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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025151978
(43)【公開日】2025-10-09
(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム
(51)【国際特許分類】
G01F 22/00 20060101AFI20251002BHJP
【ＦＩ】
G01F22/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024053642
(22)【出願日】2024-03-28
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ・ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐｓ：／／ａｇｒｍｅｔ．ｊｐ／〔要旨集掲載〕農業環境工学関連学会２０２３年合同大／ 掲載日 ２０２３年９月４日 ・研究集会名 農業環境工学関連学会 ２０２３年合同大会 開催場所 筑波大学春日キャンパス，つくば国際会議場 ４階 開催日 ２０２３年９月４日
(71)【出願人】
【識別番号】501203344
【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】松田 周
(57)【要約】
【課題】簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができる。
【解決手段】ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ため池の水位を一端における深さとして仮想ため池の体積を求めることで、水位に対応するため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、演算実行部は、仮想ため池の体積を求める際に、一端からの奥行方向の距離に対応する池底の高さを、指数部に池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【選択図】図２
【解決手段】ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ため池の水位を一端における深さとして仮想ため池の体積を求めることで、水位に対応するため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、演算実行部は、仮想ため池の体積を求める際に、一端からの奥行方向の距離に対応する池底の高さを、指数部に池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置であって、
前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、
ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、
前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、
前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、
前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、
前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、
前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
情報処理装置。
前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、
ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、
前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、
前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、
前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、
前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、
前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
情報処理装置。
【請求項2】
ネットワークを介して接続される外部の装置から、前記ため池に係る情報を取得し、
前記ため池に係る情報には、ため池をせき止める堤体の高さを示す堤高、前記堤体の堤頂の長さを示す堤頂長、前記ため池の満水位から前記堤体の堤頂までの高さ、満水面積、および、満水であるときの貯水量を示す総貯水量が含まれ、
前記演算実行部は、
前記仮想ため池の池幅を前記堤頂長とし、前記満水面積を前記池幅で除することで、満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を算出し、
前記堤高、前記ため池の満水位から前記堤体の堤頂までの高さ、および、前記満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を用いて前記指数関数を生成する
請求項１に記載の情報処理装置。
前記ため池に係る情報には、ため池をせき止める堤体の高さを示す堤高、前記堤体の堤頂の長さを示す堤頂長、前記ため池の満水位から前記堤体の堤頂までの高さ、満水面積、および、満水であるときの貯水量を示す総貯水量が含まれ、
前記演算実行部は、
前記仮想ため池の池幅を前記堤頂長とし、前記満水面積を前記池幅で除することで、満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を算出し、
前記堤高、前記ため池の満水位から前記堤体の堤頂までの高さ、および、前記満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を用いて前記指数関数を生成する
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項3】
前記演算実行部は、
前記指数関数を積分することで、満水位に対応する前記仮想ため池の体積を求める式である満水位体積算出式を生成し、前記満水位体積算出式に含まれる前記池底の形状を表すパラメータの値を変更し、前記総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
請求項２に記載の情報処理装置。
前記指数関数を積分することで、満水位に対応する前記仮想ため池の体積を求める式である満水位体積算出式を生成し、前記満水位体積算出式に含まれる前記池底の形状を表すパラメータの値を変更し、前記総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項4】
前記演算実行部は、さらに
前記パラメータの値に基づいて、前記ため池の水位と貯水量との関係を示すＨ－Ｖ曲線、または、前記ため池の水位と池水面積との関係を示すＨ－Ａ曲線を算出する
請求項３に記載の情報処理装置。
前記パラメータの値に基づいて、前記ため池の水位と貯水量との関係を示すＨ－Ｖ曲線、または、前記ため池の水位と池水面積との関係を示すＨ－Ａ曲線を算出する
請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項5】
地図により求めた前記ため池の池水面積と、写真により求めた前記ため池の池水面積とをさらに取得し、
前記演算実行部は、
地図により求めた前記ため池の池水面積と、写真により求めた前記ため池の池水面積とのうち、大きい方の池水面積である修正満水面積を前記池幅で除することで、満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を算出する
請求項３に記載の情報処理装置。
前記演算実行部は、
地図により求めた前記ため池の池水面積と、写真により求めた前記ため池の池水面積とのうち、大きい方の池水面積である修正満水面積を前記池幅で除することで、満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を算出する
請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項6】
前記演算実行部は、
前記修正満水面積を、前記外部の装置から取得した満水面積で除した値に、前記総貯水量を乗じた値である第１の修正総貯水量を算出し、
前記修正総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
請求項５に記載の情報処理装置。
前記修正満水面積を、前記外部の装置から取得した満水面積で除した値に、前記総貯水量を乗じた値である第１の修正総貯水量を算出し、
前記修正総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項7】
前記堤体の天端幅、上流法面勾配および下流法面勾配を示す情報をさらに取得し、前記堤高、前記天端幅、前記上流法面勾配および前記下流法面勾配を用いて、前記堤体の断面を特定し、
前記ため池および前記堤体を含む地形断面図において、標高の精度が比較的低い第１の領域に接する２つの領域であって、前記第１の領域より標高の精度が高い第２の領域および第３の領域を特定し、前記第２の領域および前記第３の領域における前記第１の領域との接点の標高を結ぶ線分の勾配を地山勾配とし、前記堤体の断面に前記地山勾配を適用することで得られる堤高である修正堤高を算出する
請求項６に記載の情報処理装置。
前記ため池および前記堤体を含む地形断面図において、標高の精度が比較的低い第１の領域に接する２つの領域であって、前記第１の領域より標高の精度が高い第２の領域および第３の領域を特定し、前記第２の領域および前記第３の領域における前記第１の領域との接点の標高を結ぶ線分の勾配を地山勾配とし、前記堤体の断面に前記地山勾配を適用することで得られる堤高である修正堤高を算出する
請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項8】
前記演算実行部は、
前記修正堤高を、前記外部の装置から取得した堤高で除した値に、前記第１の修正総貯水量を乗じた値である第２の修正総貯水量を算出し、
前記第２の修正総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
請求項７に記載の情報処理装置。
前記修正堤高を、前記外部の装置から取得した堤高で除した値に、前記第１の修正総貯水量を乗じた値である第２の修正総貯水量を算出し、
前記第２の修正総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する
請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項9】
ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置の情報処理方法であって、
前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、
ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、
前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、
前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出するステップを含み、
前記仮想ため池の体積を求める際に、
前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、
前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値が同定される
情報処理方法。
前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、
ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、
前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、
前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出するステップを含み、
前記仮想ため池の体積を求める際に、
前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、
前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値が同定される
情報処理方法。
【請求項10】
コンピュータを、
ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置であって、
前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、
ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、
前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、
前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、
前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、
前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、
前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する情報処理装置として機能させる
プログラム。
ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置であって、
前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、
ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、
前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、
前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、
前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、
前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、
前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する情報処理装置として機能させる
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムに関し、簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができる情報処理装置、情報処理方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
用排水路やため池を熱源として園芸施設の加温に利用する試みが行われている。また、園芸施設の脱炭素化は急務であり、地域エネルギーの有効活用が模索されている中、ため池から熱エネルギーを取る方式は、注目されている。
【0003】
ため池の水を利用する場合、温度とその水量の情報が必要であり、水量を把握するためには、ため池の水位と容量の関係を示す「水位－容量曲線（Ｈ－Ｖ曲線とも称する）」が重要になる。一方で多くのため池を解析対象とする場合、各池に対して池底を測量する方法は現実的でない。
【0004】
ため池のＨ－Ｖ曲線を求めるためには、（１）ため池に浮かべたボートから音波を水中に発信し、帰ってきた音波を解析することで池底の地形を把握する深浅測量を行う方式、（２）ため池の水を抜いた時に池底面を測量する方式、（３）ため池の水を抜く時に、異なる水位時の水際を測量する、または、異なる水位時の空中写真を撮って水際をトレースする方式、（４）インターネット等から得られる情報でＨ－Ｖ曲線を推定する方式がある。
【0005】
ここで、方式（４）においては、さらに総貯水量を使う方式（非特許文献１）と使わない方式（非特許文献２）がある。
【0006】
さらに、近年の豪雨の頻発化により、豪雨前にダムの水を事前放流する事例があるが、ため池においても事前放流の効果が議論されている。想定される流域雨量および今後必要となる灌漑水量を鑑みてため池空き容量を決定し、それに相当する水位を導出することができれば、効果的な事前放流の一助となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】田中丸ら ２０１５「ため池の水位―貯留量関係のモデル化」Ｈ２７ 農業農村工学会大会講演会講演要旨集、５３０－５３１
【非特許文献2】吉迫及び小川 ２００９「ため池における利水容量の転用による洪水調節容量の創出―東広島市六道池における検討－」システム農学、第 ２５ 巻、６３－７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、方式（１）～方式（３）は、現場で測量するか、または空中写真を撮る必要があり、多数のため池を対象とする場合現実的でない。また、非特許文献１、および、非特許文献２の方式では、十分な精度でＨ－Ｖ曲線を推定できないことがある。
【0009】
本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置であって、前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【0011】
本発明の一態様に係る情報処理方法は、ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置の情報処理方法であって、前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出するステップを含み、前記仮想ため池の体積を求める際に、前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値が同定される。
【発明の効果】
【0012】
本発明の一態様によれば、簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態に係るため池情報推定装置の機能的構成例を示すブロック図である。
【図2】仮想ため池の斜視図である。
【図4】仮想ため池の池底の形状を説明する図である。
【図5】Ｈ－Ｖ曲線推定処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
【図6】堤体とその近辺の地形断面図の一例を示す図である。
【図7】堤頂の長手方向中央を中心とした堤体の断面図の一例を示す図である。
【図8】Ｊ池およびＫ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフである。
【図9】Ｌ池およびＭ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフである。
【図10】Ｎ池およびＯ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフである。
【図11】Ｐ池およびＱ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフである。
【図12】Ｒ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフである。
【図13】プログラムの命令を実行するコンピュータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
【0015】
（ため池情報推定装置の機能的構成）
図１は、本実施形態に係るため池情報推定装置の機能的構成例を示すブロック図である。同図に示されるため池情報推定装置２１は、入力部３１、演算実行部３２、出力部３３、および、通信部３４を備えている。
図１は、本実施形態に係るため池情報推定装置の機能的構成例を示すブロック図である。同図に示されるため池情報推定装置２１は、入力部３１、演算実行部３２、出力部３３、および、通信部３４を備えている。
【0016】
入力部３１は、例えば、ユーザの操作等を介して入力された情報を演算実行部に供給する。演算実行部３２は、入力部３１から入力された情報、および／または、通信部３４を介して取得された情報に基づいてため池のため池の水位と容量の関係を示す「水位－容量曲線」を推定するための演算を実行する。なお、水位－容量曲線は、Ｈ－Ｖ曲線とも称される。
【0017】
出力部３３は、演算実行部３２により実行された演算による推定結果を、例えば、ディスプレイなどに出力する。通信部３４は、例えば、インターネットなどのネットワーク５０にアクセスし、ネットワーク５０に接続された他の装置との通信を行う。
【0018】
ネットワーク５０には、ため池防災支援システムに係るソフトウェアを実装したサーバ７１が接続されており、ため池情報推定装置２１は、通信部３４を介して、ため池防災支援システムによって提供される情報を取得することができる。ため池防災支援システムは、全国のため池のそれぞれに係る情報を提供するためのシステムである。ため池防災支援システムによって提供される情報には、例えば、各ため池の堤高、堤頂長、常時満水位から堤頂までの高さ、満水面積、総貯水量、堤体の天端幅並びに上流法面勾配および下流法面勾配などが含まれる。
【0019】
ここで、堤高は、ため池をせき止める堤体の高さであって、基礎地盤面から堤体の頂上部分（堤頂）までの高さを示し、堤頂長は、当該堤体の堤頂の長さを示す。常時満水位は、（災害時ではなく）平常時において満水となったときのため池の水位を示し、満水面積は、そのときのため池の水面の面積、総貯水量は、そのときのため池の貯水量を示す。
【0020】
なお、以下においては、必要に応じて、ため池防災支援システムを、「ため池システム」と称することにする。また、以下においては、必要に応じて、常時満水位を、単に満水位と称することにする。
【0021】
（演算実行部によるＨ－Ｖ曲線の推定）
次に、演算実行部３２によるＨ－Ｖ曲線の推定について説明する。演算実行部３２は、ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ため池の水位を一端における深さとして仮想ため池の体積を求めることで、水位に対応するため池の貯水量を算出する。
次に、演算実行部３２によるＨ－Ｖ曲線の推定について説明する。演算実行部３２は、ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ため池の水位を一端における深さとして仮想ため池の体積を求めることで、水位に対応するため池の貯水量を算出する。
【0022】
図２は、仮想ため池の斜視図である。同図は、ｘ、ｙ、ｚ軸の３次元で示されており、ｚ軸方向は仮想ため池の水位（または高さ）に対応し、ｙ軸方向は仮想ため池の幅に対応し、ｘ軸方向は仮想ため池の奥行に対応する。なお、原点通るｙ－ｚ面において仮想ため池（ため池の水）が、図示せぬ堤体と接するものとする。
【0023】
ｘ－ｙ平面である仮想ため池の水面は長方形（正方形であってもよい）であり、仮想ため池が堤体と接するｙ－ｚ平面もやはり長方形（正方形であってもよい）である。また、仮想ため池のｘ－ｙ断面はどの断面においても長方形（または正方形）であり、ｙ－ｚ断面もやはりどの断面においても長方形（または正方形）である。一方、仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、図中下側の１辺が曲線であり、当該曲線（仮想ため池池底曲線）によって仮想ため池の池底が形成される。すなわち、仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状となる。
【0024】
このように、仮想ため池は４つの平面と１つの曲面によって構成される立体である。
【0025】
【0026】
仮想ため池の底面は、ｘ軸方向（奥行方向）の位置に応じてｚ軸方向の位置（高さ）が変化する。この例では、奥行方向の原点側の端部において底面の位置が最も低い位置となり、仮想ため池の深さは最大となる。そして、奥行方向の他方の端部において底面の位置が最も高い位置となり、仮想ため池の深さは０になる。
【0027】
図２に示されるように、仮想ため池は、底面を直角三角形とした三角柱を、当該直角三角形において直角をはさむ２辺を鉛直方向および水平方向に配置し、かつ、当該直角三角形の斜辺を曲線とした形状の立体である。
【0028】
このような仮想ため池においては、水位が低くなると、水面の位置がｚ軸方向でより低い位置に移動し、仮想ため池の奥行が短くなる。
【0029】
演算実行部３２は、仮想ため池の池幅を堤頂長とし、満水面積を池幅で除することで、満水位に対応する仮想ため池の奥行を算出し、堤高、ため池の常時満水位から堤体の堤頂までの高さ、および、満水位に対応する仮想ため池の奥行を用いて指数部に池底の形状を表すパラメータを含む指数関数を生成する。
【0030】
ここで、演算実行部３２は、ため池システムから取得した堤頂長を仮想ため池の池幅Ｗｖとし、ため池システムから取得した満水面積を池幅Ｗｖで除することにより、満水位における仮想ため池の奥行Ｌｖを算出する。なお、ここでは、堤頂長をそのまま仮想ため池の池幅Ｗｖとする例を説明したが、例えば、予め定められた演算などに基づいて仮想ため池の池幅Ｗｖが定まるようにしてもよい。
【0031】
また、演算実行部３２は、ため池システムから取得した堤高Ｈｄから、同じくため池システムから取得した満水位から堤頂までの高さＨｓを減じることによって、満水位を求める。なお、満水位（Ｈd－Ｈｓ）は、図２に示される仮想ため池高でもある。
【0032】
そして、演算実行部３２は、仮想ため池の池底の形状を特定する。ここで、仮想ため池の池底高さは式（１）により表すことができる。式（１）は、仮想ため池池底曲線とも称される。
・・・（１）
式（１）におけるｚは池底の高さ（ｚ軸方向の位置）を示し、ｘは奥行方向での原点からの距離を示し、λは仮想ため池の池底の形状を表すパラメータである。このように、一端（この例では原点）からの奥行方向の距離に対応する池底の高さを、指数部に池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により、仮想ため池の池底を表すことができる。
【数1】
式（１）におけるｚは池底の高さ（ｚ軸方向の位置）を示し、ｘは奥行方向での原点からの距離を示し、λは仮想ため池の池底の形状を表すパラメータである。このように、一端（この例では原点）からの奥行方向の距離に対応する池底の高さを、指数部に池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により、仮想ため池の池底を表すことができる。
【0033】
【0034】
図４の曲線Ｃ１は、堤体から近い位置において、池底が急激に高くなる形状に対応する仮想ため池池底曲線である。図４の曲線Ｃ２は、曲線Ｃ１の場合と比較して池底が緩やかに高くなる形状に対応する仮想ため池池底曲線である。なお、図４の曲線Ｃ１および曲線Ｃ２は、原点から図中右上方向に向かって伸びる仮想ため池の池底が水面側に反っている場合の池底の形状に対応する。
【0035】
一方、図４の曲線Ｃ３および曲線Ｃ４は、原点から図中右上方向に向かって伸びる仮想ため池の池底が水面と反対側に反っている場合の池底の形状に対応する。図４の曲線Ｃ４は、堤体から遠い位置において、池底が急激に高くなる形状に対応する仮想ため池池底曲線である。図４の曲線Ｃ３は、曲線Ｃ４の場合と比較して池底が緩やかに高くなる形状に対応する仮想ため池池底曲線である。
【0036】
これらの曲線Ｃ１～Ｃ４のそれぞれに対応してパラメータλの値が１つずつ定まることになる。曲線Ｃ１または曲線Ｃ２の場合、パラメータλの値は負になり（λ＜０）、曲線Ｃ３または曲線Ｃ４の場合、パラメータλの値は正になる（λ＞０）。また、曲線Ｃ２の場合より、曲線Ｃ１の場合の方がパラメータλの絶対値は大きくなり、曲線Ｃ３の場合より、曲線Ｃ４の場合の方がパラメータλの絶対値は大きくなる。
【0037】
なお、ここでは、４通りの曲線を示して説明したが、実際には無限の曲線があり得る。
【0038】
演算実行部３２は、満水位（Ｈｄ－Ｈｓ）と、ため池システムから取得した総貯水量とを用いてパラメータλの値を同定する。
【0039】
すなわち、演算実行部３２は、式（１）の指数関数を積分することで、満水位に対応する仮想ため池の体積を求める式である満水位体積算出式（後述の式（２））を生成し、満水位体積算出式に含まれる池底の形状を表すパラメータの値を変更し、総貯水量を近似する仮想ため池の体積に係る池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【0040】
このとき、演算実行部３２は、式（２）のパラメータλの値を変更しながら、Ｖｍａｘの値を算出し、ため池システムから取得した総貯水量を近似するＶｍａｘの値が得られたときのパラメータλの値を、当該ため池に対応する仮想ため池の池底の形状を表すパラメータとして同定する。
・・・（２）
パラメータλが同定されることにより、仮想ため池の池底の形状が特定され、仮想ため池池底曲線の形状も定まることになる。
【数2】
パラメータλが同定されることにより、仮想ため池の池底の形状が特定され、仮想ため池池底曲線の形状も定まることになる。
【0041】
このようにして、パラメータλの値が求められた後、式（３）および式（４）の演算により、水位Ｈのときのため池の貯水量を推定することが可能となる。
・・・（３）
・・・（４）
式（３）のｘｈは、水位Ｈのときの仮想ため池の奥行（長さ）を示す。式（４）のＶは、水位Ｈのときの仮想ため池の体積を示し、当該体積によってため池の貯水量が示されることになる。式（４）により、水位Ｈと貯水量Ｖとの関係が特定されることになるので、式（４）は、当該ため池のＨ－Ｖ曲線として用いることができる。
【数3】
【数4】
式（３）のｘｈは、水位Ｈのときの仮想ため池の奥行（長さ）を示す。式（４）のＶは、水位Ｈのときの仮想ため池の体積を示し、当該体積によってため池の貯水量が示されることになる。式（４）により、水位Ｈと貯水量Ｖとの関係が特定されることになるので、式（４）は、当該ため池のＨ－Ｖ曲線として用いることができる。
【0042】
なお、式（５）により、水位Ｈのときの当該ため池の池水面積を求めることもできる。
・・・（５）
式（５）のＡは、水位Ｈのときのため池の池水面積を示す。式（５）により、水位Ｈと池水面積Ａとの関係が特定されることになるので、式（５）は、Ｈ－Ａ曲線とも称される。
【数5】
式（５）のＡは、水位Ｈのときのため池の池水面積を示す。式（５）により、水位Ｈと池水面積Ａとの関係が特定されることになるので、式（５）は、Ｈ－Ａ曲線とも称される。
【0043】
このようにして、ため池情報推定装置２１の演算実行部３２は、ため池のＨ－Ｖ曲線、および／または、Ｈ－Ａ曲線を推定する。ため池情報推定装置２１は、ため池システムに情報が記憶されているため池のそれぞれについて、当該ため池のＨ－Ｖ曲線、および／または、Ｈ－Ａ曲線を推定することができる。
【0044】
（Ｈ－Ｖ曲線推定処理）
次に、ため池情報推定装置２１によるＨ－Ｖ曲線推定処理について説明する。図５は、Ｈ－Ｖ曲線推定処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
次に、ため池情報推定装置２１によるＨ－Ｖ曲線推定処理について説明する。図５は、Ｈ－Ｖ曲線推定処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
【0045】
ステップＳ２１において、ため池情報推定装置２１は、Ｈ－Ｖ曲線を推定すべきため池を特定する。このとき、例えば、入力部３１を介してＨ－Ｖ曲線を推定すべきため池の識別番号などが入力されることにより、ため池が特定される。
【0046】
ステップＳ２２において、ため池情報推定装置２１は、ため池に係る情報を取得する。このとき、例えば、ため池情報推定装置２１は、通信部３４を介して、ため池システムによって提供される情報を取得する。すなわち、通信部３４が、インターネットなどのネットワーク５０にアクセスし、ネットワーク５０に接続された他の装置との通信を行うことにより、ため池システムによって提供される情報が取得される。
【0047】
ステップＳ２３において、ため池情報推定装置２１は図２に示される、仮想ため池幅、仮想ため池高、および、常時満水位における仮想ため池奥行を算出する。
【0048】
このとき、演算実行部３２は、例えば、ため池システムから取得した堤頂長を仮想ため池幅Ｗｖとする。あるいは、予め定められた演算などに基づいて仮想ため池幅Ｗｖが定まるようにしてもよい。また、このとき、演算実行部３２は、ため池システムから取得した堤高Ｈｄから、同じくため池システムから取得した常時満水位から堤頂までの高さＨｓを減じることによって、常時満水位（または仮想ため池高）を求める。さらに、このとき、演算実行部３２は、ため池システムから取得した満水面積を池幅Ｗｖで除することにより、満水位における仮想ため池の奥行Ｌｖを算出する。
【0049】
ステップＳ２４において、ため池情報推定装置２１は、パラメータλの値を同定する。
【0050】
このとき、演算実行部３２は、例えば、ステップＳ２３で算出された満水位（Ｈｄ－Ｈｓ）と満水位における仮想ため池奥行Ｌｖとを用いて式（１）を生成する。そして、演算実行部３２は、式（１）とステップＳ２３で算出された池幅Ｗｖを用いて式（２）を生成し、ため池システムから取得した総貯水量によりパラメータλの値を同定する。この場合、上述したように、演算実行部３２は、式（２）のパラメータλの値を変更しながら、Ｖｍａｘの値を算出し、ため池システムから取得した総貯水量を近似するＶｍａｘの値が得られたときのパラメータλの値を、当該ため池に対応する仮想ため池の池底の形状を表すパラメータとして同定する。
【0051】
ステップＳ２５において、ため池情報推定装置２１は、Ｈ－Ｖ曲線を推定する。このとき、上述したように、演算実行部３２は、ステップＳ２４の処理で同定されたパラメータλを用いて式（３）の演算を実行する。そして、演算実行部３２は、式（３）の演算の結果算出された、水位Ｈのときの仮想ため池の奥行ｘｈを用いて式（４）の演算を実行することにより、Ｈ－Ｖ曲線を推定する。
【0052】
このようにして、所望のため池に係るＨ－Ｖ曲線が推定される。なお、Ｈ－Ｖ曲線とともに、または、Ｈ－Ｖ曲線に代えてＨ－Ａ曲線が推定されるようにしてもよい。
【0053】
（実施形態１の効果）
上述したように、本実施形態に係るため池情報推定装置２１は、所望のため池に係るＨ－Ｖ曲線を推定することができる。本実施形態では、現場での測量、空中写真の撮影などは必要なく、多数のため池を対象としてため池に係るＨ－Ｖ曲線を推定することが可能となる。すなわち、簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができ、その結果、所望のため池の水量（貯水量）を簡単に把握することができる。
上述したように、本実施形態に係るため池情報推定装置２１は、所望のため池に係るＨ－Ｖ曲線を推定することができる。本実施形態では、現場での測量、空中写真の撮影などは必要なく、多数のため池を対象としてため池に係るＨ－Ｖ曲線を推定することが可能となる。すなわち、簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができ、その結果、所望のため池の水量（貯水量）を簡単に把握することができる。
【0054】
〔実施形態２〕
次に、本発明の別の実施形態について、詳細に説明する。上述した実施形態では、ため池システムから取得されたため池に係る情報（例えば、満水面積、堤高など）のみを用いてＨ－Ｖ曲線が推定される例について説明した。しかし、ため池システムから取得されたため池に係る情報を、他の情報を用いて修正し、修正された情報を用いてＨ－Ｖ曲線が推定されるようにしてもよい。
次に、本発明の別の実施形態について、詳細に説明する。上述した実施形態では、ため池システムから取得されたため池に係る情報（例えば、満水面積、堤高など）のみを用いてＨ－Ｖ曲線が推定される例について説明した。しかし、ため池システムから取得されたため池に係る情報を、他の情報を用いて修正し、修正された情報を用いてＨ－Ｖ曲線が推定されるようにしてもよい。
【0055】
以下に、ため池システムから取得されたため池に係る情報の修正方式の例を説明する。
【0056】
（修正方式１）
修正方式１では、ため池システムから取得された満水面積の値が修正される。なお、修正された満水面積を、適宜、修正満水面積と称することにする。
修正方式１では、ため池システムから取得された満水面積の値が修正される。なお、修正された満水面積を、適宜、修正満水面積と称することにする。
【0057】
例えば、Ｈ－Ｖ曲線の推定の対象となるため池について、全国農業用ため池マップの「標準地図」に掲載されている該当ため池の水際をトレースすることで池水面積（第１の池水面積と称することにする）を算出する。また、Ｈ－Ｖ曲線の推定の対象となるため池について、全国農業用ため池マップの「写真」に掲載されている該当ため池の水際をトレースし、ため池の池水面積（第２の池水面積と称することにする）を算出する。第１の池水面積および第２の池水面積の算出に係る処理は、ため池情報推定装置２１によって実行されるようにしてもよいし、他の装置によって実行されるようにしてもよい。
【0058】
そして、第１の池水面積と第２の池水面積のうち、値の大きい方を特定し、特定された値が満水面積の値となるように修正が行われる。修正に係る処理は、ため池情報推定装置２１によって実行されるようにしてもよいし、他の装置によって実行されるようにしてもよい。
【0059】
このように、地図により求めたため池の池水面積と、写真により求めたため池の池水面積とをさらに取得し、地図により求めたため池の池水面積と、写真により求めたため池の池水面積とのうち、大きい方の池水面積である修正満水面積を池幅で除することで、満水位に対応する仮想ため池の奥行が算出されるようにしてもよい。
【0060】
修正方式１によって、ため池システムから取得された満水面積の値が修正されることで、より正確なＨ－Ｖ曲線の推定が可能となる。
【0061】
（修正方式２）
修正方式２では、ため池システムから取得された満水面積の値が修正されるとともに、ため池システムから取得された総貯水量の値が修正される。なお、修正された総貯水量を、適宜、修正総貯水量と称することにする。
修正方式２では、ため池システムから取得された満水面積の値が修正されるとともに、ため池システムから取得された総貯水量の値が修正される。なお、修正された総貯水量を、適宜、修正総貯水量と称することにする。
【0062】
例えば、Ｈ－Ｖ曲線の推定の対象となるため池について、上述の修正方式１によって得られた修正満水面積ＡＦｉを、ため池システムから取得された満水面積ＡＦで除した商に対してため池システムから取得された総貯水量Ｖｍａｘを乗じる。すなわち、式（６）により表される演算により得られた値Ｖｍａｘ＿ｉが総貯水量の値となるように修正が行われる。
・・・（６）
修正に係る処理は、ため池情報推定装置２１によって実行されるようにしてもよいし、他の装置によって実行されるようにしてもよい。
【数6】
修正に係る処理は、ため池情報推定装置２１によって実行されるようにしてもよいし、他の装置によって実行されるようにしてもよい。
【0063】
このように、修正満水面積を、外部の装置から取得した満水面積で除した値に、外部の装置から取得した総貯水量を乗じた値である修正総貯水量を算出し、修正総貯水量を近似する仮想ため池の体積に係る池底の形状を表すパラメータの値を同定するようにしてもよい。
【0064】
修正方式２によって、ため池システムから取得された満水面積の値と、ため池システムから取得された総貯水量の値とが修正されることで、さらに正確なＨ－Ｖ曲線の推定が可能となる。
【0065】
（修正方式３）
修正方式３では、ため池システムから取得された満水面積の値が修正されるとともに、ため池システムから取得された堤高の値が修正され、さらにため池システムから取得された総貯水量の値が修正される。なお、修正された堤高を、適宜、修正堤高と称することにする。
修正方式３では、ため池システムから取得された満水面積の値が修正されるとともに、ため池システムから取得された堤高の値が修正され、さらにため池システムから取得された総貯水量の値が修正される。なお、修正された堤高を、適宜、修正堤高と称することにする。
【0066】
ため池システムから取得された満水面積の値の修正については、修正方式１において説明した通りである。これにより、修正された満水面積である修正満水面積が得られる。
【0067】
ため池システムから取得された堤高の値の修正については、次のような修正が行われる。例えば、Ｈ－Ｖ曲線の推定の対象となるため池について、全国農業用ため池マップのツール「断面図」を利用して堤体とその近辺の地形断面図が取得される。
【0068】
【0069】
また、図６では、断面図が３つ領域（領域１１１、領域１１２、および、領域１１３）に分かれている。領域１１１～領域１１３には、それぞれ当該領域の標高の標高点格子間隔および基となる測量法を示す記号ＤＥＭ５Ａ、ＤＥＭ１０Ｂ、および、ＤＥＭ５Ａが付されている。記号ＤＥＭ５Ａは、当該領域の標高の精度が比較的高いことを表しており、記号ＤＥＭ１０Ｂは、当該領域の標高の精度が比較的低いことを表している。図６において、標高の精度が比較的低いことを表す記号ＤＥＭ１０Ｂが付された領域１１２に接する２つの領域（領域１１１および領域１１３）には、標高の精度が比較的高いことを表す記号ＤＥＭ５Ａが付されている。この２つの領域のうち、領域１１１の標高は、領域１１３の標高より高い。
【0070】
地形断面図において、通常、ため池に対応する領域の標高の精度は比較的低くなり、図６の例では、領域１１２がため池に対応する領域であることが分かる。なお、図６において、領域１１２の標高は、領域１１１および領域１１３より高く表示されているが、これは、領域１１２の標高の精度が低いためと考えられる。領域１１２の標高は、実際には、領域１１１の標高より低いと考えられる。
【0071】
また、傾斜地にある堤体はため池の最も深い位置に設置されるので、図６の場合、堤体は、領域１１２と領域１１３との間に存在することになる。すなわち、領域１１２に接する２つの領域のうち、標高の低い方の領域である領域１１３と領域１１２との境界付近に堤体が存在する。
【0072】
なお、図６において、矢印１２１で示される位置（距離４０ｍ付近）が、堤体の下流側が地山と接する地点となり、地山の勾配が０の場合、図２の仮想ため池の原点に対応する標高となる。また、図６において、矢印１２２で示される位置（距離２０ｍ付近）がため池の深さが０になる地点である。
【0073】
また、上述したように、ため池システムから取得される情報には、堤体の天端幅並びに上流法面勾配および下流法面勾配が含まれる。天端幅は、堤頂長と直交する方向の堤頂の長さであり、例えば、図２および図３において、堤頂のｙ軸方向の長さが堤頂長であるとするとき、堤頂のｘ軸方向の長さが天端幅となる。上流法面勾配は、堤体のため池側の側面の勾配を表し、下流法面勾配は、堤体のため池と反対側の側面の勾配を表す。
【0074】
図７は、堤頂の長手方向中央を中心とした堤体１４１の断面図の一例を示す図である。堤高、天端幅、上流法面勾配、および下流法面勾配を用いることで、図７に示されるような台形状の堤体の断面図を得ることができる。同図において、堤体１４１の図中左側がため池であり、側面１４１ａはため池の水と接する。一方、堤体１４１の図中右側にはため池がないので側面１４１ｂはため池の水とは接していない。
【0075】
なお、堤体１４１のため池側（図中左側）は上流とも称され、ため池と反対側（図中右側）は下流側とも称される。このため、側面１４１ａは堤体１４１の上流法面と称され、側面１４１ｂは堤体１４１の下流法面と称される。
【0076】
堤高の値を修正する場合、図６の矢印１２２で示される地点と、矢印１２１で示される地点とを結ぶ線分の勾配が算出される。そして、算出された勾配の線分が図７の断面図に重畳される。図７には側面１４１ｂの下端を通り、図６の矢印１２２で示される地点と、矢印１２１で示される地点とを結ぶ線分と同じ勾配の線分１５１が示されている。この線分１５１と側面１４１ａとの交点の標高を、池底の標高とし、修正された堤高である修正堤高Ｈｄｉが算出される。
【0077】
すなわち、地形断面図において、標高の精度が比較的低いことを表す記号ＤＥＭ１０Ｂが付された領域１１２と、領域１１２に接し、標高の精度が比較的高いことを表す記号ＤＥＭ５Ａが付された領域１１１および領域１１３とが特定される。そして、領域１１１および領域１１３のそれぞれにおいて、領域１１２との接点（矢印１２２で示される地点、および、矢印１２１で示される地点）が特定され、それらの接点を結ぶ線分１５１が特定される。
【0078】
修正に係る処理は、ため池情報推定装置２１によって実行されるようにしてもよいし、他の装置によって実行されるようにしてもよい。
【0079】
このように、堤体の天端幅、上流法面勾配および下流法面勾配を示す情報をさらに取得し、堤高、天端幅、上流法面勾配および下流法面勾配を用いて、堤体の断面を特定し、ため池および堤体を含む地形断面図において、標高の精度が比較的低い第１の領域に接する２つの領域であって、前記第１の領域より標高の精度が高い第２の領域および第３の領域を特定し、第２の領域および第３の領域における第１の領域との接点の標高を結ぶ線分の勾配を地山勾配とし、堤体の断面に地山勾配を適用することで得られる堤高である修正堤高を算出するようにしてもよい。
【0080】
ため池システムから取得された総貯水量の値の修正については、修正満水面積と修正堤高とを用い、ため池システムから取得された総貯水量の値が修正される。すなわち、修正満水面積ＡＦｉを、ため池システムから取得された満水面積ＡＦで除した商に、修正堤高Ｈｄｉをため池システムから取得された堤高Ｈｄで除した商を乗じて得られた積に対して、ため池システムから取得された総貯水量Ｖｍａｘを乗じる。
【0081】
つまり、修正方式２によって得られた第１の修正総貯水量に対して、修正堤高Ｈｄｉをため池システムから取得された堤高Ｈｄで除した商を乗じることで第２の修正総貯水量が算出される。すなわち、式（７）の演算により得られた値Ｖｍａｘ＿ｉが総貯水量の値となるように修正が行われる。
・・・（７）
修正に係る処理は、ため池情報推定装置２１によって実行されるようにしてもよいし、他の装置によって実行されるようにしてもよい。このようにして修正された総貯水量を用いて池底の形状を表すパラメータの値を同定するようにしてもよい。
【数7】
修正に係る処理は、ため池情報推定装置２１によって実行されるようにしてもよいし、他の装置によって実行されるようにしてもよい。このようにして修正された総貯水量を用いて池底の形状を表すパラメータの値を同定するようにしてもよい。
【0082】
修正方式３によって、ため池システムから取得された満水面積の値と、ため池システムから取得された堤高の値と、ため池システムから取得された総貯水量の値とが修正されることで、さらに正確なＨ－Ｖ曲線の推定が可能となる。
【0083】
（実施形態２の効果）
上述したように、ため池システムから取得された情報を適宜修正することで、所望のため池について、より正確なＨ－Ｖ曲線を推定することができる。すなわち、簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができ、その結果、所望のため池の水量（貯水量）を精度よく簡単に把握することができる。
上述したように、ため池システムから取得された情報を適宜修正することで、所望のため池について、より正確なＨ－Ｖ曲線を推定することができる。すなわち、簡単な計算により、ため池の水位と貯水量との関係を比較的高い精度で推定することができ、その結果、所望のため池の水量（貯水量）を精度よく簡単に把握することができる。
【0084】
（他の方式との比較）
次に、本発明に係るため池情報推定装置２１による推定結果と、他の方式による推定結果とを比較する。
次に、本発明に係るため池情報推定装置２１による推定結果と、他の方式による推定結果とを比較する。
【0085】
図８～図１２は、本発明に係るため池情報推定装置２１によるＨ－Ａ曲線の推定結果と、従来の方式によるＨ－Ａ曲線の推定結果との比較を示す図である。従来の方式として非特許文献１に開示された技術および非特許文献２に開示された技術を用いたＨ－Ａ曲線の推定結果を示す。なお、本発明に係るため池情報推定装置２１によるＨ－Ａ曲線の推定では、実施形態２における修正方式３に従って、ため池システムから取得された満水面積の値と、ため池システムから取得された堤高の値と、ため池システムから取得された総貯水量の値とが修正される。
【0086】
図８は、それぞれ横軸が池水面積であり、縦軸が水位であり、Ｊ池およびＫ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフが示されている。また、図９には、同様にＬ池およびＭ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフが示されている。さらに、図１０には、Ｎ池およびＯ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフが示されている。また、図１１には、Ｐ池およびＱ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフが示されている。さらに、図１２には、Ｒ池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフが示されている。なお、Ｊ池～Ｒ池のそれぞれは、別個のため池であり、ここでは、９つのため池に係る水位と池水面積との関係を示すグラフが示されている。
【0087】
図８～図１２のグラフにおいて、本発明に係るため池情報推定装置２１による推定結果は「本手法」として示され、非特許文献１に開示された技術を用いた推定結果は「田中丸の方法」として示され、非特許文献２に開示された技術を用いた推定結果は「吉迫の方法」として示されている。なお、図８～図１２において、実際に各ため池の水位と池水面積とを測定した結果は、図中における黒い円（「調査」）でプロットされて示されている。
【0088】
図８～図１２に示されるように、「本手法」として示された推定結果は、「田中丸の方法」または「吉迫の方法」として示された推定結果と比較して、より正確に「調査」を近似していることが分かる。すなわち、本発明に係るため池情報推定装置２１によるＨ－Ａ曲線の推定結果は、従来の方式によるＨ－Ａ曲線の推定結果より精度が高いことが分かる。
【0089】
（ソフトウェアによる実現例）
ため池情報推定装置２１の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
ため池情報推定装置２１の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各ブロックとしてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。
【0090】
図１３は、ため池情報推定装置２１として用いられるコンピュータ５００の物理的構成を例示したブロック図である。図１３に示すように、コンピュータ５００は、バス５１０と、プロセッサ５０１と、主メモリ５０２と、補助メモリ５０３と、通信インタフェース５０４と、入出力インタフェース５０５とを備えたコンピュータによって構成可能である。プロセッサ５０１、主メモリ５０２、補助メモリ５０３、通信インタフェース５０４、及び入出力インタフェース５０５は、バス５１０を介して互いに接続されている。入出力インタフェース５０５には、入力装置５０６および出力装置５０７が接続されている。
【0091】
プロセッサ５０１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ、マイクロコントローラ、またはこれらの組み合わせ等が用いられる。
【0092】
主メモリ５０２としては、例えば、半導体ＲＡＭ（random access memory）等が用いられる。
【0093】
補助メモリ５０３としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはこれらの組み合わせ等が用いられる。補助メモリ５０３には、Ｈ－Ｖ曲線推定処理をプロセッサ５０１に実行させるためのプログラムが格納されている。プロセッサ５０１は、補助メモリ５０３に格納されたプログラムを主メモリ５０２上に展開し、展開したプログラムに含まれる各命令を実行する。
【0094】
上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ５００が読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、コンピュータ５００が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介してコンピュータ５００に供給されてもよい。
【0095】
通信インタフェース５０４は、ネットワーク５０に接続するインタフェースである。
【0096】
入出力インタフェース５０５としては、例えば、ＵＳＢインタフェース、赤外線やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離通信インタフェース、またはこれらの組み合わせが用いられる。
【0097】
入力装置５０６としては、例えば、キーボード、マウス、タッチパッド、マイク、又はこれらの組み合わせ等が用いられる。出力装置５０７としては、例えば、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ、又はこれらの組み合わせが用いられる。
【0098】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る情報処理装置は、ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置であって、前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
本発明の態様１に係る情報処理装置は、ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置であって、前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【0099】
本発明の態様２に係る情報処理装置は、上記の態様１において、ネットワークを介して接続される外部の装置から、前記ため池に係る情報を取得し、前記ため池に係る情報には、ため池をせき止める堤体の高さを示す堤高、前記堤体の堤頂の長さを示す堤頂長、前記ため池の満水位から前記堤体の堤頂までの高さ、満水面積、および、満水であるときの貯水量を示す総貯水量が含まれ、前記演算実行部は、前記仮想ため池の池幅を前記堤頂長とし、前記満水面積を前記池幅で除することで、満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を算出し、前記堤高、前記ため池の満水位から前記堤体の堤頂までの高さ、および、前記満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を用いて前記指数関数を生成する。
【0100】
本発明の態様３に係る情報処理装置は、上記の態様２において、前記演算実行部は、前記指数関数を積分することで、満水位に対応する前記仮想ため池の体積を求める式である満水位体積算出式を生成し、前記満水位体積算出式に含まれる前記池底の形状を表すパラメータの値を変更し、前記総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【0101】
本発明の態様４に係る情報処理装置は、上記の態様３において、前記演算実行部は、さらに前記パラメータの値に基づいて、前記ため池の水位と貯水量との関係を示すＨ－Ｖ曲線、または、前記ため池の水位と池水面積との関係を示すＨ－Ａ曲線を算出する。
【0102】
本発明の態様５に係る情報処理装置は、上記の態様３において、地図により求めた前記ため池の池水面積と、写真により求めた前記ため池の池水面積とをさらに取得し、前記演算実行部は、地図により求めた前記ため池の池水面積と、写真により求めた前記ため池の池水面積とのうち、大きい方の池水面積である修正満水面積を前記池幅で除することで、満水位に対応する前記仮想ため池の奥行を算出する。
【0103】
本発明の態様６に係る情報処理装置は、上記の態様５において、前記演算実行部は、前記修正満水面積を、前記外部の装置から取得した満水面積で除した値に、前記総貯水量を乗じた値である第１の修正総貯水量を算出し、前記修正総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【0104】
本発明の態様７に係る情報処理装置は、上記の態様５または態様６において、前記堤体の天端幅、上流法面勾配および下流法面勾配を示す情報をさらに取得し、前記堤高、前記天端幅、前記上流法面勾配および前記下流法面勾配を用いて、前記堤体の断面を特定し、前記ため池および前記堤体を含む地形断面図において、標高の精度が比較的低い第１の領域に接する２つの領域であって、前記第１の領域より標高の精度が高い第２の領域および第３の領域を特定し、前記第２の領域および前記第３の領域における前記第１の領域との接点の標高を結ぶ線分の勾配を地山勾配とし、前記堤体の断面に前記地山勾配を適用することで得られる堤高である修正堤高を算出する。
【0105】
本発明の態様８に係る情報処理装置は、上記の態様７において、前記演算実行部は、前記修正堤高を、前記外部の装置から取得した堤高で除した値に、前記第１の修正総貯水量を乗じた値である第２の修正総貯水量を算出し、前記第２の修正総貯水量を近似する前記仮想ため池の体積に係る前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する。
【0106】
本発明の態様９に係る情報処理方法は、ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置の情報処理方法であって、前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出するステップを含み、前記仮想ため池の体積を求める際に、前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値が同定される。
【0107】
本発明の態様１０に係るプログラムは、コンピュータを、ため池の水位に対応する貯水量を推定する情報処理装置であって、前記ため池の堤頂長に対応する幅、水位に応じて定まる奥行、および、奥行に応じて変化する深さを有し、四平面一曲面で構成される立体状の仮想ため池であって、奥行方向の一端における深さが最大であり、他端における深さが０となる池底を有する仮想ため池において、ｚ軸方向を前記仮想ため池の水位および池底の高さ、ｙ軸方向を前記仮想ため池の幅、ｘ軸方向を前記仮想ため池の奥行とした場合、前記仮想ため池のｘ－ｙ断面およびｙ－ｚ断面はどの断面においても長方形または正方形であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面の形状はどの断面においても同じ面積、同じ形状であり、前記仮想ため池のｘ－ｚ断面はｘ軸方向に延びる２辺のうち、１辺が曲線であり、前記曲線によって仮想ため池の池底が形成され、前記ため池の水位を前記一端における深さとして前記仮想ため池の体積を求めることで、前記水位に対応する前記ため池の貯水量を算出する演算実行部を備え、前記演算実行部は、前記仮想ため池の体積を求める際に、前記一端からの奥行方向の距離に対応する前記池底の高さを、指数部に前記池底の形状を表すパラメータを含む指数関数であって、ネイピア数を底とした指数関数により表し、前記ため池が満水であるときの総貯水量に基づいて、前記池底の形状を表すパラメータの値を同定する情報処理装置として機能させる。
【符号の説明】
【0108】
２１ ため池情報推定装置
３１ 入力部
３２ 演算実行部
３３ 出力部
３４ 通信部
５０ ネットワーク
３１ 入力部
３２ 演算実行部
３３ 出力部
３４ 通信部
５０ ネットワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】