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令和４年度砂防学会研究発表会概要集
火山噴火後を想定した土石流氾濫計算オープンソースプログラムの公開（国研）土木研究所

清水武志

山崎祐介* 今森直紀

石田孝司

*現 日本工営株式会社

１．はじめに３．OSS とした目的

土木研究所における第 4 期中長期計画期間（2016 年度

3.1 オープン化の意義

から 2021 年度）の成果として，国土交通省のプログラム

最近は情報公開などの一環として行政が保有するデーを改良もしくは新規に開発した土石流のプログラムをそタ等のオープン化が進んでいる。2021 年に発生した熱海にれぞれ 2 冊の土木研究所資料としてオープンソースで公開

おける土砂災害では，静岡県が無人航空機で地形データをした。

取得後ただちにオープンデータとして公開したことは記

清水ほか（2022）は，土砂災害防止法における緊急調査憶に新しい。一方，オペレーティングシステム，統計解析（初動期）に国土交通省が使用するソフトウェア QUAD

環境，地理情報システム，データベースなどありとあらゆ（QUick Analysis system for Debris flow）に内蔵される氾濫る OSS が存在し，社会に浸透している。OSS は，論文を解析プログラムのソースコードを，共同著作権者の国土交読むようにソースコードを読め，構成法やアルゴリズム，通省と協議の上，QUAD 利用開始から約 10 年経過したこ書き方のノウハウ習得，比較検討，機能拡張などを自由にとを機に，情報公開するものである。一方，山崎ほか（2022）行うことができる。また，多くの方が活用する中で，不具は，山崎ほか（2021）等の研究で開発したプログラムを解合を修正でき，その OSS が改善される。さらに，既往研究説書とともに公開するものである。

を基に新しい研究が進展するように，新たに開発されたソ

本稿では，オープンソースソフトウェア（以下，OSS という）として公開する目的を述べる。

ースコードが公開・共有されれば，オープンな世界における技術やノウハウが発展的に蓄積され，優れたソースコードは社会基盤となっていくと考えられる。
3.2 ソースコードの共有により期待できる効果

２．プログラムの概要と特徴
清水ほか（2022）は，高橋ほか（1999）による土石流か砂防分野の対象現象は多様であり，流れの解析に限定しら掃流砂流に遷移する計算手法を２次元氾濫解析に適用ても，急勾配河川から緩勾配河川の土砂水理学，土石流，した研究（中川ほか，2002）を基に作成され，谷出口等の火山噴火における乾燥粒子流（火砕流）など様々である。

複数箇所にハイドログラフを与えて下流域の氾濫範囲をいずれも教科書や論文に付随するサンプルコードも見つ計算するプログラムである。上に示した開発目的や利用状からない。筆者の知る範囲では，国内外製の土石流の OSS

況を踏まえて，精度や汎用性よりも安定して計算できるこは乾燥粒子流を除きみられない。開発者の視点に立つと，とに重点を置き，並列計算により計算速度を向上させたプ

浅水流，混相流，移動境界などの理論だけでプログラムをログラムである。

完成させるのは難しく，様々なノウハウが必要である。そ一方，山崎ほか（2022）は，土石流の発生・非発生につのため，品質のよいプログラムを作るためには他者のソーいては降雨条件が重要な役割を果たすことを考慮して、分スコードにも学ぶのがよいと考える。また，プログラミン布型降雨を用いた降雨流出過程、斜面安定解析に基づく土グ言語の進化も著しい上，現代ではプログラムを多人数で石流の発生や流域内の流下過程、および土石流の氾濫過程作成し他者が読むことを前提に書くため，その時代の書きを一体として扱える研究用のプログラムである。降雨流出方のベストプラクティスがまとめられる場合もある。従っ

モデルと土石流流下モデルは同じ空間に設定され、土石流て，多様なソースコードを誰でも読める環境があれば，開氾濫モデルは別の空間に設定される。重なった空間におい発者の育成が促され，現代的なプログラミングのノウハウて、土石流の溢流量が自動的に氾濫解析の境界条件としても共有されると考える。

与えられる。他にも，微細砂の流体層への遷移，降灰を考

3.3 オープンソースとライセンス

慮して降雨流出解析時に斜面の浸透能を扱える。

著作権を放棄するパブリックドメインを除けば，オープ－ 281 －ンソースライセンスを付けたプログラムを OSS という。

イブラリとしての利用は難しいため，コンパイルしたイメ

オープンソースの定義は，オープンソース・イニシアティージ（実行ファイル）の単独利用を想定して，上述のライブが定める定義に従ったものであり，次の 10 の要件を満センスとした。

たすソフトウェアと言われる。1）自由な再頒布，2）ソー

利用制限は基本的に一切ない。著作権者や関係者は一切スコードを含む，3）派生物の自由な利用，4）作者のソーの責任を負わずサポートもしないが，断りなしに自由に利スコードと完全性，5）個人や集団に対する差別の禁止，6）

用し検証し改変できる。ただし，「BY」（表示）や「SA」

利用分野に対する差別の禁止，7）ライセンスの分配，8）（継承）の規定を守らなければならない。
「SA」の規定は，特定製品でのみ有効なライセンスの禁止，9）他のソフト改良・発展された成果をこの分野の技術発展や行政サービウェアを制限するライセンスの禁止，10）ライセンスは技スに活用できる可能性を考えたものである。改変や開発等術中立的でなければならない。

にあたっては，ライセンスの規定を参照されたい。

以上の定義は，GPL-3.0 ライセンスに代表される，派生物（二次著作物）に対しても同じライセンスを強制する「強い」ライセンスである。また，ソースコードを組み込むと４．まとめ
業務利用中あるいは研究開発中のソフトウェアを OSS全体に同じライセンスを適用しなければならない。これは， として公開することで，活用され，この分野の技術開発がオープンな世界はオープンなまま維持するコピーレフト進むことが期待している。の考えであるが，無関係の関連プログラムにもライセンスが継承されるライセンス汚染といわれる弊害を生じ，実社謝辞会では使いにくい側面がある。このため，制限を緩めたラ

清水ほか（2022）のプログラムの公開について，国土交イセンスが多数存在する。準コピーレフト型の LGPL-3.0

通省砂防計画課の関係者の皆様にご相談させていただきは動的ライブラリとして利用する際はライセンス継承がました。また，両土木研究所資料について京都大学水山高不要である。非コピーレフト型の MIT や BSD ライセンス

久名誉教授にご助言いただきました。記して感謝申し上げ

は，商用利用可能で派生物のソースコードの公開を著作権ます。

者が決められるなど，ビジネス等でも使いやすいと言われている。ここにあげた名称は代表的なもので，単純に類型引用文献化して概念を示したが，類似ライセンスは多数存在する。

中川一・高橋保・里深好文・川池健司（2002）：砂防施設の実際にはフリーソフトウェアと OSS の違い，ライセンス効果の評価に関する研究，水工学論文集，Vol. 46，pp.665‒

間の細かい相違等がある。ライセンスは知的財産に関する670．
清水武志，髙橋佑弥，藤村直樹，石井靖雄（2022）：土石流・法律事項であることに留意されたい。
3.4 公開プログラムの著作権者とライセンス，利用制限
清水ほか（2022）のプログラム著作権者は国土交通省と土木研究所，山崎ほか（2022）は土木研究所である。ライ

掃流状集合流動・掃流砂流の氾濫に関する並列計算オー
プンソースプログラムの開発，土木研究所資料第 4415号，pp.134+134

センスは，ともにクリエイティブコモン（CC） 表示－継高橋保・中川一・里深好文・鈴木信昭（1999）：豪雨時にお承 4.0（国際）（CC BY-SA (4.0)）である。
「BY」は利用者ける水系一貫の土砂流出予測に関する研究，河川技術にに著者の明示を，「SA」は派生物も同じライセンスを付し関する論文集，Vol. 5，pp.177‒182て頒布することを，国際は日本以外にも適用することを規山崎祐介，清水武志，石井靖雄（2021）：降雨浸透・流出過定する。
「CC」は文書に適したライセンスで，行政機関等程および土石流発生・流下・氾濫過程の一体型の数値解の文書やデータには「CC BY」ライセンスの例が多いが，析法，2021 年度砂防学会研究発表会概要集，p.33-34

プログラムに適さないと言われる。CC BY-SA 4.0 は GPL-山崎祐介，清水武志，石井靖雄，石田孝司（2022）：降雨流

3.0 一方向互換の強い制限を持つコピーレフトなオープン

出解析と連動した土石流の流出・氾濫解析法，土木研究ソースライセンスである。公開するプログラムは共に，ラ所資料第 4419 号，pp.52+18+140－ 282 －