国立防災科学技術センター研究報告

剃ユ号

1988年3月

550．34：681．3

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理
島田誠」・大久保正＊＊・岡田義光＊＊＊・堀貞喜＊＊

国立防災科学技術センター

Pm㏄duresbythe

Ana1yzing

for

Low

SystemSamp1ing−rate

forPrecursors

Data

Pro㏄ssingsofE趾thquakes（APE）

Okada

a11d

By

SeiichiShimada，Tadashi

Ohkubo，Yoshimitsu

Sadaki

Hori

M肋舳／地∫ω舳α〃召γカプ〃∫狐妙P榊〃ゴo〃，ノ；ψ舳Abstract
and

pore

kinds

Exceptofobsemationsforseismicforthepurpose

water

lHz

and

telemetered

from

the

pressureofobsemationinconcemed

with

Tsukuba．The1Hz−sampling

observationsarerete，radon

evaporationture，atmosphericflowpressure

andbyrumingmediansfi1ter

is

very

term

l

Hz−sampling

method，usinglong−period
criterion

average（STA／LTA）．With

valuesand！Hzevent

anddai1yvalues
data

a

are

va1ues

in

wave

level

softwareprocedures

signal

ratio

use

of

the

No．2andtransformed

to

real

data

rejecting

data

of

the

are

on1Hz

effective

seismic

strain，tempera−theprocessings

are

of

and

numbers

systemsystem，low

sampledimpulsive

recorded

shoれterm

the

most

like

of

filtered

triggeringtilt，cmstal

No．1computerarenoise．A1so

cmstalextema1c㎝diti㎝s

Analyzing

median

data

in

the

the

running

NRCDP

developed

Earthquakes（APE）．Using

sampling−rate

by

to

area

uti1izingforminute．The

sampledbysamp1ing−rate）data

of

from

are

have

for1Hz−sampling（1owPrecursors

data

research

Kanto−Tokai

andprecipitation．We

data，theprediction

stationgromdwaterleve1orobservation

earthquake

every

te1emetry

by

the

event

averagetolong

No．3computers，minutely
withphysica1unit．Hourly

arecalculatedusingminutelyva1ues．Minutely，hour1yanddai1yvalue

used

for

the

automatic

computer，and

for

the

data

noises，adjust

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offsets

at

the

shock

of

the

GD

of

the

detection

editing

which

have

occurredearthquake，and

No．3computer．Detailsofanoma1ous

perfomed

of

make

each

as

phenomena

No．3computor．1naresultofinterpo1ations，andata

editing

ホ第2研究部地殼力学研究室，㍑第2研究部地震前兆解析研究室

舳第2研究部地震活動研究室

65

performedbytheunstableness

operator

are

order
edits

recorded

in

by

No．2

to

rejectofsensors

data

on

an

editingthe国立防災科学技術センター研究報告
information

on

the

storedrate

relationalofdisks．A

the

the
to

base．Hourly

these

and

No．3computer，and

vectorcrusta1tilt

accessdata

genera1display

addition，tilt

for

order

a

disks

opticaldata．Ininonmagnetic
onespecial1y
made

fi1e

and

files

and

for

monitorstrainstrain
the

第41号
daily

1988年3月
va1ue

arestored

in

event

va1ue

data

low

sampling−

minute1yandユHzhas

beendevelopedfor

disp1ay

monitorshavetensorobsewations．Various
ana1ysis

data

of

the

uti1ities

been

have

mes

are

developed

also

been

data．

1．はじめに
国立防災科学技術センターでは地震予知研究のために数多くの観測が行われ，そのほとんどが筑波の国立防災科学技術センターにテレメータされている．このうち一部を除き，地震観測は80Hz，その他の連続観測データは1Hzでサンプリングされ，これらは同一の地殻活動
観測システムに収録されている（浜田ら，1982；島田ら，1983）．これらの連続観測項目には

地殼傾斜・地殻歪・地下水位・ラドン・水温・流量・環境気象要素（気圧・雨量・室温・地中温度）等があり，その種類・チャネル数ともきわめて多い（Matsumura〃α1．，1986：松村ら，

1987）．これらのうち一部の観測項目のデータについては，従来もノレーチン的な収録・処理がなされてきたが（大久保ら，1982），このシステムは本来地殼傾斜観測とそれに伴う雨量・地中温度の収録及び毎時データのグラフィック表示用に設計されたものであったので，多数の種類の観測項目への拡張性に乏しく，またデータベースの蓄積と利用という面での制約も大きかった．

そこで地震前兆解析システム（Matsumuraθ≠α1．，1986；松村ら，1987）が従来の地殻傾斜データ処理システムを包含する形で新規に開発されるのを機会に，地震予知研究のための全ての1Hzサンプリング連続観測データを低速採取データと称して一括して処理することとし，またデータベースとしての機能も付加した．この新しい低速採取データ処理のためのサブシステムの開発にあたっては，特に以下の諸点に考慮した．①データ項目の多様性に考慮し，また今後のデータ項目の増大にも対応できるようにする．②種々の時問スケールの現象を効率良く把握できるように，秒値・分値・時問値・日値の4種類のデータを同時に作成し，利用できるようにする．③データ数の増大に対応できるように，従来研究者が行っていたデータの補修処理を研究者ではないオペレータがルーチンとして行えるようにし，そのための験測処理の簡便性を図る．④地震予知研究のためのデータベースとしてデータをアクセスしやすいよう利便性に心がける．

本稿では本サブシステムにおけるデータ収録，データ験測処理及びデータベースとその利用について述べる．

一66一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理一島田・大久保・岡田・堀

2．データ収録
2．1連続データの収録
低速採取データにおいて，サンプリングされる毎秒のデータを全て処理システムに収録すると，そのデータ量は膨大なものになる．図1の3成分歪計AC成分のように10秒から1000秒
程度の周期の長周期地震波を観測する際には毎秒データが必要となるが，このような場合に
ti1tmeter
strainmeterDCstrainmeter

AC

1．O

呂

others

o．1

10000

1000

100

図1

傾斜計・3成分歪言十データの周波数特性

Fig．1

Frequency

characteristics

three−component

10

p町iod
of

the

tiltmeter

and

the

DC

seO

and

AC

componentofthestrainmeter．

は以下に述べるようにトリガーによって地震時だけ収録を行った方が効率的である．通常の連続観測においては，図1の傾斜計や3成分歪計DC成分のようにローパスフィルターによって100秒以下のゆっくりした変動のみを対象とすることが多く，このような場合は毎分データで充分である．そこで従来の地殻傾斜データ処理システムでは，毎正分のデータを1分問の代表値として収録し，その他のデータは捨ててきた（大久保ら，1982）．これは時系列のサンプリングとしてあまり良いやり方とはいえない．また，現在のテレメータシステムにおける伝送データのビットエラーに対して弱いという欠点もあった．

16：14

16＝15

16＝16

16：17

16＝18

16＝19

図2

Fig．2

一し、二塾＿・
medianmedian（90／180〕（90／180）

メディアン法による分値データの収録方法
Schememinute1yofsamp1eofdata，filtered

the

by

180−pOint
medians．

一67一「unning

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月

そこで今回のシステムでは，図2のように正分前後90秒ずつ合計180秒のデータを用いてヒストグラムを作り，そのメディアン値を！分間の代表値とするメディアン法を採用した．メ

ディアン値は正規分布をしたデータでは平均値と一致し，ステップ状の変化はそのままの位置と大きさでステップとして保存される．図3上段のようにテレメータのビットエラーによoαuss｛α兀れ1lc〃o1sl・十∫〃んむ片は小叶／、JJ柳

γ〜ザー一

w｛w榊w〜．↑
図3

ハ｛

テレメータのビットエラーが含まれるデータに対するメディアン値

2rεd〜7一∫〕o｛几1＾1川1川1〃〃P山αれ紬伽小へψ・㌦㌔いと平均値の出力例（Evans（1982）

〔仰〜〜、

による）

Fig．3
（

P川

〜7−1jOll

An

exampleofrunningandrunningmeans

onnation〃i川川川9〃ljα1しand、ザUビしλγ一λ一人…仰1・amedians
combi・

ofGaussian

white

brief

randomspikes（afternoise

Evans，1982）．

って1個だけ他と大きく異なる値のデータが含まれるときには，図3中段のメディアン値は

図3下段の平均値や一般のローパスフィルターより効率良くビットエラーを除去することができる（Evans，1982）．実際メディアン法による本システムの導入以来，テレメータのビット

エラーが分値に混入することはほとんどなくなった．一方ローパスフィルターとして考えた

場合，メディアン法は線型フィルターではないので，その特性はあまり良くない．長周期の

1．O

山

昌

Z
⊃
o

ノ

／
／

＼＼
十

＿↓＿

／
17110

図4

Σ…
…隻

ー一1一と■一一＿

／

妻く

二／
＼一プー

17115

o．1

10000

17＝20

1000

PERI00（SEC〕

100

正弦波形に対するメディアン法の出力波形

図5

長周期の正弦波に対するメディ
アン法出力波の振幅比

SampleFig．5

Amplitude ratio of running
medians to1ong−period sine

Fig．4
On

a

of

Sine

running

medians

WaVe．

WaVeS．

一68一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理

島田・大久保・岡田・堀

正弦波に対しては，図4のように頂部が切断された出力波形となる．このような長周期の正弦波形に対する出力波の振幅比を周期に対してプロットすると図5のようになる．振幅比は500秒で84％，700秒で92％，100秒で96％程度となり，2000秒では99．O％でほとんど問題なくなる．傾斜計や歪計などの地殻変動連続観測において，100秒から1000秒程度の周期では長周

期地震波を除けば大きなパワーは存在しないので，このような特性はあまり大きな問題点にはならないと考えられる．さらに長周期になると振幅比は10000秒（166分）で99．96％，12時間

で99，998％，24時問では99．9995％となり，例えば地球潮汐の分潮解析にはほとんど問題なさそうである．しかし地球潮汐の場合近接した周期のたくさんの分潮が合わさっているので，非線型のメディアン法では厳密には理論的に合成した波形を用いて出力特性を確認してみる必要がある．またCPUの処理速度の点に関しては，メディアン値の算出は平均値よりは遅くなるが，特性の良いローパスフィルターより早いと考えられる．

上記のようなデータの収録処理は，松村ら（1987）で述べたように地震前兆解析システムの！号機において行われ，データは2号機との共用ディスク内に約2ケ月分（180Mバイト）が収容される．実時問で地震前兆現象の監視を行う2号機は，通常10分間隔で共用ディスクからデータを読み取り，前兆現象の抽出・監視処理に用いる．またオペレータによるデータ験測やデータベースの蓄積を行う3号機には，低速採取データの全チャネルのデータが1日分を単位として一括して転送・処理される．データ転送は回線または磁気テープ経由で行われる．

通常この転送処理は毎火曜日に1週問分をまとめて行っている．

2．2

データの物理量変換

低速採取データは，テレメータ装置からインタフェイス装置を介して1語16ビットの符号なし整数型データとして転送されてくる．1号機ではこの整数型データを用いてメディアン
値を算出し，共用ディスクに収容する．しかし本来，各低速採取チャネルは傾斜・雨量等の観測項目毎に異なった単位をもった実数値である．従ってできるだけ早い段階で，16ビットの整数型データから各チャネル毎の換算式に従って実数型の物理量に変換した方が，データのダンプや計算機のシステムユーティリティプログラムを便用する上で有利である．従来の地殻傾斜データ処理システムでは，データを最後まで16ビットの整数型データの形で磁気ディスクや磁気テープに保存していた．このためグラフィックディスプレイ装置（GD）へのデー

タ表示プログラムにおいて物理量へ変換しなければならないので，データ表示プログラムにおけるCPU負荷の増大や観測項目の多様化への障害を招いていた．今回の地震前兆解析シス

テムでは，2号機や3号機における共用ディスクからのデータの読み取り・転送直後にデータ形式を実数型の物理量に変換することとし，大容量の磁気ディスクを導入して2バイトの整数型から4バイトの実数型へのデータ変換に伴うデータ収容領域の増大に応えられるよう
にした．

一69一

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月

整数型から実数型へのデータ形式の変換は，整数型のデータをX，実数型のデータをγとしたとき，γ＝λ×X＋Bという形の変換式で行う．ここでλとBは通常チャネル毎に異なる定数である．地震前兆解析システムでは，システムの種々のプログラムで共通して用いる定数を一括して管理する定数ファイルを設けている．データの物理量変換において用いる定数
A，Bはこの定数ファイルに収容されている．

ところで低速採取データの観測項目のうち，3成分歪計によって観測される観測値は計器の断面積変化であり，これを歪量に変換するにはSakataθ左α1．（1982）による変換式が必要である．また降雨量の観測は，転倒ます雨量計から1mmまたは0．5mm雨量毎に出カされるパルスを各観測施設内の積分変換器に入力し，パルス入力毎にフルスケールの中点（ゼロ点）から

通常1／200ずつステップ状に増加する電圧出力に変換しテレメータしている．このステップ状の出力は，100段階目でゼロ点にリセットされてしまうこと，ある時刻の降雨量を計算するのに前後の時刻の値の差をとらなければならないこと等，モニターや解析に用いるのに不便である．そこで，テレメータ装置からの入カ値である雨量積分値以外に，前後の時刻の差をとった雨量微分値も物理量変換時に同時に作成している．このように通常の線型変換式AxX＋Bによって変換した1次データ以外に，1次データから作成される3成分歪計の歪量や雨量微分値のような2次データも，データの物理量変換時に同時に作成している．2次データ
表1
Tab1e1
観測項目

各観測項目の特性
Characteristics

ofobservation

項目名

項
目
コード名

物理量
変換式

2
3
4
5
6
8
9

地殻傾斜
歪断面積
地下水位

TILT

STRC

GWTL

ラ

ン

RADN

A

E

気

圧

AE
BARO

10

温度相対値

11

水

温

WTMP

12

流

量

FLRT

23

雨量積分値

RAIN

24

流量積分値

31

地

殻歪

FLUX
STRN

A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B
A×X＋B

32

雨量微分値

RAIN

33

流量微分値

FLUX

番

号

ド

温度絶対値

TEMP
TEMP

items

1次量・

of1ow・samp1ing
相対値・

data．

2次量 絶対値
1次量 相対値

モニター
出力形式

単

折れ線グラフμradian

ユ次量

相対値

折れ線グラフmm2

1次量
1次量 絶対値
1次量 絶対値
1次量 絶対値
1次量 絶対値
1次量 相対値
1次量 絶対値
1次量 絶対値
1次量 相対値
1次量 相対値
2次量 相対値

折れ線グラフ

絶対値

位m

折れ線グラフCPM
COUNT

折れ線グラフhPa

折れ線グラフ折れ線グラフ℃

折れ線グラフm℃

折れ線グラフ℃

折れ線グラフ〃min

折れ線グラフnlnユ

折れ線グラフmm

折れ線グラフμStrain（2）

2次量 絶対値 棒グラフ

mm p「ec．
（mm／day）（2）

2次量 絶対値 棒グラフ

（mm／day）（1）（1）歪断面積からSakataθチ∂1．（1982）の変換式により算出（2）雨量積分値（流量積分値）から図6のアルゴリズムにより算出

一70一mm／hour地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理は，960チャネルの1次データの後に最大A．B；物理量変換の定数
X｛t〕

＝分佃主

t＝…

，一1

O

1

2．…

240チャネルまで作成できるように設計

剛t〕＝時闇値（積分値）t昌・．．r60．O．60。、．．
D｛t，＝時間値（徴分値）t，．■・一60・0・60・．I■

F…

int〔65535o＾十B＋o．5〕／2・O

G＝

F／100．O

閉：t〕＝

測項目の物理量変換方式を，以下で述べる各観測項目のその他の特性と共にまとand1

X｛t−i〕

・

if

H書O．5

then

日

，

H

されている．表1に現在収容している観日二t−60〕for i≡59 to O
if X｛t−i−1〕≧F
H

e1se
！

X〔t−i，…Fめて示す．また，図6に雨量微分値の算

then

X＝t−i−1〕

出アルゴリズムを示す．雨量微分値は次int一】≡一／G＋o．5〕oc｛

int｛H／G＋o．5〕

一項で述べる時問値と日値でのみ作成し，1〕亡G

整数型データから直接作成する分値デー

endif

タでは作成していない．

if 百〉O．O
then
w〔t〕 ＝w｛t〕 十H
e1seif Hく・O．9．F
then

H

t〕

＝w〔t〕

十H＋F

2．3時間値・日値の作成

elldif
endif
next

i

D｛t〕

＝

島田・大久保・岡田・堀上記の物理量変換によって毎分のデー
田｛t〕．

タよりなる分値データファイルが作成さ

W｛t−60〕

図6

雨量微分値の算出アルゴリズムれる．しかし通常のデータ解析や研究に

Fig．6

Algorithm

多く用いられるのは，毎時値よりなる時

toca1cu1ate

precipition

Va1ueS．

問値データや毎日値よりなる日値データである．そこで物理量変換による分値データファイルの作成後，時問値データファイルと日
値データファイルも同時に作成する．

分値から時問値を作成するには観測項目により2種類の方法を用いている．傾斜・地下水・ラドン・気圧・雨量積分値等ほとんどの観測項目は，正時の値を時間値としている．一方，歪断面積変化はローパスフィルターを用いて時問値を作成している．ローパスフィルターの特性は，遮断周期2．5時問の2次のButterworthリカーシブフィノレターで，位相遅れのないものを用いている．次ぎに時間値から日値を作成するには4種類の方法を用いている．傾斜・

地下水・気圧等は，24時問のデータの平均値を日値としている．ラドンは，毎日O時から1時までの期間に較正信号が入力されるので，2時から23時までの22時間のデータの平均値を日値としている．雨量積分値は0時の値を日値としている．歪断面積変化は時問値と同様，

遮断周期60時問の2次のButterworthリカーシブフィルターを用いている．歪断面積変化に用いているローパスフィルターの遮断周期は定数ファイルで定めている．各観測項目の時問
値・日値の作成方法を表1にまとめて示す．

2．4長周期地震波形の収録
3成分歪計のAC成分では周期10秒から1000秒程度の長周期地震波が観測される．また傾斜
言十出力でも周期100秒から1000秒程度の地震波の観測が可能である．従来の地殻傾斜データ処

一71一

国立防災科学技術センター研究報告第4！号

1988年3月

理システムで毎秒値の地震波形をトリガーにより収録する場合，収録時問が24分間で非常に短く，しかも遅延バッファーがないため多くは初動を含まないデータしか収録できなかった．

今回の地震前兆解析システムでは5分間の遅延バッファを設け，収録ファイルの容量も12時間まで収録できる大きさにした．

長周期地震波の収録開始・終了等の判定方法は，松村ら（1987）で述べた地震データの場合と全く同じアルゴリズムを用いており，アルゴリズムに用いる定数だけが異なっている．具

体的には，トリガー判定のための信号レベルの短時問平均（STA）と長時間平均（LTA）を毎分計算し，収録の開始・終了の判断を行っている．LTAのレスポンスの早さを規定する時定数は60分，地震波検出判定のためには3．Oを用い，地震波検出に対してはしきい値を上回る状

態が1分以上，終了判定に対してはしきい値を下回る状態が連続2分以上持続することを条件としている．大地震時にLTAが上昇して地震波の検出状態が途中で打ち切られることを防ぐためのLTAの固定時間は15時問とし，LTAの上昇によっては打ち切られにくくなっている．このようなSTAやLTAの計算はチャネル毎に行われ，地震波を検出した各チャネノレが持つ長周期地震波収録のためのポイントの合計が，あらかじめ定めたしきい値を越えたときに，収録が開始される．傾斜や歪など長周期地震波を観測できるチャネルには，各チャネルのノ
イズレベノレによって，収録のためのポイントとして8以下のポイントを定めている．データの収録は，地震波を検出したチャネノレのポイント合計が40以上になった時に280秒前のデータから開始され，24以下になってから10分後に終了する．データの収録は960の全ての低速採取

チャネルについて一斉に行われる．これらの長周期地震波収録に用いる全ての定数は，定数テーブルに登録されており変更が可能である．

すでに述べたように，長周期地震波形のデータであるトリガー秒値は1号機・2号機の共用ディスクに最大12時問分まで収容できる．収録後のデータの処理・保存および利用は3号機で行うので，毎分の連続データと同様に回線または磁気テープ経由でデータを3号機に転送する．トリガー秒値のデータの転送は現在収録中のイベントについても行えるので，チリ

地震のように非常に大きな地震の場合，定数テーブルを変更してデータ収録の打ち切りが起

こらないようにすれば，12時問以上の連続記録を収録することもできる．3号機に転送されたトリガー秒値のデータには，低速採取連続データと同様の物理量変換処理が行われる．

3．データ験測3．1データ験測の概要
地震前兆解析システムにおける低速採取データの験測内容には，図7のように地震時の衝撃等による傾斜計出力の機械的な跳び（オフセット）の補正，欠測等による無効データの指定，短期間の欠測データの補問等があり，分値・時間値・日値の各データに対してGDを用いて験

一72一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理一島田・大久保・岡田・堀

！；一。

＼

＼

／

）

／

…凹川

1．1
1

ヨi：≡，

図7

＼

㌧ノ

ξ、。、，

＼

データ験測の概要（Matsumura〃α五，1986
による）
Fig．7 Example of dataprocessing

machinebytions．Top珊o…，figures

are

after
○ z三，

ヨl

man・

communica−
andbottombeforeandprocessing，

respectively．
Offsetsareadjusted， andanoise
fi1led

up

is
with

removedanandinter−

polation （after Mat−sumura〃α1．，1986）．

測を行うことができる．従来の地殻傾斜データ処理システムにおいてもGDを用いて簡単なデータの補修処理を行っていた（大久保ら，1982）．しかし，時問値データのみを対象としたた

めオフセット処理の補正量の見積りが難しい，欠測期問・オフセット発生時刻やオフセット

量をキーボードから数値で入力しなければならない，欠測期間を記録するファイルを持たなかったので欠測の補問ができない等の欠点があった．今回のシステムでは基本的に分値のデータに対して験測を行うことにしたため，地震時の衝撃等による瞬間的なデータの跳びに対しては，オフセット前後の時刻とオフセット補正量をGD上で機械的に指定することにより簡

単にオフセット補正が行えるようになった．また正時を含む短期問のデータが欠測していても前後のデータから補問して正時のデータを作成し，時問値の欠測を少なくすることができるようになった．さらにリレーショナル・データベースの形式で作成した験測情報ファイルを導入し，個々の験測処理結果についての記録を保存するようにした．このためこのファイルの情報によって欠測補問したデータを区別できるようになったほか，複数のプログラムや

一73一

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月

野↓

チャネルグループ週沢N雫

オフセッコ≡囲

分値

固処1廠聰

凡悩冬了

↓

y

オフセットB胱・終了時刻脂定

馳値・日晒酢因

↓

「

肋

Y

オフセット量入カ
↓

N

醐醐叩蔽

寺間値
肌理終了

N

確認

Y

Y

N
日直データ

示

雅

R

鶴忍

補間計算用データ馴聞人カY
補閨結墨の通面面示N

廠面廠繭表記
↓

匝踵圃

N

Y
■測蛎間

N

薗間可能

固彌函 瞭＝薮己↓醜N写

欠漁皿目始・終了時刻指定
↓

確認

y

確融

Y

灘ド録

オフセット几

圃

日他

几哩終了

Y
N

チャネル
ループ終了

図8

データ験測の手順

Fig．8

F1ow

chart

of

data

processing

一74一

by

man−machinecommunications．

N地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理一島田・大久保・岡田・堀計算機端末から同時に験測情報ファイルをアクセスして，チャネル毎や指定した期間など
様々の限定条件を満たす験測情報を迅速・簡単に取り出せるようになった．

図8に現在行っているデータ験測の手順をフローチャートの形で示す．観測施設毎に傾斜計・3成分歪計・地下水等の観測項目と付随して観測している気象要素等を2〜5チャネルずつまとめてチャネルグループを定め，チャネルグループ毎に分値・時問値・日値の各デー

タの順に最新のデータに対して通常毎週1回ずつ験測作業を行っている．分値のデータについては，前回の験測と1日ずつ重複して，通常は8日間のデータについて験測を行い，験測
期問の切れ目前後での処理を容易にしている．時間値のデータについては最新の60日間，日値のデータについては最新の1年問のデータについて験測を行っている．分値については通常は画面に2日分のデータを表示し，その画面中のオフセット・欠測等の処理を行う．時間値については通常最新の30日分，日値については1年分のデータを表示する．時間軸（横軸）のフルスケールはコマンドにより分値では2日から3時間まで，時問値では120日から7．5日まで，日値では8年からO．5年までそれぞれ2倍（％）ずつ5段階で変更することができる．また時問軸はフノレスケールの半分を単位としてスクロールすることができる．縦軸のフルスケ

ールは標準値がチャネル毎に定数ファイルに登録されており，コマンドにより標準値の512倍から1／512まで2倍ずつ19段階で変更することができる．さらにGD画面上の各チャネルの位
置もフルスケーノレの％から3倍までを単位として上下に移動させることができる．また画面上の任意の時刻でチャネルの番号順になるようにチャネルの位置を再調整することもでき
る．現在27程度のチャネルグループが定数ファイルに登録され，毎週データ験測を行っている．

データ験測におけるデータ補正処理のためのコマンドは，オフセット処理と欠測期間を指定する処理だけである．以下ではこの両者の処理の概要を順に詳説する．

3．2オフセット処理
オフセット処理ではオフセット処理コマンドの入力後，処理を行うチャネルを指定してからオフセットの開始時刻と終了時刻を画面から入力する．低速採取データでは，センサー出力の瞬問的な跳びでもテレメータ等途中のフィルター処理により，3分程度かかって変化を完了する跳びになる．実際には数分問以上かかって変化するオフセットを補正することも多い．オフセット処理の画面は図9のように3分割された画面で，上半分にはオフセット処理
コマンド入力前の時間軸で処理チャネルのデータが表示される．表示は画面開始時のデータが縦軸中央にとられ，表示期間中のデータの最大または最小値が画面上半分内の上端または下端になるようにスケーリングされる．オフセット開始時刻を上半分の画面で指定すると，

画面左下％の部分にオフセット開始時刻付近のデータが拡大して表示され，この画面で最終的にオフセット開始時刻を指定する．この拡大画面では，縦軸のフルスケールがオフセット

一75一

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月

オフセット終了位置入力＊＊GD験測データ表示＊
オフセット処理
｝

）、

｛

一㌧

2』

鰯；燃薯鰯葛鰯畠鰯葛螺1

図9
Fig．9

データ験測におけるオフセット処理画面
Examp1edure

処理コマンド

三

by

of

GD

disp1aying

man−machineforoffsetadjustment

proce−

communications．

入力前の画面の％（ゲインが8倍）で，時問軸方向は30データ分が表示されるよ

うに拡大されている．従って時刻に関しては最小単位まで誤りなくGD画面から入力することができる．オフセット終了時刻も同様にして画面右下％の部分の拡大画面から入力する．

すでに述べたように低速採取データではテレメータ等の特性からオフセット開始時刻の直後が終了時刻となることはない．従って両者の問のデータは無効なデータとなる．そこで今回のシステムでは，この無効な期間のデータをオフセット開始前のデータからの外挿値で代替している．外挿にはARモデルを用いて通常オフセット開始時刻直前の300個のデータを計算に使用している．外挿期間が長くなってデータの信頼性が低下するのを防ぐため，分値で最大8個，時間値で5個，日値で3個のデータまでしか外挿を行わない．また少なくとも外挿期問の10倍のデータが外挿計算に利用できなければ外挿は行わない．AR次数は外挿計算に用いるデータ数の1／10としており，通常は30次である．外挿処理を行わなかった場合や無効データの期問が外挿期問より長かった場合は，オフセット処理後欠測処理を行ってその期問のデータを無効にしている．外挿期問の最大数は定数ファイノレで指定している．

さてオフセット終了時刻を入力すると，計算機は外挿値を計算してオフセット開始時刻の拡大画面に表示する．オペレータはこの表示を参考にして，オフセット補正処理によって接続すべき前後のデータの縦軸上の位置を2つの拡大画面でそれぞれ指定する．これによってオフセット量が入力される．すると上半分の画面上のオフセット終了時刻以降のデータから，入力されたオフセット量が減算され，オペレータが確認を行う．オペレータはこの確認後さ

一76一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理

島田・大久保・岡田・堀らに，オフセット処理コマンド入力前と同じスケールの画面でもう」度，補正処理結果の確認を行う．最後にオフセット終了時刻以降の全データから入力されたオフセット量を減算し，験測事項を験測情報ファイノレに書きだしてオフセット補正処理を終了する．

観測機器の修理等によって2日以上の長期問の欠測後にオフセット処理を行わなければな
らない場合は，時間値においてオフセット処理を行っている．欠測期問が2ケ月以上の場合
は時問値でもこのデータ験測プログラムでのオフセット処理は行えない．

3．3欠測処理
テレメータの回線断の期問や長周期地震波によってデータの乱れた部分などは，無効なデータとしてその期問を欠測としている．欠測処理では，コマンドを入力し，処理を行うチャ

ネルを指定してから欠測の開始時刻と終了時刻を画面から入力する．まず無効なデータの開始時刻をオフセット処理のときと同様に画面から入力すると，指定した時刻付近のデータを拡大して表示する．この拡大画面では縦軸のフルスケールが標準画面の％（ゲインが2倍）で，

時問軸方向は60データ分が表示されている．この画面で無効データの開始時刻を指定する．
欠測の終了時刻も同様にして指定する．

次に計算機は欠測の期問が短時問であれば補間データの作成を行う．補問可能なデータ数
は定数ファイノレで指定しており，現在分値で最大100個，時問値・日値で5個までである．分

値が時間値・日値に比べて多くのデータまで補問できるようにしているのは，多くの低速採取観測項目が数時間程度までの短周期に大きなパワーを持たないからである．補問データは5次の多項式を用いて欠測前後のデータから作成している．通常計算に用いるデータは，分値では欠測前後とも100個，時問値・日値では欠測前が10個，欠測後が5個である．時問値や日値では地球潮汐変化等の周期変動が大きく，多項式では長期間のデータに充分追従できな

いので短期間のデータだけを用いている．通常の補問計算に用いる欠測前後のデータ数は定数ファイルで指定している．補問計算の結果は，欠測終了時刻の拡大画面に表示され，オレペータが確認を行う．テレメータの回線不良等では短期問の欠測が断続的に生ずる．このような時には，補問計算に用いる欠測前後の期問にも欠測があり，補問計算がうまく行われな

いことがある．そのときには，オペレータが改めて補問計算に用いる欠測前後の期間を入力する．入力は欠測期問の指定と同様な方法で行う．欠測前のデータが5個以上ないと補間計
算は行われない．拡大画面に表示された補問データが適当であれば，オペレータはさらに欠測処理コマンド入力前と同じスケールの画面でも結果の確認を行い，補問後のデータが確定する．補問計算ができない長期問の欠測や補問結果が適当ではないとオペレータが判断した場合等は，補問を行っていない欠測として処理され，データは書き替えられずに保存される．

この場合，分値で欠測補問ができなかったデータについて時問値において補間可能な場合は補問処理をしている．最後に験測事項が験測情報ファイルに書き出され欠測処理が終了する．

一77一

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月

低速採取観測項目のうち雨量データについては既に述べた図6のようなアルゴリズムにょっているので，停電等による長期問の欠測データをそのまま放置しておくと，時間値計算において降雨量として計算されてしまう場合がある．そこで，雨量データについては最大補間

可能時問以上の場合でも欠測前後のデータから線型補問を行うことができるようにしている．

3．4験測情報ファイルとデータ再作成
験測情報ファイルには，各験測処理における験測対象チャネルのチャネノレ名とチャネノレ番
号，験測事項（オフセット処理・補問済欠測・無補問欠測の別），処理したデータファイノレの種類（分値・時間値・日値），処理事項の開始時刻と終了時刻（オフセット処理の終了時刻は意
味を持たなレ）），開始時刻と終了時刻の間のデータ数，オフセット量が記載される．物理量変換，時間値・日値の作成および以下に述べる時問値・日値の再作成の時には，験測情報ファイルを参照して今までの各チャネルのオフセット累計値を計算して計算値に加算している．

各チャネルグループの分値および時問値の験測が終了すると，験測によるデータの補正結果を全てのデータファイルに反映させるため，分値の験測終了後は時間値と日値，時問値の験測終了後は日値のデータの再作成を行っている．験測によってデータを修正しなかった場
合は再作成は行わない．正時（日値再作成でO時）におけるデータを用いる時間値・日値作成

では，この時刻のデータが無補問欠測の場合は，データの再作成は行わず，この時刻の再作
成データについても無補問欠測として験測情報ファイノレに登録する．ローパスフィルターや平均値を用いる時問値・日値作成では，計算に用いるデータの一部が無補間欠測の場合，データの再作成は行わず，再作成データも無補問欠測として験測情報ファイルに登録する．

4．データベースとその利用

地震前兆解析システムの3号機は，収録データのデータベースを構築し，地震前兆解析研究に供することを一つの主眼としている．従来の地殻傾斜データ処理システムでは低速採取

データのアクセス，処理とGD表示を伴うデータ解析が非常に困難で，ミニコンピュータ2台
より構成されるシステムのうち1台を延べ数日問占有するか，MT数巻におよぶデータをダンプして他の汎用計算機に移設して解析するほかなかった．今回のシステムではできるだけ大量のデータを磁気ディスク上に展開して，多数のユーザーから同時にアクセスできるようにした．またデータベース上からプライベートファイルヘ複写して各研究者独自の処理を行ったデータについても，システムの豊富なユーティリティが便用できるように考慮した．さらにデータ量が膨大なため磁気ディスクヘの収容が困難な分値データについては，光ディス
クヘ収容して研究者が必要な期問の必要なチャネルだけを短時問にプライベートファイノレヘ

一78一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理一島田・大久保・岡田・堀ロードできるようにした．

4．1データベース
観測開始以来の全ての低速採取チャネルの時問値および日値のデータは磁気ディスク上に展開されている．時問値・日値のデータは各チャネル20年分が磁気ディスクヘ収容できるように設計されており，観測開始の早い一部のチャネルについて領域が不足した場合には，容易に拡張が可能である．また磁気ディスクの分値ファイルはバッファ・ファイルとして10日

表2
Tab1e2

低速採取データ管理ファイルの内容
Meaning

項

観

測

項

of

the

目

名

目

番

words

in

a

record

of

the

内

号

領域先頭レコード番号
領域最終レコード番号
最終データレコード番号
最終データ・データ位置
最古データレコード番号
最古データ・データ位置

サイクリックフラッグ
験測処理済最終データ
レコード番号
験測処理済最終データ・
データ位置

最終転送開始データ
レコード番号
最終転送開始データ・
データ位置

最古データ時刻
最終データ時刻
最終転送開始データ時刻

managing

fi1es

of

容

観測項目番号
データファイル内での収容領域の先頭レコ
一ド番号
データファイル内での収容領域の最終レコ
一ド番号
最終データが格納されているレコード番号
最終データのレコード中での位置
最初のデータが格納されているレコード番号
最初のデータのレコード中での位置
サイクリックファイルかどうかのフラッグ
験測が終了している最後のデータが格納されているレコード番号
験測が終了している最後のデータのレコー
ド中での位置

一番最近に1号機から転送されて追加されたデータの先頭部分のレコード番号

low−samp1ing

データ

data．

型

データ
の長さ

整数型

4byte

整数型

4byte

整数型

4byte

整数型
整数型
整数型
整数型
整数型

4byte
4byte
4byte
4byte
4byte

整数型

4byte

整数型

4byte

整数型

4byte

整数型

4byte

文字型
文字型

14b皿e
14byte文字型

14byteの一番最近に1号機から転送されて追加されたデータの先頭部分のデータのレコード中
での位置
最初のデータの時刻
最終データの時刻

一番最近に1号機から転送されて追加されたデータの先頭部分のデータの時刻分のデータのみを収容しサイクリックに使用して，験測の終了したデータは光ディスクヘ収録している．さらに長周期地震波を収録したトリガー秒値データには各イベントごとに必要な大きさのデータファイルを生成し，長周期地震波の解析に不要な雨量データ等のチャネルを除いた全てのデータを光ディスクヘ収容した後，磁気ディスク上のファイノレは消去してい
る．

一79一

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月

これらの磁気ディスク上の秒値・分値・時問値・日値のデータファイノレはすべて同一形式の管理ファイルとデータファイルの組から構成されている。管理ファイルはチャネノレ番号順に各チャネルの情報が90バイトの1レコードずつに収録された全チャネル1200レコードのランダムファイルである．このファイノレの内容の詳細を表2に示す．表2において，験測処理
済最終データレコード番号・データ位置は現在使用されていない．サイクリックに使用する

データベースの分値ファイルでは，サイクリックフラッグの値が1となり，最終データレコ
ード番号・データ位置と最古データレコード番号・データ位置が一致する．サイクリックに使用しない他のファイノレはサイクリックフラッグの値が0となり，通常最古データレコード

番号は領域先頭レコード番号と一致し，最古データデータ位置は1となる．プライベートフ
ァイルでは最終転送開始データレコード番号・データ位置は使用しない．このようにして管理ファイノレは，データベースファイル・プライベートファイルとも分値・時間値等の別なく同一レコード長・同一レコード数で同一形式のファイルとなる．データファイルはレコード

長1920バイトのランダムファイルで，データは1語4バイトの実数型なので480語（秒値で8分，分値で8時間，時間値で20日，日値で480日）が1レコードに収容できる．データファイ
ルのレコード数は不定で，管理ファイルの指定するレコードが存在すればよい．

4．2光ディスク
分値およびトリガー秒値を収録する光ディスクの概要については，井元（1987）に詳しい．

低速採取データでは，光ディスクに収容した分値およびトリガー秒値データの管理のために
分値光ディスク管理テーブノレ，分値チャネル管理テーブルおよびトリガー秒値光ディスク管

理テーブルという3つのファイルをリレーショナル・データベースの形式で用いている．

分値データでは，その時点で便用している全チャネルの7日分のデータを，1つのファイノレとして光ディスクに収録する．便用しているチャネル数はときどき増減するので，これを管理するために分値チャネル管理テーブルを用いている．このテーブルの各レコードは管理
番号と1200文字のチャネル情報からなり，チャネル情報の1200文字が低速採取データの全チ
ャネルに対応し，収録されているチャネルは文字「1」，収録されていないチャネルは「0」が入る．チャネルの増減があると，光ディスク収録時にこのテーブルに新しいレコードが生成される．分値光ディスク管理テーブルは，収録データの開始時刻・終了時刻，データ数，

管理番号および光ディスクボリューム通番よりなり，毎回の光ディスク収録時に1レコードずつ生成される．データ数は各チャネルのデータ数（通常は7日分で10080）で，管理番号は分値チャネル管理テーブノレの管理番号と同一のものである．光ディスクの分値データファイルのファイル名は開始時刻が含まれた形式になっており，ファイノレ名を開始時刻から生成できる．光ディスクのデータファイルは各セクター512バイトで，各チャネルはセクターの最初から始まり，チャネノレ問のすき間にはOが詰められる．現在データ験測前と後の2種類のデー

一80一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理一島田・大久保・岡田・堀タが，光ディスクデータのバックアップも兼ねて別々の光ディスクに入れられている．現在

使用しているチャネル数では2年間程度のデータが光ディスクの片面に収容できる．また従来の地殻傾斜データ処理システムにおいて作成した分値の磁気テープも光ディスクに同一形式で収録することにしており，現在作業を進めている．種類の異なるデータは，光ディスクのボリューム名で区別をしている．

トリガー秒値データは，各イベントごとに1つのファイルとして光ディスクに収録する．

トリガー秒値光ディスク管理テーブルは各イベントの各チャネルの光ディスク収録時に1レ
コードずつ生成され，収録チャネル番号，収録データの開始時刻・終了時刻，チャネノレ先頭セクター番号，データ数および光ディスクボリューム通番よりなる．データ数は分値データ
ファイルと同様各チャネルのデータ数である．光ディスクのトリガー秒値ファイルのファイ

ル名も開始時刻が含まれた形式になっており，ファイル名は開始時刻から生成できる．光デ
ィスクのデータファイノレは各セクター5！2バイトで，各チャネルはセクターの最初から始ま
表3

汎用モニターユーティリティのメニュー画面における選択パラメータ

Table3

Parameter

options

at

the

menu

page

of

the

uti1itymonitorfor1ow−sampling

data．
デ

項 目 名
ー タ 識

内
別

容

管理ファイル名
ャ

ネ

ル

表

示

期

名

間

チャネル名・チャネル番号又はチャネル
セット番号
表示データの開始時刻と終了時刻

時間スケール

横軸のフルスケール値

データスケール

縦軸のフルスケール値

オフセット補正表示

オフセット補正の時刻を矢印とその上の「C」の文字で示すかどうか

バルブオープン表示

歪計のバルブオープンの時刻を矢印とそ

欠測補間表示（赤）補問済欠測データを区別して赤で表示するかどうか
補間済欠測データを表示するかどうか
オフセット補正を行う前の状態に戻して表示させるかどうか
題字を日本語・英語のどちらで表示させの上の「V」の文字で示すかどうか

欠測補問無表示
オフセット無補正
日

本

語

標

題

るか

日雨量，日流量表示
スケールオーバー表示

座

標

回

転

考

秒値以外ではデフォル
ト値はデータベースの
フアイル名

データファイル名チ

備

データの分値・時問値・日値・秒値の別

時間値表示において棒グラフ表示の微分
値だけは日値にまとめるかどうか
グラフが画面からスケールアウトしたときに画面の反対側の端から折り返して表示させるかどうか
傾斜計・歪計のデータから任意の方向の時間変化を合成して表示させるかどうか

一81一

最大！0チャネル

両時刻とも年月日時分
両時刻間をハイフォン
で区分
10分から20年までの23種類から選択観測項目毎に最大20種類までの中から選択

以下の項目はすべて「0N」又は「OFF」で選択

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月

り，チャネル問のすき問にはOが詰められる．現在使用しているチャネル数では数年分のイベントが光ディスクの片面に収容できる．

4．3

データのモニター

低速採取データの研究では一般に，データをGD上にグラフ化してモニターすることが多い．このためデータのGD表示モニターのユーティリティは機能の多い充実したものになっている．モニターユーティリティには，横軸に時問軸，縦軸にデータの値をとって時間変化を表示させる一般的な汎用モニターユーティリティのほか，傾斜や歪の時問変化を傾斜ベクト
ルや歪テンソルの形で表示させる傾斜ベクトル・歪テンソル表示モニターがある．

口厚

｛OSM〕

RAI岬1R〕

19日6／11／O−

O口：OO

⁝1

T−LT川S．直W，．

−

1昌日1／Ol／25

2ヨ＝0口

到
0ヨ［NS

05HE一

○ヨm
5

10

15

20

25

5

1口

NOV

15

20

25

OE〔

5

10

1ヨ

2口

図10 汎用モニターユーティリティによる出力例
Fig．10Example of the generaI disp1ay monitor
sampling・rate

2；

J＾N

for1ow

data．

汎用モニターユーティリティでは，メニュー画面によって各種パラメータの選択が行えるようになっている．この選択パラメータの一覧を表3に示す．このモニターでは雨量等の微分値は棒グラフで表示されるが，時問値のデータを表示しているときにも，棒グラフだけは繁雑さをさけるために，選択パラメータによって日値にまとめることができる．また地震予知連絡会等への定期的な報告に用いるルーチン作業のグラフ作成においては，各グラフで選択するチャネルセットの組み合わせをあらかじめ定数ファイルに登録しておき，チャネノレ選

択の繁雑さを避けることもできる．チャネルセットの番号や時問軸・縦軸のフルスケールの選択肢がわからなくなったときには，ヘルプ機能を呼び出し選択肢を表示させることもでき

一82一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理一島田・大久保・岡田・堀る．さらに表3の座標回転を選択すると，傾斜や歪の表示において，観測されている傾斜計の直交2方向や3成分歪計の120ずつ離れた3方向から合成される任意の方向の時問変化をモニターさせることもできる．メニュー画面で選択されたパラメータに従って，GD上には例
えば図10のような出カが表示される．この出カ画面において，縦軸フルスケールを変更した
り，各チャネルの画面上の位置をカーソルを用いて任意に上下させたり，任意の位置に矢印
表4

傾斜ベクトル・歪テンソル表示ユーティリティのメニュー画面における選択パラメ

Table4

Parameterータ
optionsatfor1ow−samp1ing
工百

目

the

内

名

データ識別

menu

page

of

the

ti1t

vectorandstraintensormonitor

data．

備

容

考

データの分値・時問値・日値・秒
値の別管理ファイル名

秒値以外ではデフォルト値はデ一タベースのファイル名

データファイル名

表示図選択

傾斜ベクトルと歪テンソルのどち

チャネル名

チャネル名又はチャネル番号表

問

表示データの開始時刻と終了時刻

フルスケール値

表示画面のフルスケール値
傾斜ベクトル表示に入れるタイム
マークの問隔示期

タイムマーク問隔

らかやコメントを入力したり，NLP（日本語レーザープリンター）やプ

ロッターに画面のハードコピーを

傾斜計では南北・東西両成分
歪計では120。ずっ離れた3方向
両時刻とも年月日時分
両時刻問をハイフォンで区分
傾斜14種類，歪15種類から選択
10種類から選択N㎜／

1986！11！：≡i

1日＝00IO0

1目86！1一／2ヨ00100＝O回出力させることができる．また表

示期問が長期にわたり何枚もの表E示画面が必要なときには，任意の画面に移り変わることができる．

低速採取データでは今後も観測
τIHE

H＾【＾

1

；

O＾T

FuLL；〔＾LE−SO卜耐

項目の種類が増大することが予想1｝

されるが，この汎用ユーティリテ

9r0肚1「ddo山「「ィでは，縦軸に記入する物理量の単位記号，傾斜・歪等の相対値か
気圧・ラドン放出量等の絶対値かの区別，雨量微分値のように棒グ

図11

傾斜ベクトル・歪テンソル表示ユーティリティによる傾斜ベクトルの出力例

Fig．11Examp1e

tOr．

ラフ表示させるか通常の観測項目

一83一

of

the

ti1t

vectordisp1aymoni−国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月と同様の折れ線グラフかの区別，および観測項目ごとの縦軸フ／レスケール値の種類やきざみ

幅を定数ファイノレから読みこんでいるので，観測項目種類の増大にも容易に対処することができる．これらの機能によって，研究上必要なデータのモニターを円滑かつ効率的に進めることが可能となった．

傾斜ベクトノレ・歪テンソル表示ユーティリティでも，メニュー画面によって各種パラメー

タの選択が行えるようになっている．選択パラメータの一覧を表4に示す．フルスケール値
やタイムマーク問隔の選択肢がわからなくなったときには，ヘルプ機能を呼び出し選択肢を表示させることができる．メニュー画面で選択されたパラメータに従って，GD上には例えば
図11のような出力が表示される．この出力画面において，フルスケールやタイムマークの間隔を変更したり，任意の位置に矢印と4文字までのコメントを入力したり，NLP（日本語レー
ザープリンター）やプロッターに画面のハードコピーを出力させることができる．

4．4

データのアクセス

地震前兆現象の検出等の観測データの解析研究においては，データアクセスの容易さとデータ処理のためのユーティリティプログラムの豊富さが研究効率を大きく左右する．今回のシステムでは，低速採取データに関するモニター以外のユーティリティの充実にも努めている．まずデータベース中の低速採取データの数値ダンプやユーザプログラムからアクセスするためのサブノレーチン等は整備を完了している．またユーザがプライベートなファイルをデータベースの低速採取データファイルと同一形式で作成したり，そのファイルにデータをコピーしたりすることも可能である．すでに述べたように，こうして作成したプライベートフ

ァイルのデータについても，モニターユーティリティを使用することができるので，現在通常の解析研究における支障はないと考えられる．さらにモニターユーティリティにおける欠測等の表示に使用する験測情報ファイノレについても，プライベートファイルを作成してモニ

ターユーティリティに利用することができる．これらユーティリティプログラムの一部については，便用方法の一部に改善の余地があったり，使用説明書の整傭が問に合わない等の問題点がある．またプライベートファイルのデータを用いた時間値・日値の作成等のユーティ
リティも整備していく予定である．

5．議論

地震前兆解析システムにおける，低速採取データの処理に関するサブシステムはほぼ完成
し，現在デバッグ作業も一段落したところである．振り返ってみて，当初のねらい通りにできた部分と意図に沿わなかった部分がある．例えばデータ験測に関する当初の計画では，最初の教育期間を過ぎれば，処理の判断はオペレータによるマンマシンの半自動処理に移行し一84一

地震前兆解析システムにおける低速採取データの処理

島田・大久保・岡田・堀て，研究者は通常の験測業務には関知しないことを目ざしていた．しかし現状では，毎週の験測前にあらかじめ分値のデータをNLPにモニター出力して，研究者が修正項目を決めてオペレータがこれに従って処理を行っている．このため担当の研究者の業務時問のかなりの部

分がルーチン験測に割かれてしまう．これは2つの点で問題である．まず担当者の研究時問が単純作業で割かれてしまうこと．もう一つは，オペレータと違って研究者の処理規準は時間とともに変化してしまうことである．オペレータは最初に処理規準を覚えた後，研究者ではないので処理規準を変える理由がないので，処理規準はかわらないと考えられる．たとえ

オペレータが交替しても，引き継ぎさえされていれば問題はない．一方研究者は，研究の進展や計器に関する考え方の変化から処理規準を少しずつ変化させていく．また担当者が代わったときも，各研究者にはデータ処理や計測に対するそれぞれの考え方があるので，前任者のやり方を踏襲しようとは考えない．今回意図したオペレータによるマンマシンの半自動処理ができなかったのは，オペレータの処理判断に関する能カや教育を行った研究者の教育に対する熱意が足りなかったというよりは，低速採取観測項目を担当する各研究者問で，処理規準に関するコンセンサスができなかったのが主な原因である．研究者によって験測に関する処理規準が異なるのは当然のことなので，データ処理は担当者の専決により処理していく，という体制を確立していくことが今後重要であろう．

計算機システムの開発において，プログラムのアルゴリズムやデータにおける誤りは付きものである．重大な問違いの場合は直ちに修正されるが，影響の小さな機能のずれ，プログ
ラムの冗長さや無意味な機能等では，訂正されずに放置されることも多い．計算機システムの開発においては，このような小さな部分の訂正によって重大な問違いを引き起こす場合も多く，開発費の効率の点からも不経済であるためである．前章までに述べた本システムにおいても，例えばデータ験測のオフセット処理におけるオフセット終了時刻は験測情報ファイノレに保存されるはずであったが，現在験測情報ファイノレのオフセット終了時刻には意味のな

い値が入っている．また験測情報ファイルのデータ数の項目は，開始時刻と終了時刻から計算できるので保存する必要はないが，削除されずに放置されている．データベース中のデータにもこのような不必要な部分や誤りが多数放置されている．しかし，計算機システムにおいて無謬性とシステム開発の経済性の追及とが矛盾する課題であるのと同様，研究においてもデータや処理システムの無謬性のある程度以上の追及は，研究効率の追及と矛盾してくる．

両者のバランスをどうするかは常に問題となる点であろう．

6．おわりに
地震前兆解析システムにおける低速採取データ処理のサブシステム開発の概要をまとめた．本システムは地殻傾斜データ処理システム（大久保ら，1982）を継承し発展させたもので

一85一

国立防災科学技術センター研究報告第41号

1988年3月ある．

①地震前兆解析システム1号機において，テレメータインタフェイスから伝送される毎秒値を用いて，メディアン法を便って毎分値を作成し収録している．この毎分値は2号機および3号機において物理量に変換され，さらに分値から時問値・日値を作成して自動前兆
解析やオペレータによる験測に用いている．

②地震データと同様のSTA／LTAの比を用いたトリガーにより長周期地震波の検出時に毎秒値を収録している．この毎秒値は事実上時間制隈なく長時問の収録が可能である．

③分値・時問値・日値のオペレータによる験測処理プログラムを開発し，観測データの地震等による跳び（オフセット）や無効値の指定と補正を行っている．

④観測データを用いた解析研究のためのデータベースの整備を行った．時間値・日値は磁気ディスク上に観測開始以来のデータが全て収録され，分値とトリガー秒値のデータは光ディスクに収録されている．データ験測時の験測内容はリレーショナル・データベースの形式の験測情報ファイノレに収録されている．

⑤データベース上の低速採取データをモニターする，汎用性の高いユーティリティを開発した．また験測データの解析に用いる様々のユーティリティ・プログラムの整備も行い，研究の効率化を可能にした．

本システムの概成により，今後の各低速採取観測項目の研究の一層の発展が期待される．

謝辞本システムの設計にあたって，従来の地殻傾斜データ処理システムを用いたデータ処理にあたっていた元当センター第2研究部の故立川真理子研究員に多くの助言を頂いた．ここに感謝し，冥福を祈りたい．当センター第2研究部の松村正三地震前兆解析研究室長には，地震前兆解析システム全体の設計の立場からいろいろと有益な助言を頂いた．同研究部の山水史生主任研究員にはButterworthフィノレターのプログラムを提供して頂いた．また，同研究部の関口渉次研究員には低速採取データのデータ整理に関して多くの協力を頂いた．さらに，実際のプログラム開発にあたっては，小西秀之・塩谷毅・文道久志・村嶋学の各氏をはじめとする多くのシステムエンジニア・プログラマの多大の協力を得た．ここに記して感謝する．

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（1987年11月24日

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原稿受理）