(57)【要約】【課題】我が国の水循環に関するあらゆる情報を、コンピュータモデリング技術を使って、ウェブ上でまとめ上げ、組織化して、オープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムを提供する。【解決手段】地表水・地下水連成解析アルゴリズムを基盤技術とすると共に、日本国土等の一定範囲の地圏を立体メッシュに細分化した３Ｄ白地図と、各立体メッシュに３Ｄ位置情報や地理情報、その他の付加情報を組み込んだオープン地圏モデルをウェブ上で公開し、ユーザーサイトがインターネットを通じて上記オープン地圏モデルにアクセスし、オンデマンド解析サービス、全国流況予報サービス、ホスティングサービス、または、全国ＧＩＳ主題図ライブラリーサービス等の配信サービスを受け、使用した分だけユーザーに課金する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表水・地下水連成解析アルゴリズムを基盤技術とすると共に、日本国土等の一定範囲の地圏を立体メッシュに細分化した３Ｄ白地図と、各立体メッシュに３Ｄ位置情報や地理情報、その他の付加情報を組み込んだオープン地圏モデルをウェブ上で公開し、ユーザーサイトがインターネットを通じて上記オープン地圏モデルにアクセスし、オンデマンド解析サービス、全国流況予報サービス、ホスティングサービス、または、全国水循環情報ライブラリーサービス等の配信サービスを受け、使用した分だけユーザーに課金することを特徴とするオープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、公共事業において要請される河川水、地下水の流況予測等の業務は、しばしば年度単位で多数の各専門業者によって行われていた。そのため、それまでに蓄積されたフィールド情報が業者間でうまく引き渡されなかったり、数年かけて作り上げたモデルが再利用されないで、いわゆる使い捨てにされていた。そのため、行政側から要請がある毎に、過去のデータを集めては分析し、新たにモデルを作り直さなければならず、多大の労力とコストを必要とするだけでなく、実態の把握や将来予測といった、シミュレーション本来の重要な目的が疎かになる等の問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来の問題点を解決することを課題とするもので、地表水・地下水連成解析アルゴリズムを基盤技術とすると共に、日本国土等の一定範囲の地圏を立体メッシュに細分化した３Ｄ白地図と、各立体メッシュに基本的な地圏データを組み込んだ、オープン地圏モデルをウェブ上で公開し、ユーザーサイトがインターネットを通じて上記オープン地圏モデルにアクセスし、オンデマンド解析サービス、全国流況予報サービス、ホスティングサービス、または、全国ＧＩＳ主題図ライブラリーサービス等の配信サービスを受け、使用した分だけユーザーに課金することができるオープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のオープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムは、地表水・地下水連成解析アルゴリズムを基盤技術とすると共に、日本国土等の一定範囲の地圏を立体メッシュに細分化した３Ｄ白地図と、各立体メッシュに３Ｄ位置情報や地理情報、その他の付加情報を組み込んだオープン地圏モデルをウェブ上で公開し、ユーザーサイトがインターネットを通じて上記オープン地圏モデルにアクセスし、オンデマンド解析サービス、全国流況予報サービス、ホスティングサービス、または、全国ＧＩＳ主題図ライブラリーサービス等の配信サービスを受け、使用した分だけユーザーに課金することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のオープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムにより、地表水・地下水連成解析アルゴリズムを基盤技術とすると共に、日本国土等の一定範囲の地圏を立体メッシュに細分化した３Ｄ白地図と、各立体メッシュに基本的な地圏データを組み込んだ、オープン地圏モデルをウェブ上で公開し、ユーザーサイトがインターネットを通じて上記オープン地圏モデルにアクセスし、オンデマンド解析サービス、全国流況予報サービス、ホスティングサービス、または、全国ＧＩＳ主題図ライブラリーサービス等の配信サービスを受けることにより、地球規模の様々な環境問題を背景とした水循環システムの実態解明へのニーズが高まる中、我が国の水循環に関するあらゆる情報を、コンピュータモデリング技術を使って、ウェブ上でまとめ上げ、組織化して、次世代に向けてのより良い国土利用に導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明のオープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムの一実施例を示す概念図である。
【図２】地表および地下における水の移動の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明のオープン地圏モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムの実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【０００８】
図１はオープン国土モデルによる地表水・地下水の流況予測等の配信サービスシステムの概念図であって、１はオープン国土モデル、２はインターネット、３はユーザーサイトである。
【０００９】
上記オープン国土モデル１は、例えば、日本の国土を、地下数十（場合によっては数百メートル）まで、例えば、縦１０００ｍ、横１０００ｍ、高さ１００ｍの立体メッシュに細分化した３Ｄ白地図であって、各立体メッシュには、３Ｄ位置情報（地理情報システムＧＩＳ等を利用した３次元空間情報）や地理（地形・地質・生態系を含む）情報、その他の付加情報が組み込まれる。また、このオープン国土モデル１には、上記ユーザーサイト３が、必要に応じて、独自のデータを組み込むことも可能となっている。
【００１０】
一般に、地表および地下における水の挙動すなわち、流況は、図２からも明らかなように、降水、地表流水、停留水、蒸発水、不飽和浸透水、飽和地下水流として観測される。そして、これらの、天候に起因する降水量や蒸発量、あるいは、上記地形・地質・地表面の状況等に起因する地表流水や停留水、また、地質・地下構造等に起因する不飽和浸透水・飽和地下水流は、天候や地理状況等の変化によって刻々と変化する。
【００１１】
上記オープン国土モデル１は、地表水・地下水連成解析アルゴリズムを基盤技術とする。
上記地表水・地下水連成解析アルゴリズムは、本発明者らが開発した技法であって、地表水や地下水の流れの速さが極端に異なる水の動きを完全シームレスに解析する技法である。本技法は、これまで個々の数理モデルによって定式化されてきた地上、地下の水の動きを、数値精度を維持したまま数学的に統一化させた点に最大の特徴をもち、これによって地上に降り注いだ雨水の行方を時間的、空間的スケールの大小を問わずに追跡できるようになった。すなわち、陸面における地表水と地下水の交換をその場所の降雨、地形起伏、土地利用、地質等の違いによって決まるレスポンスとして解析し、雨水がしみ込みやすい場所、地下水が湧き出しやすい場所、その強さを捉えることが可能となった。また、水の動きのみならず、空気、油、重金属、有機性溶剤等の汚染物質を含めた流体（多相多成分系流体）のダイナミクスをシミュレーションすることも可能である。
【００１２】
上記地表水・地下水連成解析アルゴリズムは、いずれも自然の姿をできる限り、ありのままに模倣しようとする自然水循環系モデリングに特有の考え方に基づいたものであり、人間のイメージを超えた複雑系のまだ良くわからない状態を浮かび上がらせようとするものである。本技法により、自然水循環系の複雑な流体ダイナミクスを確実に解くことができ、観測情報との食い違いから推定されるフィールドの実態を描き出すことができる。
【００１３】
上述のオープン国土モデルを利用する主たるサービスには、オンデマンド解析サービス、全国流況予報サービス、ホスティングサービス、または、全国水循環情報ライブラリーサービスがある。
【００１４】
上記オンデマンド解析サービスは、オープン国土モデルを用いて利用者が必要な時に必要なだけ解析を行うことができるものである。この解析サービスでは、地表水・地下水連成解析アルゴリズムを実装した数値シミュレータの使用環境を提供する。具体的には、１．解析に用いる入力データ（地形、地質、降水量、土地利用など）をアップロードし、２．計算ジョブを実行し、３出力結果をダウンロードするものである。入力データは、オープン国土モデルと共に公開されている共通データを用いることも、独自のデータを用いることも可能とする。一連の解析環境は、頻繁に変更を必要とするデータとそうでない共有可能なデータとを区分けし、出来る限り操作を単純化させ、利用者が煩わしい条件設定からできる限り解放される仕組みを特徴とする。
【００１５】
上記全国流況予報サービスは、最新の気象予報データを用いて全国の流況変化を予報・配信するものである。気象庁や民間会社から公表される全国気象予報値（降水量、気温等）をオープン国土モデルにインプットし、地上、地下における水の動きを予測・公表するものである。予測結果は全国の流況変化の傾向を視覚的に捉えることができる空間マップに加工し、一定期間毎に更新する。空間マップの具体例は、次に示す６項目を指す。
・  
湧水域／浸透域マップ
・  
主要河川の流量マップ
・  
水位マップ
・  
塩分濃度マップ
・  
水資源量マップ
・  
流動経路マップ
流況予報の対象期間は将来３カ月間以上、更新頻度は月１回以上を基本とし、各項目の変化の大きい地域とそうでない地域を抽出しマップ化した空間情報を公開する。
【００１６】
上記ホスティングサービスは、独自のデータをウェブ上に保存できるサービスである。このサービスは、オンデマンド解析サービスとの併用を基本とし、主に利用者独自の入出力データを預け入れておくためのものとする。
【００１７】
上記全国水循環情報ライブラリーサービスは、全国の流況に関する諸データをマップ化したサービスである。オープン国土モデルに関する入出力データをライブラリー化して公開するサービスである。このライブラリーには、次のものが含まれる。
・  
全国流況予報のための入力データ及びシミュレーション結果
・  
利用者によってオープン国土モデルへ入力されたデータ
前者は、上述の全国流況予報サービスの中で作成したマップ、そのベースとなったシミュレーション結果、使用した入力データを公開するものである。後者は、オンデマンド解析サービスの中で利用者が独自に登録した地形、地質、土地利用、降水条件等をベースとするものである。利用者の関心の高い地域やそこで用いられたデータの範囲等を集計・分析し、その結果を継続的に公開するしくみをもつ。利用者に対しては独自データの公開、非公開が選択できるようにし、公開データのみを分析の対象とする。
【００１８】
上記実施例では、オープン国土モデルとしたが、国土に限定するものではなく、クローズ（水収支がゼロまたはこれに近い状態）した地表および地下を含む地圏であれば、いずれでもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１    オープン国土モデル
２    インターネット
３    ユーザーサイト
【図１】
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【図２】
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