(57)【要約】【課題】地上雨量計での測定誤差を軽減すべく、測定誤差の大きい地上雨量計を観測データから排除してより精度の高い観測が可能な雨量観測システムおよび雨量観測データの校正方法を提供する。【解決手段】雨量観測データ校正システム２０は、雨量分布の校正に使用する地上雨量データを取得する地上雨量計２５を選別する地上雨量観測手段選別手段４３と、地上雨量観測手段選別手段４３が選別した地上雨量計２５の地上雨量データを用いてレーダ雨量観測網２３で観測された雨量分布を校正する雨量分布校正手段４５とを備え、まず、地上雨量観測手段選別手段４３が、観測総雨量値を用いて外的要因により測定誤差が大きい地上雨量計２５を雨量分布の校正に使用する地上雨量計２５から除外することで、校正に使用する地上雨量計２５を選別し、次に、選別された地上雨量計２５からある一定範囲内に属する雨量分布６０の単位メッシュ６１のレーダ雨量を地上雨量に重み演算して得られる校正雨量と置換することで校正を行い得るよう構成した。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上雨量観測手段が地上雨量を観測して取得した地上雨量データを用いて雨量分布の校正に使用する地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別手段と、
この地上雨量観測手段選別手段が選別した地上雨量観測手段が取得した地上雨量データを用いてレーダ雨量観測網で観測され取得された雨量分布データを校正する雨量分布校正手段とを備えることを特徴とする雨量観測データ校正システム。
【請求項２】
前記地上雨量観測手段選別手段は、算出基準期間において前記地上雨量観測手段が取得した地上雨量データから各地上雨量観測手段毎の観測総雨量値を算出する地上雨量算出部と、
この地上雨量算出部が算出した観測総雨量値を参照し、測定誤差の小さい地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別部とを備えることを特徴とする請求項１記載の雨量観測データ校正システム。
【請求項３】
前記地上雨量観測手段選別手段は、算出基準期間を前記地上雨量観測手段の測定回数および観測期間の一方を指定することで自在に設定し、前記地上雨量観測手段が取得した地上雨量データから設定した算出基準期間における各地上雨量観測手段毎の観測総雨量値の算出を行う地上雨量算出部を備えることを特徴とする請求項１記載の雨量観測データ校正システム。
【請求項４】
前記地上雨量観測手段選別手段は、算出基準期間において前記地上雨量観測手段が取得した地上雨量データから算出される各地上雨量観測手段毎の観測総雨量値を昇順および降順のいずれかに並び替えて、前記観測総雨量値の最小値側および最大値側のいずれかから連続する２つの地上雨量観測手段の観測総雨量値を比較し、前記観測総雨量値の変化率が最大となる１点を検出し、検出した１点における観測総雨量値よりも大きい観測総雨量値を提供する地上雨量観測手段を測定誤差が小さい地上雨量観測手段として選別する地上雨量観測手段選別部を備えることを特徴とする請求項１記載の雨量観測データ校正システム。
【請求項５】
前記雨量分布校正手段は、前記地上雨量観測手段選別手段が選別した地上雨量観測手段で取得された地上雨量データを用いてレーダ雨量観測網で観測された雨量分布データの校正範囲を決定する校正範囲決定処理部と、
この校正範囲決定処理部が決定した校正範囲に対して前記雨量分布データの校正処理を行う雨量分布校正処理部とを備えることを特徴とする請求項１記載の雨量観測データ校正システム。
【請求項６】
前記雨量分布校正手段は、前記レーダ雨量観測網で観測された雨量分布の単位メッシュが、前記地上雨量観測手段選別手段により選別された地上雨量観測手段選別手段の校正範囲内に属するか否かを前記単位メッシュ単位で判断して前記雨量分布データの校正範囲を決定する校正範囲決定処理部を備えることを特徴とする請求項１記載の雨量観測データ校正システム。
【請求項７】
前記雨量分布校正手段は、前記地上雨量観測手段選別手段により選別された地上雨量観測手段の校正範囲内に属する前記雨量分布の単位メッシュに対して、この単位メッシュを校正範囲内に持つ地上雨量観測手段が取得した地上雨量データを重み付け演算して得られる演算結果を校正雨量とする雨量分布校正処理部を備えることを特徴とする請求項１記載の雨量観測データ校正システム。
【請求項８】
雨量分布データの校正に使用する地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別手順と、
地上雨量観測手段選別手順で選別した地上雨量観測手段が提供する地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する雨量分布校正手順とを具備することを特徴とする雨量観測データ校正方法。
【請求項９】
前記地上雨量観測手段選別手順は、各地上雨量観測手段が取得した地上雨量データから算出基準期間における各地上雨量観測手段毎の観測総雨量値を算出する観測総雨量算出行程と、
この観測総雨量算出行程で算出した観測総雨量値を参照し、測定誤差の小さい地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別行程とを備えることを特徴とする請求項８記載の雨量観測データ校正方法。
【請求項１０】
前記地上雨量観測手段選別手順は、算出基準期間において前記地上雨量観測手段が取得した地上雨量データから算出される各地上雨量観測手段毎の観測総雨量値を昇順および降順のいずれかに並び替えて、前記観測総雨量値の最小値側および最大値側のいずれかから連続する２つの地上雨量観測手段の観測総雨量値を比較し、前記観測総雨量値の変化率が最大となる１点を検出し、検出した１点における観測総雨量値よりも大きい観測総雨量値を提供する地上雨量観測手段を測定誤差が小さい地上雨量観測手段として選別する地上雨量観測手段選別行程を備えることを特徴とする請求項８記載の雨量観測データ校正方法。
【請求項１１】
前記雨量分布校正手順は、前記地上雨量観測手段選別手順で選別した地上雨量データ観測手段の地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する校正範囲を決定する校正範囲決定処理行程と、
この校正範囲決定処理行程で決定した前記雨量分布データの校正範囲に対して校正処理を行う雨量分布校正処理行程とを備えることを特徴とする請求項８記載の雨量観測データ校正方法。
【請求項１２】
前記雨量分布校正手順は、レーダ雨量観測網で観測された雨量分布の単位メッシュが、前記地上雨量観測手段選別手順で選別された地上雨量観測手段選別手段の校正範囲内に属するか否かを前記単位メッシュ単位で判断して前記雨量分布データの校正範囲を決定する校正範囲決定処理行程を備えることを特徴とする請求項８記載の雨量観測データ校正方法。
【請求項１３】
前記雨量分布校正手順は、前記地上雨量観測手段選別手順で選別された地上雨量観測手段の校正範囲内に属する前記雨量分布の単位メッシュに対して、この単位メッシュを校正範囲内に持つ地上雨量観測手段が取得した地上雨量データを重み付け演算して得られる演算結果を校正雨量とする雨量分布校正処理行程を備えることを特徴とする請求項８記載の雨量観測データ校正方法。
【請求項１４】
雨量分布データの校正に使用する地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別手順と、
地上雨量観測手段選別手順で選別した地上雨量観測手段が提供する地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する雨量分布校正手順とをコンピュータに実行させる雨量観測データ校正プログラム。
【請求項１５】
前記地上雨量観測手段選別手順は、各地上雨量観測手段が取得した地上雨量データから算出基準期間における各地上雨量観測手段毎の観測総雨量値を算出する観測総雨量算出行程と、
この観測総雨量算出行程で算出した観測総雨量値を参照し、測定誤差の小さい地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別行程とを備えることを特徴とする請求項１４記載の雨量観測データ校正プログラム。
【請求項１６】
前記地上雨量観測手段選別手順は、算出基準期間において前記地上雨量観測手段が取得した地上雨量データから算出される各地上雨量観測手段毎の観測総雨量値を昇順および降順のいずれかに並び替えて、前記観測総雨量値の最小値側および最大値側のいずれかから連続する２つの地上雨量観測手段の観測総雨量値を比較し、前記観測総雨量値の変化率が最大となる１点を検出し、検出した１点における観測総雨量値よりも大きい観測総雨量値を提供する地上雨量観測手段を測定誤差が小さい地上雨量観測手段として選別する地上雨量観測手段選別行程を備えることを特徴とする請求項１４記載の雨量観測データ校正プログラム。
【請求項１７】
前記雨量分布校正手順は、前記地上雨量観測手段選別手順で選別した地上雨量データ観測手段の地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する校正範囲を決定する校正範囲決定処理行程と、
この校正範囲決定処理行程で決定した前記雨量分布データの校正範囲に対して校正処理を行う雨量分布校正処理行程とを備えることを特徴とする請求項１４記載の雨量観測データ校正プログラム。
【請求項１８】
前記雨量分布校正手順は、レーダ雨量観測網で観測された雨量分布の単位メッシュが、前記地上雨量観測手段選別手順で選別された地上雨量観測手段選別手段の校正範囲内に属するか否かを前記単位メッシュ単位で判断して前記雨量分布データの校正範囲を決定する校正範囲決定処理行程を備えることを特徴とする請求項１４記載の雨量観測データ校正プログラム。
【請求項１９】
前記雨量分布校正手順は、前記地上雨量観測手段選別手順で選別された地上雨量観測手段の校正範囲内に属する前記雨量分布の単位メッシュに対して、この単位メッシュを校正範囲内に持つ地上雨量観測手段が取得した地上雨量データを重み付け演算して得られる演算結果を校正雨量とする雨量分布校正処理行程を備えることを特徴とする請求項１４記載の雨量観測データ校正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観測データの校正システム、その校正方法およびプログラムに係り、特に、レーダ雨量計の雨量を適正に校正できる地上雨量計を選定し利用する雨量観測システムにおける雨量観測データの校正システム、雨量観測データの校正方法およびそのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の雨量観測システムでは、レーダおよび地上雨量計の両者を使用して、レーダで観測される面積雨量（雨量分布）を地上雨量計で観測された地上雨量を用いて校正をするのが一般的である。これは、レーダによる雨量観測と比べてある地点における雨量を精度良く観測可能な地上雨量計の長所を活かしてより正確な雨量分布を行うためである。
【０００３】
図７に、従来の雨量観測システムの一例である雨量観測システム１の構成概略を表した構成概略図を示す。
【０００４】
図７に示される雨量観測システム１は、雨量をレーダ観測するアンテナ部２と、アンテナ部２が備えるアンテナ３を制御するアンテナ制御部４と、電波の送受信の為に発振や増幅を行う送受信部５と、受信信号を検波して信号処理する信号処理部６と、地上に設置され雨量を測定する地上雨量計７と、地上雨量計７で観測される雨量に基づいてレーダ雨量の校正を行う降雨定数演算部８とを具備する。
【０００５】
雨量観測システム１が具備するアンテナ部２は、アンテナ３を保護するレドーム９と、電波の送受信を行うアンテナ３を備える。アンテナ部２が備えるレドーム９は、例えば、クラフト紙等の電力損失が少なく、アンテナ指向特性を悪化させることない材料から成る。また、アンテナ３は、例えば、円形放物面のパラボラ反射器を使用したもので、送信パルスを空間に放射したり、雨滴等による反射波を受信エコーとして受信する。
【０００６】
雨量観測システム１が具備するアンテナ制御部４は、アンテナ３の方位角および仰角を制御するもので、指示した角度とアンテナ３との間にずれが生じている場合には、これを検出して軸正を行う。
【０００７】
送受信部５は、例えば、Ｃバンド（５３００ＭＨｚ帯）あるいはＸバンド（９３００ＭＨｚ帯）等の一定のパルス幅の高周波電力を発振し、送信パルスとしてアンテナ３に送信する。また、送受信部５には、アンテナ３で受信された受信エコーが受信信号として入力される。
【０００８】
信号処理部６は、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１と、クラッタを除去するクラッタ除去回路１２と、メッシュ単位で平均化処理を施すメッシュ平均化処理回路１３と、補正した雨量強度を算出する補正雨量強度演算回路１４とを備える。
【０００９】
信号処理部６が備えるＡ／Ｄ変換器１１は、入力された受信信号をＡ／Ｄ変換して、クラッタ除去回路１２へ出力する。クラッタ除去回路１２は、Ａ／Ｄ変換器１１でＡ／Ｄ変換後の受信信号から地上固定物等によるクラッタを除去して気象目標からの反射成分のみの受信信号を求める。クラッタ除去回路１２で受信信号からクラッタを除去した後の受信信号は、メッシュ平均化回路１３に入力される。
【００１０】
メッシュ平均化回路１３は、クラッタ除去回路１２でクラッタが除去された受信信号に対して、気象目標の体積を考慮したメッシュ毎の空間的な平均化処理を施す。メッシュ平均化回路１３で平均化処理が施された受信信号は、メッシュ平均化回路１３から出力され、補正雨量強度演算回路１４と降雨定数演算部８とに入力される。
【００１１】
雨量観測システム１が具備する降雨定数演算部８は、所定のレーダ方程式およびメッシュ平均化回路１３で平均化処理が施された受信信号から雨量強度を演算する雨量強度演算回路１５と、降雨定数に校正処理を施す校正処理回路１６と、求めた雨量定数から降雨定数を演算する降雨定数演算回路１７とを備える。
【００１２】
降雨定数演算部８が備える雨量強度演算回路１５は、上記レーダ方程式にメッシュ平均化回路１３から出力された受信信号の持つパラメータを代入して降雨強度Ｒ０を求める。そして、求められた降雨強度Ｒ０は、雨量強度演算回路１５から出力され、校正処理回路１６および降雨定数演算回路１７に入力される。
【００１３】
校正処理回路１６は、地上雨量計によって計測された地上雨量データに基づいて、雨量強度演算回路１５から出力された降雨定数Ｒ０に対して校正処理を施し、この処理結果を降雨強度Ｒｎとして降雨定数演算回路１７に出力する。また、降雨定数演算回路１７は、雨量強度演算回路１５から出力された降雨定数Ｒ０と、校正処理回路１６から出力された降雨定数Ｒｎとに基づいて下記に示される（１）と（２）によって降雨定数（Ｂｎ，βｎ）を算出する。算出した降雨定数は、信号処理部６が備える補正雨量強度演算回路１４に入力される。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
信号処理部６が補正雨量強度演算回路１４は、前述した降雨定数演算部８が備える雨量強度演算回路１５と同様にレーダ方程式にメッシュ平均化回路１３から出力された受信信号の持つパラメータと、上記の式（１）および（２）によって算出された降雨定数（Ｂｎ，βｎ）を代入して降雨強度Ｒを求める。補正雨量強度演算回路１４で求められた降雨強度Ｒは、指示装置１８に入力される。
【００１６】
上述した雨量観測システムの一例は、特開平９−１３８２７９号公報に掲載されている。（例えば、特許文献１参照）。
【００１７】
【特許文献１】
特開平９−１３８２７９号公報（明細書段落番号［０００８］〜［００２１］，図１）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示される雨量観測システム１のような従来の雨量観測システムは、レーダ雨量計での観測データをベースとし、直接観測を行う地上雨量計の雨量測定値とレーダ雨量計での雨量測定値とに差がある場合には、地上雨量計の雨量測定値を真値としてキャリブレーション（校正）を行う方法を採用している。すなわち、雨量観測システム１は、レーダ雨量計での観測データにキャリブレーションを行った後の観測データを雨量測定値としている。
【００１９】
しかし、地上雨量計は、雨量を点で観測するため、観測地点における雨量を比較的正確に観測できる一方、地上に設置されることから設置場所、周囲の建物および木立等の影響を受けやすい特徴がある。従って、従来の雨量観測システムである雨量観測システム１において、地上雨量計により測定される雨量測定値が設置場所、周囲の建物および木立等の影響によって測定誤差が生じると、この測定誤差を有する地上雨量計の雨量測定値を真値としてレーダ雨量計での観測データが校正されることとなる。
【００２０】
このように地上雨量計で測定した測定値が設置場所や周囲環境等で実際の雨量に対して雨量測定値が誤差を有する場合、校正後のレーダ雨量計での観測データは、地上雨量計の観測データに生じた測定誤差を含んだ観測データとなる。従って、例えば、河川情報システムにおいて行う流出計算および流出予測等の雨量観測システム１での雨量測定値を２次利用すると、２次利用した流出計算および流出予測においての誤差が拡大し、精度の良い予測が行うことができない問題があった。
【００２１】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、地上雨量計での測定誤差を軽減すべく、測定誤差の大きい地上雨量計を観測データから排除してより精度の高い観測を行い得る雨量観測システムおよび雨量観測データの校正方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る雨量観測データ校正システムは、上述した課題を解決するため、請求項１に記載したように、地上雨量観測手段が地上雨量を観測して取得した地上雨量データを用いて雨量分布の校正に使用する地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別手段と、この地上雨量観測手段選別手段が選別した地上雨量観測手段が取得した地上雨量データを用いてレーダ雨量観測網で観測され取得された雨量分布データを校正する雨量分布校正手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る雨量観測データ校正方法は、上述した課題を解決するため、請求項８に記載したように、雨量分布データの校正に使用する地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別手順と、地上雨量観測手段選別手順で選別した地上雨量観測手段が提供する地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する雨量分布校正手順とを具備することを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る雨量観測データ校正プログラムは、上述した課題を解決するため、請求項１４に記載したように、雨量分布データの校正に使用する地上雨量データを提供する地上雨量観測手段を選別する地上雨量観測手段選別手順と、地上雨量観測手段選別手順で選別した地上雨量観測手段が提供する地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する雨量分布校正手順とをコンピュータに実行させるプログラムである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る雨量観測データ校正システム、雨量観測データの校正方法およびそのプログラムについて図面を参照して説明する。
【００２６】
図１に本発明に係る雨量観測データ校正システムの一実施例である雨量観測データ校正システム２０を具備する雨量観測システム２１の構成概略を表す構成概略図を示す。
【００２７】
図１に示される雨量観測システム２１は、地上雨量観測手段により任意地点の雨量を観測する地上雨量観測網２２と、レーダ雨量計により地上雨量観測網２２が観測し得る範囲の雨量分布を観測するレーダ雨量観測網２３と、地上雨量観測網２２で観測された各地点の雨量データを用いてレーダ雨量観測網２３で観測された雨量分布データを校正する雨量観測データ校正システム２０を具備する。また、雨量観測データ校正システム２０は、地上雨量観測網２２およびレーダ雨量観測網２３と有線または無線で電気的に接続され、データの送受信を行い得るよう構成される。
【００２８】
雨量観測システム２１が具備する地上雨量観測網２２は、地上雨量観測手段としての地上雨量計２５を少なくとも１以上と、地上雨量計２５で収集した雨量データ（以下、地上雨量データとする）を収集して処理する地上雨量データ収集処理手段としての地上雨量データ収集処理装置２６とを備える。
【００２９】
地上雨量観測網２２において観測される地上雨量データは、地上に設置された少なくとも１以上の地上雨量計２５が設置される地点の地上雨量を測定することで地上雨量データを取得する。地上雨量計２５が取得した地上雨量データは、地上雨量データ収集処理装置２６が収集し、雨量観測データ校正システム２０へ出力する。
【００３０】
雨量観測システム２１が具備するレーダ雨量観測網２３は、レーダビーム照射手段としてのレーダ装置２７と、レーダ装置２７で照射したレーダビームの反射波を受信して、受信した反射波から雨量分布を得るためのデータ処理を行うレーダ雨量データ処理手段としてのレーダ雨量データ処理装置２８とを備える。
【００３１】
レーダ雨量観測網２３において観測される雨量分布は、レーダ装置２７が照射したレーダビームの反射波をレーダ装置２７が受信して、受信したレーダビームの反射波は、レーダ雨量データ処理装置２８に入力される。レーダ雨量データ処理装置２８は、入力されたレーダビームの反射波の電力から観測可能範囲内の雨量強度、すなわち、雨量分布をデータ処理して算出する。算出された雨量分布は、雨量分布データとして雨量観測データ校正システム２０へ出力される。
【００３２】
図１に示される雨量観測データ校正システム２０は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション又はメインフレーム等のコンピュータ３０に、雨量観測データ校正プログラム（以下、プログラムをＰＧとする）３１を実行させることで、コンピュータ３０を雨量観測データ校正システム２０として機能させる。
【００３３】
図２に代表的なコンピュータ３０の構成概略を表した構成概略図を示す。図２に示されるコンピュータ３０は、演算処理を実行する中央処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）３３と、演算処理の際に電子データを一時保存するメモリ３４と、電子データを記録し格納する記録手段３５と、演算処理結果を表示する表示手段３７と、コンピュータ３０を利用する利用者（以下、単に利用者とする）が入力操作を行う入力手段３８と、コンピュータ３０以外の外部機器（図２に示さず）との電気的接続を行うインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと省略する）手段３９を備える。
【００３４】
また、図２に示されるコンピュータ３０は、記録手段３５に雨量観測データ校正ＰＧ（図２において、データ校正ＰＧと図示する）３１を記録して格納しており、ＣＰＵ３３が雨量観測データ校正ＰＧ３１を読み取り実行することで、雨量観測データ校正システム２０として機能する。
【００３５】
図３に雨量観測データ校正システム２０の機能ブロックを表した機能ブロック図を示す。
【００３６】
図３に示される雨量観測データ校正システム２０は、図２に示されるハードウェアであるコンピュータ３０とソフトウェアである雨量観測データ校正ＰＧ３１とが協働することで実現される。
【００３７】
雨量観測データ校正システム２０は、各地上雨量計２５が観測した地上雨量データを記録し、格納する地上雨量データ記録手段４１と、雨量分布データの校正に使用する地上雨量データの提供元となる地上雨量計（以下、校正用地上雨量データ提供雨量計とする）２５を選別する地上雨量観測手段選別手段４３と、地上雨量観測手段選別手段４３が選別した校正用地上雨量データ提供雨量計２５の地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する雨量分布校正手段４５と、雨量分布を表示する表示手段４７と、利用者が入力操作を行う入力手段４８と、図外の外部機器との電気的な接続を行うＩ／Ｆ手段４９とを備える。
【００３８】
雨量観測データ校正システム２０が備える地上雨量観測手段選別手段４３は、レーダ雨量観測網２３で観測され取得された雨量分布データの校正を地上雨量データを使用して行うが、校正に使用する地上雨量データは、校正後の雨量分布データ（以下、校正雨量分布データとする）の信頼性、正確性を高めるために設置場所等の外的要因による測定誤差を生じていない地上雨量計２５をデータ提供雨量計２５として選別する。
【００３９】
地上雨量観測手段選別手段４３は、例えば、６箇月等のある任意の観測期間（以下、算出基準期間とする）において、各地上雨量計２５が取得した地上雨量データから上記算出基準期間における各地上雨量計２５毎の地上雨量の合計値を算出する地上雨量算出部５１と、地上雨量算出部５１が算出した地上雨量の合計値を参照し、測定誤差の小さい地上雨量データを取得している校正用地上雨量データ提供雨量計２５を選別する地上雨量観測手段選別部５２とを備える。
【００４０】
雨量分布校正手段４５は、レーダ雨量観測網２３で観測された雨量分布を記録し格納する雨量分布記録部５５と、地上雨量観測手段選別手段４３が選別した地上雨量計２５の地上雨量データを用いてレーダ雨量観測網２３で観測された雨量分布を校正する範囲（エリア）を決定する校正範囲決定処理部５６と、雨量分布の校正処理を行う雨量分布校正処理部５７と、校正雨量分布データを記録し格納する校正雨量分布記録部５８とを備える。
【００４１】
このように構成される雨量観測データ校正システム２０は、地上雨量観測網２２およびレーダ雨量観測網２３から地上雨量データおよび雨量分布を取得し、測定誤差が小さい地上雨量データを提供する校正用地上雨量データ提供雨量計２５を選別して、選別した校正用地上雨量データ提供雨量計２５を用いて雨量分布データの校正範囲（エリア）を決定し、決定した校正範囲において雨量分布の校正を行う。
【００４２】
ここで、雨量観測データ校正システム２０における雨量観測データの校正方法について説明する。
【００４３】
雨量観測データ校正システム２０は、地上雨量観測網２２が測定した地上雨量データおよびレーダ雨量観測網２３が測定したレーダ雨量データ、すなわち、雨量分布データが入力されると、雨量観測データの校正を開始する。
【００４４】
地上雨量観測網２２でなされる地上雨量データの取得は、降雨時の雨量を地上雨量計２５で行われ、地上雨量計２５で取得された地上雨量データは、地上雨量データ収集処理装置２６に入力される。地上雨量データ収集処理装置２６では、地上雨量観測網２２で観測するエリア内において設置された地上雨量計２５の雨量データを収集した地上雨量データを作成し、作成された地上雨量データが雨量観測データ校正システム２０へ出力される。
【００４５】
一方、レーダ雨量観測網２３でなされるレーダ雨量データの観測は、降雨時の雨量をレーダ装置２７である設定された範囲（以下、単位メッシュとする）毎に雨量観測を行う。レーダ装置２７で収集されたデータは、レーダ雨量データ処理装置２８に入力される。レーダ雨量データ処理装置２８では、単位メッシュ毎に取得されたレーダ雨量データを収集してデータ処理して雨量分布データが作成される。作成された雨量分布データは、雨量観測データ校正システム２０へ出力される。
【００４６】
雨量観測データ校正システム２０が行う雨量観測データの校正方法は、雨量分布データの校正に用いる校正地上雨量データ提供地上雨量計２５を選別する地上雨量観測手段選別手順と、地上雨量観測手段選別手順で選別した地上雨量計２５が提供する地上雨量データを用いて、雨量分布データを校正する雨量分布校正手順とを具備し、これらの手順を順次行う。
【００４７】
雨量観測データ校正システム２０が行う雨量観測データの校正方法は、まず、地上雨量観測手段選別手順を行い、雨量観測データとしての雨量分布データの校正に使用する地上雨量計２５の選別を行う。
【００４８】
地上雨量観測手段選別手順は、各地上雨量計２５が取得した地上雨量データから算出基準期間における各地上雨量計２５毎の地上雨量の合計値（以下、観測総雨量値とする）を算出する観測総雨量算出行程と、観測総雨量算出行程で算出した観測総雨量値を参照し、測定誤差の小さい地上雨量データを取得している地上雨量計２５を選別する地上雨量観測手段選別行程とを備え、これらの行程を行って地上雨量計２５の選別を行う。
【００４９】
地上雨量観測手段選別手順では、まず、観測総雨量算出行程を行い、各地上雨量計２５が取得した地上雨量データから算出基準期間における各地上雨量計２５毎の観測総雨量値を算出して雨量計数−観測総雨量特性を得る。
【００５０】
図４に、算出基準期間（本図では、６箇月）における各地上雨量計２５毎の観測総雨量値を示した雨量計数−観測総雨量特性を説明する説明図を示す。
【００５１】
雨量計数−観測総雨量特性とは、データを取得した地上雨量計２５の数と観測総雨量値との関係を示したもので、図４においては、データを取得した地上雨量計２５の数を横軸に、観測総雨量値を縦軸に示し、観測総雨量値が少ない地上雨量計２５から順次並べて観測雨量値をプロットすることで、雨量計数−観測総雨量特性を得ている。
【００５２】
図４に示されるような雨量計数−観測総雨量特性が得られたら、観測総雨量算出行程を完了し、続いて、地上雨量観測手段選別行程を行い、測定誤差の小さい地上雨量データを取得している校正用地上雨量データ提供雨量計２５を選別する。校正用地上雨量データ提供雨量計２５か否かの選別は、図４に示される雨量計数−観測総雨量特性を用いて選別がなされる。
【００５３】
図４によれば、データを取得した地上雨量計２５の総数ｎ（ｎ≧２の自然数）のうち、地上雨量計数がｋ（１≦ｋ≦ｎを満足する自然数）において、観測総雨量値の変化率が最大となる点Ｐ（以下、変極点という）が見られる。地上雨量観測手段選別行程では、変極点Ｐにおける地上雨量計数ｋを基準にして校正用地上雨量データ提供雨量計２５を選別する。
【００５４】
変極点Ｐにおける地上雨量計数ｋを校正用地上雨量データ提供雨量計２５の選別基準とするのは、地上雨量計２５は、例えば、周囲に大きな建物、木があるといった設置環境によって観測される地上雨量が実際の降雨量よりも少なくなることがあるためである。このような外的要因によって実際の降雨量に対して測定誤差を大きく生じる地上雨量計２５は、中長期的な期間（地上雨量測定期間が３箇月程度以上）で観測総雨量を見てみると、近隣に設置された外的要因を受けない地上雨量計２５との差が顕著となる。
【００５５】
このような考え方から、地上雨量観測手段選別行程では、地上雨量計数１〜ｋまでのｋ個の地上雨量計２５を外的要因により誤差が拡大した地上雨量計２５として雨量観測データの校正には使用せず、残りの地上雨量計数ｋ＋１〜ｎまでのｎ−ｋ個の地上雨量計２５を校正用地上雨量データ提供雨量計２５として選別する。校正用地上雨量データ提供雨量計２５を選別したら、地上雨量観測手段選別行程は完了し、地上雨量観測手段選別行程の完了をもって、地上雨量観測手段選別手順は完了する。
【００５６】
地上雨量観測手段選別手順が完了すると、次に、雨量分布校正手順がなされ、地上雨量観測手段選別手順で選別した校正用地上雨量データ提供雨量計２５が提供する地上雨量データを用いて、レーダ雨量観測網２３で観測された雨量分布データの校正を行う。雨量分布校正手順は、地上雨量観測手段選別手順で選別した校正用地上雨量データ提供雨量計２５の地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する範囲を決定する校正範囲決定処理行程と、雨量分布データの校正処理を行う雨量分布校正処理行程とを備える。
【００５７】
雨量分布校正手順では、まず、校正範囲決定処理行程で雨量分布データを校正する範囲が決定される。雨量分布データを校正する範囲は、選別した地上雨量計２５からある一定距離内の範囲（以下、校正範囲とする）に属する単位メッシュとする。単位メッシュが校正範囲に属するか否かは、例えば、単位メッシュの中央等、単位メッシュ内に基準点を設け、この基準点が選別した地上雨量計２５の校正範囲に属するか否かで判断する。
【００５８】
雨量分布データを校正する範囲が決定されると、校正範囲決定処理行程を完了し、続いて、雨量分布校正処理行程を行い、雨量分布データのうち決定された校正範囲、すなわち、校正対象として決定された単位メッシュにおけるレーダ雨量を地上雨量データを用いて校正する。
【００５９】
図５に、雨量分布校正手順の雨量分布校正処理行程における校正手法の概要を説明する説明図を示す。
【００６０】
図５（Ａ）は、雨量分布６０の単位メッシュ６１と、この単位メッシュ６１の雨量校正を行う校正用地上雨量データ提供雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃとの位置および距離関係を示しており、図５（Ｂ）は、単位メッシュ６１の基準点（図５中の点Ｏ）とこの単位メッシュ６１の雨量校正を行う校正用地上雨量データ提供雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃの校正範囲との関係を示している。
【００６１】
校正対象となる単位メッシュ６１の基準点がｍ（ｍは自然数）個の地上雨量計２５の校正範囲に属する場合、例えば、図５に示されるように３つの地上雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃの校正範囲に属する場合、各地上雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃから単位メッシュ６１の基準点Ｏの距離に応じた重み付け演算を行い演算結果を単位メッシュの校正後の降雨量（以下、校正雨量とする）とする。
【００６２】
重み付け演算の一例としては、各地上雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃから基準点Ｏまでの距離Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの逆数比１／Ｄａ：１／Ｄｂ：１／Ｄｃによる重み付け演算がある。例えば、各地上雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより測定された地上雨量が２．４ｍｍ，２．１ｍｍ，２．２ｍｍ、各地上雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃから基準点Ｏまでの距離の比がＤａ：Ｄｂ：Ｄｃ＝６：３：１の場合について述べる。
【００６３】
各地上雨量計２５ａ，２５ｂ，２５ｃから基準点Ｏまでの距離の逆数比は、
１／Ｄａ：１／Ｄｂ：１／Ｄｃ＝１／６：１／３：１／２
となることから、基準点Ｏが属する単位メッシュ６１の校正雨量は、地上雨量計２５ａの地上雨量２．４ｍｍに１／６、地上雨量計２５ｂの地上雨量２．１ｍｍに１／３および地上雨量計２５ｃの地上雨量２．２ｍｍに１／２の重み付けをして、
２．４ｍｍ×１／６＋２．１ｍｍ×１／３＋２．２×１／２＝２．２ｍｍ
となる。
【００６４】
尚、単位メッシュ６１の基準点Ｏと同じ地点に、雨量分布データを校正する地上雨量計２５として選別された地上雨量計２５がある場合には、この地上雨量計２５のみの地上雨量データを使用し、上記単位メッシュ６１の基準点Ｏを校正範囲に持つ他の地上雨量計２５の地上雨量データは使用しない。すなわち、単位メッシュ６１の基準点Ｏに設置され、選別された地上雨量計２５で測定された地上雨量が単位メッシュ６１の校正雨量となる。
【００６５】
校正対象の全ての単位メッシュ６１についてレーダ雨量データの校正を行い、レーダ雨量観測網２３が測定した雨量分布データが校正雨量で置換され、校正が完了すると、雨量分布校正処理行程は完了し、雨量分布校正処理行程の完了をもって雨量分布校正手順は完了する。雨量分布校正手順が完了すると、校正雨量分布データは、校正雨量分布として表示手段４７に表示されたり、Ｉ／Ｆ手段４９を介して有線または無線で電気的に接続される図外の外部機器へ送信される。
【００６６】
次に、雨量観測データ校正システム２０に用いられるプログラムである雨量観測データ校正ＰＧ３１について説明する。
【００６７】
雨量観測データ校正ＰＧ３１は、上述した雨量観測データの校正方法における各手順をコンピュータ３０に実行させるため、またはコンピュータ３０を図３に示される各手段として機能させるためのプログラムである。
【００６８】
図６は、雨量観測データの校正方法としてコンピュータ３０に実行させる地上雨量観測手段選別手順、雨量分布校正手順および校正雨量データ出力手順の処理手順を説明する説明図である。
【００６９】
図６によれば、コンピュータ３０が雨量観測データ校正ＰＧ３１を実行すると、まず、地上雨量観測手段選別手順（ステップＳ１〜ステップＳ２）を行う。地上雨量観測手段選別手順は、観測総雨量算出行程（ステップＳ１）と、地上雨量観測手段選別行程（ステップＳ２）とを備え、これらの行程を行い地上雨量計２５の選別を行う。
【００７０】
ステップＳ１の観測総雨量算出行程では、地上雨量観測網２２において測定を行った各地上雨量２５毎の観測総雨量値を算出して、図４に示した雨量計数−観測総雨量特性を得る。雨量計数−観測総雨量特性が得られたらステップＳ１の観測総雨量算出行程を完了し、ステップＳ２の地上雨量観測手段選別行程を行う。
【００７１】
ステップＳ２の地上雨量観測手段選別行程では、図４に示される雨量計数−観測総雨量特性を用いて測定誤差の小さい地上雨量データを取得している地上雨量計２５を選別する。測定誤差の小さい地上雨量データを取得している地上雨量計２５の選別は、変極点Ｐにおける地上雨量計数ｋを基準にして地上雨量計数１〜ｋまでのｋ個の地上雨量計２５を雨量分布データの校正に用いる地上雨量計２５から除外する。雨量分布データの校正に使用する地上雨量計２５の選別が完了すると、ステップＳ２の地上雨量観測手段選別行程は完了し、地上雨量観測手段選別手順を完了する。
【００７２】
地上雨量観測手段選別手順を完了すると、続いて、雨量分布校正手順（ステップＳ３〜ステップＳ４）を行う。雨量分布校正手順は、校正範囲決定処理行程（ステップＳ３）と、雨量分布校正処理行程（ステップＳ４）とを備え、地上雨量観測手段選別手順（ステップＳ１〜ステップＳ２）で選別した地上雨量計２５の地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する範囲を決定し、決定した範囲の雨量分布データについて校正処理を行う。
【００７３】
雨量分布校正手順では、まず、ステップＳ３の校正範囲決定処理行程で、地上雨量観測手段選別手順（ステップＳ１〜ステップＳ２）で選別した地上雨量計２５の地上雨量データを用いて雨量分布データを校正する範囲の決定を行う。雨量分布データを校正する範囲が決定されると、ステップＳ３の校正範囲決定処理行程を完了し、続いて、ステップＳ４の雨量分布校正処理行程を行う。
【００７４】
ステップＳ４の雨量分布校正処理行程では、雨量分布データのうち決定された校正範囲、すなわち、校正対象として決定された単位メッシュにおけるレーダ雨量を地上雨量を用いて校正する。単位メッシュのレーダ雨量データの校正は、地上雨量データを用いた重み演算を行うことで得られる校正雨量を単位メッシュの降雨量として校正を行う。
【００７５】
校正対象として決定された単位メッシュの各々に対してレーダ雨量の校正が完了すると、ステップＳ４の雨量分布校正処理行程は完了し、雨量分布校正手順（ステップＳ３〜ステップＳ４）が完了する。雨量分布校正手順の後は、ステップＳ５の校正雨量データ出力手順を行う。
【００７６】
ステップＳ５の校正雨量データ出力手順では、校正雨量分布データをコンピュータ３０の記録手段３５もしくは表示手段３７に、または図外の外部機器へ出力する。ステップＳ５の校正雨量データ出力手順がなされることで、雨量観測データ校正システム２０は、校正雨量分布データを記録手段３５に保存したり、表示手段３７に表示したり、校正雨量分布データを外部機器に送信したりすることができる。
【００７７】
尚、雨量観測データ校正システム２０は、データの記録手段として地上雨量データ記録手段４１と、雨量分布校正手段４５に雨量分布記録部５５および校正雨量分布記録部５８とを備えているが、雨量分布記録部５５および校正雨量分布記録部５８は、一方が他方を備える構成でも良いし、地上雨量データ記録手段４１と兼用する構成としても良い。
【００７８】
また、雨量観測データ校正システム２０が行う雨量観測データの校正方法において、地上雨量観測手段選別行程で地上雨量計数１〜ｋまでのｋ個の地上雨量計２５を外的要因により誤差が拡大した地上雨量計２５として校正を行う地上雨量計２５から除外しているが、ｋ番目の地上雨量計２５は、測定誤差の小さい地上雨量データを取得している地上雨量計２５として選別されるようにしても良い。
【００７９】
一方、雨量観測データ校正ＰＧ３１は、記録手段３５に格納されているとしたが、必ずしも記録手段３５に格納されていなくても良く、コンピュータ３０がアクセスして雨量観測データ校正ＰＧ３１を実行できる状態にあれば良い。
【００８０】
また、雨量観測データ校正ＰＧ３１は、コンピュータ３０に地上雨量観測手段選別手順、雨量分布校正手順および校正雨量データ出力手順を実行させるプログラムとされているが、適宜複数のプログラムに分割されていても良い。
【００８１】
さらに、校正雨量データ出力手順については、必ずしも雨量観測データ校正ＰＧ３１がコンピュータ３０に実行させなくても良く、例えば、雨量観測データ校正ＰＧ３１を雨量分布校正手順後、コンピュータ３０のアクセス可能な記録手段に校正雨量分布データをコンピュータ３０に格納させるように構成し、別プログラムにより、格納された校正雨量分布データを読み出して校正雨量データ出力手順をコンピュータ３０に実行させるようにしても良い。
【００８２】
雨量観測データ校正システム２０、雨量観測データ校正方法およびそのシステムに用いられるプログラムによれば、レーダ雨量観測網２３で観測された雨量分布を校正する際、設置される全ての地上雨量計２５に対して、地上雨量の測定誤差が小さい地上雨量計２５と測定誤差が大きい地上雨量計２５とを選別するので、測定誤差が大きい地上雨量データを校正に使用する地上雨量データから排除することができる。
【００８３】
従って、雨量観測データ校正システム２０では、設置される全ての地上雨量計２５の各々が取得した地上雨量データのうち、測定誤差が小さい地上雨量データを選別して校正に使用することができ、校正後の雨量分布データの信頼性、正確性を高めて、より精度の高い雨量観測を行うことができる。
【００８４】
また、信頼性、確実性をより高めた校正雨量分布データを提供することができるので、例えば、河川情報システムにおいて行う流出計算および流出予測等の校正雨量分布データを２次利用する場合における計算結果または予測結果等の信頼性、確実性の向上にも貢献することができる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明に係る雨量観測データ校正システム、雨量観測データ校正方法およびそのシステムに用いられるプログラムによれば、測定誤差の大きい地上雨量計の観測データを雨量観測データから排除するキャリブレーション（校正）を実施することによって、地上雨量計での測定誤差を軽減し、より精度の高い雨量観測を行い得るを雨量観測データ校正システム、雨量観測データ校正方法およびそのシステムに用いられるプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る雨量観測データ校正システムの一実施例である雨量観測データ校正システムを具備する雨量観測システムの構成概略を表す構成概略図。
【図２】代表的なコンピュータの構成概略を表した構成概略図。
【図３】本発明に係る雨量観測データ校正システムの一実施例である雨量観測データ校正システムの機能ブロックを表した機能ブロック図。
【図４】各地上雨量計と任意の観測期間（算出基準期間）における観測総雨量値との関係である雨量計数−観測総雨量特性を説明する説明図。
【図５】本発明に係る雨量観測データ校正システムが行う雨量分布校正処理行程における校正手法の概要を説明する図であり、（Ａ）は雨量分布の単位メッシュの基準点Ｏとその単位メッシュの雨量校正を行う校正用地上雨量データ提供雨量計との位置および距離関係を示した説明図、（Ｂ）は校正用地上雨量計の校正範囲と単位メッシュの基準点Ｏとの位置関係を示した説明図。
【図６】雨量観測データの校正方法としてコンピュータに実行させる地上雨量観測手段選別手順、雨量分布校正手順および校正雨量データ出力手順の処理手順を説明する説明図。
【図７】従来の雨量観測システムの一実施形態の構成概略を示す構成概略図。
【符号の説明】
２０  雨量観測データ校正システム
２１  雨量観測システム
２２  地上雨量観測網
２３  レーダ雨量観測網
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  地上雨量計（地上雨量観測手段）
２６  地上雨量データ収集処理装置
２７  レーダ装置
２８  レーダ雨量データ処理装置
３０  コンピュータ
３１  雨量観測データ校正ＰＧ
３３  中央処理装置（ＣＰＵ）
３４  メモリ
３５  記録手段
３７  表示手段
３８  入力手段
３９  Ｉ／Ｆ手段
４１  地上雨量データ記録手段
４３  地上雨量観測手段選別手段
４５  雨量分布校正手段
４７  表示手段
４８  入力手段
４９  Ｉ／Ｆ手段
５１  地上雨量算出部
５２  地上雨量計選別部
５５  雨量分布記録部
５６  校正範囲決定処理部
５７  雨量分布校正処理部
５８  校正雨量分布記録部
６０  雨量分布
６１  単位メッシュ
【図１】
2004361314.tif 000004
【図２】
2004361314.tif 000005
【図３】
2004361314.tif 000006
【図４】
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【図５】
2004361314.tif 000008
【図６】
2004361314.tif 000009
【図７】
2004361314.tif 000010