(57)【要約】【課題】従来の気象事例検索方式では、注目する一部の領域に対してのみ、類似事例の検索を行うものであり、マクロな視点から比較すると、類似しているとは直感的に考え難い場合が多く、状況に応じては多量の類似事例が検索されてしまうという課題があった。【解決手段】気象状況を観測する気象観測装置と、この観測された気象状況を用い観測時刻及び観測エリアを指標とする複数の気象属性値により特徴付けた気象データを生成する処理手段と、この気象データを記録する気象データベースと、指定した検索エリアにおいて上記気象データベースを検索し現在の気象データとその気象属性の類似する過去の気象データを抽出する検索手段と、この抽出件数にもとづき上記検索エリアを修正し新たな検索エリアを上記検索手段に指定する評価手段とを備えた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気象状況を観測する気象観測装置と、この観測された気象状況を用い観測時刻及び観測エリアを指標とする複数の気象属性値により特徴付けた気象データを生成する処理手段と、この気象データを記録する気象データベースと、指定した検索エリアにおいて上記気象データベースを検索し現在の気象データとその気象属性の類似する過去の気象データを抽出する検索手段と、この抽出件数にもとづき上記検索エリアを修正し新たな検索エリアを上記検索手段に指定する評価手段とを備えたことを特徴とする気象予測支援システム。
【請求項２】
上記評価手段は、上記抽出件数があらかじめ設定された検索件数より多いときは検索エリアを拡大し、抽出件数が上記検索件数より少ないときは検索エリアを縮小するように上記検索手段に指定することを特徴とする請求項１に記載の気象予測支援システム。
【請求項３】
上記検索手段は、現在の気象データと過去の気象データの対応する気象属性値の差がしきい値を越えない場合に両気象データは類似すると判断することを特徴とする請求項１または２に記載の気象予測支援システム。
【請求項４】
上記検索手段は、類似判断のしきい値を設定できることを特徴とする請求項３に記載の気象予測支援システム。
【請求項５】
上記評価手段は、あらかじめ設定された検索時間を越えると検索手段での類似検索を終了させることを特徴とする請求項１に記載の気象予測支援システム。
【請求項６】
上記評価手段は、観測エリアの地理的特徴をもとに検索エリアの修正を行うことを特徴とする請求項１に記載の気象予測支援システム。
【請求項７】
上記検索手段は、あらかじめ設定された観測期間に含まれる過去の気象データから類似検索することを特徴とする請求項１に記載の気象予測支援システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、現状の気象状態と類似する過去の気象状態の事例を検索し、これを用いて将来の気象状態の予測をおこなう気象予測支援システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
局所的な気象現象は、地域特有の地形や季節などに大きく左右される。このため、局所的な気象予測には、過去の類似事例を活用する事例検索方式が有効である。送電線被雷回避のための送電系統制御、航空機安全発着および安全飛行のための航空管制、そして悪天候時の高速道路閉鎖／復旧を判断するための交通管制などの支援システム上で、事例検索方式を利用することが考えられる。
【０００３】
例えば特許文献１は、注目する一部の領域に対してのみ、類似事例の検索を行うものであった。この従来方式では、例えば該注目領域に雷雲がある場合、この領域に雷雲がある事例は全て類似事例として検索されてしまう。このため、状況に応じては多量の類似事例が検索されてしまい、幾つかの属性値から算出された類似度情報を指標として利用するが、それらを解析するユーザの負荷が高くなるといった課題があった。また、類似事例として検出された事例は、一部の該領域に関しては類似性が高いが、マクロな視点から比較すると、類似しているとは直感的に考え難い場合が多かった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１６０４２８号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
雲の広がり具合は、季節、地域、地形、大気の状態などから影響を受けるものであり、気象状態の類似事例を検索する際の重要な要素である。本発明は、雲の広がり具合に関する情報を利用して、例えばユーザが扱えるだけの適当な事例数に自動的に絞り込むと同時に、ミクロ・マクロ両観点からの類似精度を高めることのできる気象予測支援システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る気象予測支援システムは、気象状況を観測する気象観測装置と、この観測された気象状況を用い観測時刻及び観測エリアを指標とする複数の気象属性値により特徴付けた気象データを生成する処理手段と、この気象データを記録する気象データベースと、指定した検索エリアにおいて上記気象データベースを検索し現在の気象データとその気象属性の類似する過去の気象データを抽出する検索手段と、この抽出件数にもとづき上記検索エリアを修正し新たな検索エリアを上記検索手段に指定する評価手段とを備えたものである。
【０００７】
本発明の請求項２に係る気象予測支援システムは、上記評価手段は、上記抽出件数があらかじめ設定された検索件数より多いときは検索エリアを拡大し、抽出件数が上記検索件数より少ないときは検索エリアを縮小するように上記検索手段に指定することを特徴とする請求項１に記載のものである。
【０００８】
本発明の請求項３に係る気象予測支援システムは、上記検索手段は、現在の気象データと過去の気象データの対応する気象属性値の差がしきい値を越えない場合に両気象データは類似すると判断することを特徴とする請求項１または２に記載のものである。
【０００９】
本発明の請求項４に係る気象予測支援システムは、上記検索手段は、類似判断のしきい値を設定できることを特徴とする請求項３に記載のものである。
【００１０】
本発明の請求項５に係る気象予測支援システムは、上記評価手段は、あらかじめ設定された検索時間を越えると検索手段での類似検索を終了させることを特徴とする請求項１に記載のものである。
【００１１】
本発明の請求項６に係る気象予測支援システムは、上記評価手段は、観測エリアの地理的特徴をもとに検索エリアの修正を行うことを特徴とする請求項１に記載のものである。
【００１２】
本発明の請求項７に係る気象予測支援システムは、上記検索手段は、あらかじめ設定された観測期間に含まれる過去の気象データから類似検索することを特徴とする請求項１に記載のものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の気象予測支援システムを実現するための機能ブロック図の一例を示したものである。ユーザ５は、入力用ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６を利用して、事例検索を行う際の条件設定（例えば、検索区域（検索エリアともいう）、検索件数等の設定）を行う。設定した条件は、検索機能７および検索結果評価機能８への入力値となる。検索機能７は、上記設定条件に基づき、現在までの過去の事例が格納されている事例データベース３を用いて類似例検索を行う。検索された結果（類似事例）は検索結果評価機能８において評価され、設定条件を満足していない場合は制約を適度にきつくし（たとえば、検索エリアを拡大し）、再度検索機能７で検索処理を行う。
【００１４】
図２は、高速に検索処理を行うことを目的に観測データを格納するためのデータベース３および検索機能７を複数設けた場合の機能ブロック図を示したものである。この場合、各検索機能７は各々異なる複数の計算機で実行される。また、検索管理機能９は、各検索機能７の処理を統括する処理を行うものである。このような並列構成とすることにより、検索機能および計算機の数に比例して実行性能（検索処理速度など）が向上する。
【００１５】
次に、検索機能７で行われる類似事例か否かの判定方法について図３を用いて説明する。図３は二つの異なる時刻における事例（ａ）、（ｂ）が類似事例であるか否かの算出方法を説明するためのものである。（ａ）は時刻Ｔ１における事例、（ｂ）は時刻Ｔ２における事例を示す。全ての事例データは、図３に示すように観測エリアに分割区分されたメッシュ構造をしており、それぞれのメッシュはその地点でのエコー強度、温度等の気象属性値を持っている。まず指定された検索区域Ａに基づいて、類似度αを計算する。
【００１６】
類似度αの計算は、例えば以下に示す式（１）により導出される。ここでａｉおよびｂｉは事例（ａ）、（ｂ）の各々の属性値を示し、ｉは属性の数およびＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｎｕｍｂｅｒ、認識番号）を示す。また、ΣＮは該区域内のメッシュ単位の値Σｉ（ａｉ−ｂｉ）に関する縦方向の足し合わせを意味し、ΣＭは該区域内のメッシュ単位の値Σｉ（ａｉ−ｂｉ）に関する横方向の足し合わせを意味する。
α＝ΣＮΣＭΣｉ（ａｉ−ｂｉ）　　　（１）
そして、スレッシュホールドλを定義して、α≦λの場合“類似事例である”、α＞λの場合“類似事例でない”と判定する。このλは、事例同士の類似精度を調節するためのパラメータとして用いることができる。
【００１７】
次に、検索結果評価機能８で行われる検索結果に対する評価方法について図４、５を用いて説明する。図４は初回の類似事例検索において用いた検索区域Ｂである。この結果、類似事例として検索された件数が、ユーザが指定した検索件数よりも多い場合は、図５に示すように検索範囲を検索区域Ｃまで拡大して検索数の絞込みを行う。また、検索された件数が指定した検索件数より少なければ、検索範囲を検索区域Ｄまで縮小して検索処理を行う。類似事例として検索される件数が指定した検索件数と等しくなるまでこれらの処理を繰返す。例えば、条件を満足するのに、Ｂの領域では小さ過ぎ、Ｃの領域では大き過ぎる場合、２分探索法の概念に基づき、中間の大きさの領域を設定して該条件を満足するよう絞込みを行っていくことが考えられる。ユーザが指定した条件を満足するか否かの評価およびこの評価結果に基づく検索条件の変更は図１の検索結果評価機能８で実施する。
【００１８】
図６は上記処理の概要を示したフローチャートである。検索条件入力機能６を用いて、検索終了条件、初期検索範囲、検索範囲の拡大・縮小幅を初期設定する（ステップ１）。次に検索機能７において事例データベース３を検索し類似事例の抽出が行われる（ステップ２）。検索結果評価機能８では検索結果が指定した終了条件を満足しているかが評価される（ステップ３）。条件を満足していない場合、検索範囲の設定を変更し再度検索処理する（ステップ４、ステップ２）。条件を満足している場合、検索結果を表示機能４に表示する（ステップ５）。
【００１９】
なお、検索領域の拡大・縮小間隔はユーザが事前に設定しておくことや、該システムに学習機能を持たせて、該検索処理を繰返すことにより学習させ、状況に応じて適当な該間隔を自動的に選定できるようにするといった方法が考えられる。システムに学習させる方法としては、例えば、以前の類似事例検索処理において、検索範囲を区域Ａから区域Ｂに拡大した時に検索件数が区域Ａの場合に比べて１０件減ったことが分かっていれば、検索する事例数を１０件以下に減らしたい場合は、検索領域を領域Ｂより小さい領域に設定するなどのように実現する。なお、基本的に事例データは増えていくということを考慮して過去の検索例を用いる必要がある。
【００２０】
また、検索許容時間を設定し、類似事例検索数と該指定検索数とが一致していない場合でも該許容時間を過ぎた場合は検索繰返し処理を打ち切り、結果を表示させることも考えられる。また、該指定検索数も一意に決めるのではなく、例えば、２件以上５件以下といったように柔軟に指定できるようにすることも考えられる。このように柔軟に指定することは、検索繰返し回数を削減できるためトータルの事例検索時間の短縮にも繋がる。
【００２１】
また、検索範囲の拡大・縮小方法も、ユーザの要望に合わせた方法により行うことも考えられる。図７は地理的要素を考慮した場合の例であり、類似事例検索数の絞込みを行う場合は、矢印Ｇの方向に検索範囲を拡大していくものである。図８は検索範囲を拡大した場合の例である。この例は、類似事例検索処理の重点を山脈地帯周辺に置きたい場合のものである。
【００２２】
また、ユーザが要望する事例数になるよう検索する時間および期間を限定していくことも考えられる。この場合、例えば２０００年１０月１０日といったような中心となる日にちと、この日から前後１ヵ月といった検索開始期間を事前に設定しておき、この日にちを中心に該期間を狭めていくことが考えられる。また、絞り込みの中心となる日ではなく、２０００年１０月１０日以前、または２０００年１０月１０日以降というように検索期間を限定させ、その日から期間を広げていく、もしくはその日から１ヵ月以前／以降と期間を設定して、その日を目指して期間を絞り込んで行き、ユーザが望む事例数になるようにするといったことも考えられる。その他、気象学的な特徴が異なる春夏秋冬といった季節で検索処理を限定することも考えられる。特に、注目したい過去の事例がどの季節、または日時で起きたかが分かっている場合に、本手法は有効である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成とすることにより、検索エリアの拡大・縮小など検索条件を適宜変更していくことができるので、類似事例の検索抽出数を適当な事例数に自動的に絞り込むことができ、ユーザの事例データの取り扱いの負担を軽減できるという効果を奏する。また、ミクロ・マクロ両観点からの類似精度を高めることのできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気象予測支援システムを表す機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る気象予測支援システムを表す他の機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る気象予測支援システムにおける類似事例の判定方法を説明するための図である。
【図４】本発明に係る気象予測支援システムにおける類似事例の判定方法を説明するための図（初回の検索範囲）である。
【図５】本発明に係る気象予測支援システムにおける類似事例の判定方法を説明するための図（修正後の検索範囲）である。
【図６】本発明に係る気象予測支援システムにおける類似事例の判定処理を表したフローチャートである。
【図７】本発明に係る気象予測支援システムにおける地理的特徴を考慮した場合の類似事例の判定方法を説明するための図（初回の検索範囲）である。
【図８】本発明に係る気象予測支援システムにおける地理的特徴を考慮した場合の類似事例の判定方法を説明するための図（拡大後の検索範囲）である。
【符号の説明】
１　気象レーダ、　２　観測データ処理・配信機能、　３　事例データベース、　４　表示機能、　５　ユーザ、　６　検索条件入力機能、　７　検索機能、
８　検索結果評価機能、　９　検索管理機能。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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