連するユーザに、警報音として通知してもよい。また、ディスプレイ１６に豪雨が発生していることを表示することによって、その旨を通知してもよい。なお、豪雨が発生していることは、例えば、豪雨が予測されるエリアに近いエリアにユーザがいるということであり、豪雨が予測されるエリアを中心として段階的に警報レベルを変えて通知してもよい。

【0066】

表示部３９ｂは、表示情報ｄを、ユーザが利用する端末であるクライアントコンピュータ１５のディスプレイ１６等に表示させるための処理を行う。

【0067】

ここで、図７のデータベース構造を参照して、コア情報ｃの一例について説明する。
コア情報データベース５００は、コア番号情報項目５００ａ、コア位置情報項目５００ｂ、およびコアサイズ情報項目５００ｃを有する。

【0068】

コア番号情報項目５００ａは、コア５０を識別するための情報を示しており、例えば、気象データｂに含まれる雨雲４０の３次元データに関する時間的に連続したフレームである。例えば、連続したフレームのうちのＮ番目のフレーム（以下、「フレームＮ」と称す。）がコア番号「＃２」に対応する場合、直前のフレームＮ−１はコア番号「＃１」に対応し、直後のフレームＮ＋１はコア番号「＃２」に対応する。なお、各フレームＮは、例えば、レーダ８の１回のスキャンで得られるデータに相当する。

【0069】

コア位置情報項目５００ｂは、コア５０の位置、例えばｘｙｚ座標、に関する情報を示しており、例えば、コア番号「＃２」に対応するコア５０の位置は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（−１００，＋８０，＋５０）である。

【0070】

コアサイズ情報項目５００ｃは、コア５０のサイズに関する情報を示しており、例えば、コア番号「＃２」に対応するコア５０のサイズは、（長径，短径）＝（８０，１０）である。

【0071】

また、コア番号情報項目５００ａ、コア位置情報項目５００ｂ、およびコアサイズ情報項目５００ｃは、それぞれ、１対１に対応している。例えば、コア５０の番号が増加するとともに、すなわち時間の経過とともに、コア５０の高度に相当するｚ座標は、増加した後、減少する。また、図７では、コア５０の番号が増加するとともに、コア５０のサイズが拡大していることを示している。

【0072】

なお、請求項において、気象レーダによって一定時間毎に観測される雨雲の気象データに基づき、雨雲のコアを検出する検出手段は、例えば、コア検出部３０に対応する。検出手段によるコアの検出の結果に基づき、検出されたコアの位置情報を取得する取得手段は、例えば、コア位置情報取得部３２に対応する。取得された位置情報に基づき、コアの移動方向を判定する判定手段は、例えば、方向判定部３４に対応する。コアの移動方向に対応する地上の領域を、豪雨が発生すると予測される領域として、算出する算出手段は、例えば、領域算出部３６に対応する。

【0073】

次に、図８のフローチャートを参照して、豪雨予測装置１０によって実行される豪雨予測処理手順の一例について説明する。
まず、気象データストレージ９から気象データｂが取得される（ステップＳ８０）。例えば、フレームＮが取得される。そして、取得されたフレームＮに関するコア５０の位置情報が取得される。

【0074】

次に、ステップＳ８０において取得されたフレームＮに関するコア５０の位置情報が示すコア５０の位置と、既に取得されているフレームＮ―１に関するコア５０の位置情報が示すコア５０の位置と、が比較される（ステップＳ８２）。

【0075】

そして、ステップＳ８２の比較処理の結果に基づき、例えばコア５０の位置の差分に基づき、コア５０の移動方向が算出される（ステップＳ８４）。なお、各フレームＮの位置を比較するのではなく、例えば、３次元空間における所定の位置に対するフレームＮの変動等に基づき、コア５０の移動方向を算出してもよい。

【0076】

次に、ステップＳ８４において算出されたコア５０の移動方向が下降方向か否かが判定される（ステップＳ８６）。これにより、コア５０が地上に対して下方に移動したか否か判定される。

【0077】

コア５０の移動方向が下降方向ではないと判定された場合（ステップＳ８６：Ｎｏ）、次のフレームＮ＋１に関する処理が開始される（ステップＳ１００）。

【0078】

一方、コア５０の移動方向が下降方向であると判定された場合（ステップＳ８６：Ｙｅｓ）、コア５０が地上に対して、移動方向に投影される（ステップＳ８８）。

【0079】

そして、ステップＳ８８における投影の結果として、投影されたコア５０に対応する平面領域７０が、ディスプレイ１６等に表示される（ステップＳ９０）。

【0080】

以上のように、本実施形態によれば、気象データを容易に利用できるようにすることが可能となる。これにより、ユーザが気象データａを解釈し易くなり、防災等におけるユーザの判断を支援することが可能となる。例えば、河川の管理者であるユーザは、ゲリラ豪雨の発生をリアルタイムで知ることができ、ポンプ場のポンプを事前に調整することが可能となる。

【0081】

具体的には、複雑な気象データａの処理を要することなく、積乱雲等の雨雲４０のコア５０を検出し、雨雲４０の全体およびコア５０の３次元表示および２次元表示とともに、豪雨が予測される領域を表示することが可能となる。

【0082】

また、３０分程度の短時間で発達する雨雲４０の３次元構造を、３０秒程度の短時間で捉えることができるＰＡＷＲの能力を最大限に活用することが可能であり、リアルタイムにゲリラ豪雨等が降る領域を効率的に視覚化することも可能となる。つまり、本実施形態の豪雨予測処理は、３０秒程度の短時間で、コア５０を検出し、コア５０が落ちる領域を予測することによって、豪雨を予測することが可能となる。

【0083】

また、豪雨予測処理を簡易な処理にすることによって、気象データａを容易に利用でき、短時間で高速に、また、リアルタイムに豪雨予測処理ができるだけでなく、例えば、処理能力が低い豪雨予測装置１０を用いた場合でも、豪雨予測処理を行うことが可能となる。

【0084】

また、クライアントコンピュータ１５のディスプレイ１６上に、雨雲４０の全体の形状を３次元表示することにより視覚化できるととともに、例えば、コア５０の位置やコア５０のサイズを同時に表示することによって、それらをユーザが把握することが可能となる。

【0085】

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

【符号の説明】

【0086】

１…豪雨予測システム、８…レーダ、９…気象データストレージ、１０…豪雨予測装置、１２…コア情報ストレージ、１４…ネットワーク、１５…クライアントコンピュータ、１６，１６ａ…ディスプレイ、１８…スピーカ、３０…コア検出部、３２…コア位置情報取得部、３４…方向判定部、３６…領域算出部、３８…表示情報生成部、３９…提示部、３９ａ…通知部、３９ｂ…表示部、４０，４０−１，４０−２，４０−３，４０−４，４０−５，４０−６，４０ａ…雨雲、５０，５０−１，５０−２，５０−３，５０−４，５０−５，５０−６，５０ａ−１，５０ａ−２，５０ｂ−１，５０ｂ−２，５０ｃ−１，５０ｃ−２…コア、６０…２次元平面、６１…地上、７０…平面領域、８０，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ…３次元表示イメージ、８１，８２…位置、９０…２次元表示イメージ、９１…領域、９２…領域、１０１…中央処理装置（ＣＰＵ）、１０２…ブリッジ回路、１０３…主メモリ、１０５…グラフィクスコントローラ（ＧＰＵ）、１０６…サウンドコントローラ、１０７…ＢＩＯＳ−ＲＯＭ、１０９…ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、１１０…ＵＳＢコネクタ、１１２…無線ＬＡＮコントローラ、１１３…エンベデッドコントローラ（ＥＣ）、１２１…電源回路、１２３…ＡＣアダプタ、２０１…オペレーティングシステム（ＯＳ）、２０２…豪雨予測プログラム、３００…ビデオメモリ（ＶＲＡＭ）、５００…コア情報データベース、５００ａ…コア番号情報項目、５００ｂ…コア位置情報項目、５００ｃ…コアサイズ情報項目、ａ…気象データ、Ａ，Ｂ，Ｃ…移動方向、ｂ１…コア検出結果、ｂ２，ｂ２−１，ｂ２−２…位置情報、ｂ３…判定の結果、ｂ４…算出結果、ｂ５…表示データ、ｃ…コア情報、ｄ…表示情報、ｅ…要求、Ｎ，Ｎ＋１…フレーム、ｔ２〜ｔ６…時点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】