[解説]：スマート水産業を推進するためのデータ管理と利用
Data management and usage to promote the smart fisheries
鳴海 吉洋 1)

斎藤克弥 1)

Yoshihiro Narumi

Katsuya Saito1) システム企画部

要旨：
水産業の成長産業化には水産業のスマート化が必要不可欠である。スマート水産業の推進は情報のデジタル化からスマート CTD などの測器の導入まで多岐に亘るが、本稿ではその基本となるネットワーク技術や応用に関係する基本となる技術について水産視点から説明する。その一つが GIS である。JAFIC では GIS の水産分野での利用を推進しており、研修なども実施している。また、データ連携について説明する。スマート水産業の基本概念はデータ連携である。データ連携のベースとなる技術がクラウドや Web API である。これらの基本的な概念についてわかりやすく説明する。

キーワード：解説、スマート水産業、Web API、GIS、スマートブイネットワーク

1. はじめに

2. スマート水産業

養殖業を含む日本の年間漁業生産量は、１千万トス マ ー ト 水 産 業 と は 、 ICT （ Information andンを超えていた 1980 年代から漸減傾向で推移してCommunication Technology）を活用して漁業活動やおり 1)、近年もサンマやスルメイカの不漁などが問漁場環境の情報を収集し、適切な資源評価・管理を題となっている２)。一方、世界的な動向として SDGs

促進するとともに、生産活動の省力化や操業の効率（Sustainable Development Goals）やカーボンニュ化や漁獲物の高付加価値化により、生産性を向上さートラルへの対応などが求められており、従来の水せる新しい水産業の形である 3)。

産業の在り方を抜本的に見直す必要に迫られている。

その範囲は、水揚げデータや操業データのデジタ

このような内外の状況に対処するため、2020 年 12ル化から ICT を活用した海洋環境データの収集ま月に改正漁業法が施行された。改正漁業法の施策はで多岐に亘り、図１に示すような、「海と水産業の見多岐に亘っているが、その一つが水産業の成長産業える化」を目指すものである。そのうえで、重要な化である。

概念が「データ連携基盤」である。スマート化で先水産業の成長産業化には各部分での漁業のスマー行する農業と同様に、水産でも各種の情報サービスト化が必要不可欠であり、様々な取り組みが進めらやデータの互換性が低い、データが散在しているとれている。スマート化とは、情報システムや各種装いった理由でデータを活用しきれていない状況があ置に高度な情報処理能力あるいは管理・制御能力をる。データ連携基盤は、それらのデータを簡単に連持たせることであり、ここでは、スマート化におけ携し、データを十分に利活用できる環境作りを目指る基本となるデータ管理や利活用について説明する。

すものである。データ連携には、まずデータ利用のルール作りが重要であるが、それについては、水産庁からのガイドラインが先般作成された。一方、技術的な視点では、新しい基本となる技術が多数ある

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図１ スマート水産業概念図

図２ スマートブイネットワークの概念図ことから、それらを積極的に取り入れることが必要

３. データ収集と管理不可欠となっている。クラウドコンピューティング
や API（Application Programming Interface）はその水産業においては、水温・流れ等の海洋環境や、代表的なものであり、近年急激に利用が進みつつあ水揚物の生物種や水揚量に関する各種情報が現場でる GIS（Geographical Information System）もその収集されている。これらのデータは、各事業目的で技術である。

収集されているものが主であり、その利用範囲が限JAFIC Technical Review No.2

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られている。例えば、ブイ等の直接観測による環境者は、スマートブイネットワーク用に送信データを情報については、その取得者自身によって、養殖業・整備する必要なく、現行のフォーマットのままでス

定置網漁業等の事業目的でデータが管理されている。

マートブイネットワークに参加できる。さらに、ブそのため、広く多くの事業者に対してデータの共有

イマスタに履歴機能を持たせており、ブイの観測項がなされていないのが現状である。具体的には、メ目や位置が変わった場合は、ブイマスタを新たに整ーカーごとにファイル形式・書式・送信方法等が異備する必要がなく、内容を変更するだけでそのままなっており、一元的なデータ収集を行うためには、運用することが可能になっている。例えば、あるブデータ変換を実装する必要がある。また、共通したイに水温のセンサーを追加した場合は、ブイマスタ保存方法やデータ形式も存在しないことから、デーには、そのブイのマスタ項目に、センサーの設置深タ連携の仕組みを横展開しにくい状況にある。洋上

度と水温の観測項目を追加するだけで、運用をするにおける漁船等による水温データや、スマート ICTことができる。このことにより、過去の観測データ機器の一つであるスマート CTD 4) （Conductivityをデータ利用者が取得する際に、その時点のマスタTemperature Depth）のような測器により収集されデータを参照して観測データとともに取得できる。

た環境データについても同様であり、これらの環境マスタデータとトランザクションデータの確実な対データから、資源評価・管理を促進する取り組みが応は必要であるが、スマートブイネットワークのそ有効利用されているとは言い難い。このような、形の対応が簡単にできるようになっており、運用管理式の異なるデータを収集し、共通の形式で配信するがしやすい仕組みとなっている。

仕組みが一般社団法人漁業情報サービスセンター

このように、データ提供を簡単にできる仕組みが、（JAFIC）で運用をしているスマートブイネットワ

スマート水産業の要になると考えている。データ提ーク（図２）である。

供者の参加が増えることにより、多くのデータの収

スマートブイネットワークでは、各ブイのデータ集が可能となり、収集したデータをより多くの人にを、電子メール用いてクラウド上にあるサーバーに利用してもらう仕組みを作ることにより、データ利送信する。送信先のアドレスは、都道府県ごとのメ活用への促進を図ることができる。

ールアドレスになっている。各ブイの送信データは４. 収集データの活用法フォーマットが異なっている。電子メールの差出人アドレスと、都道府県ごとの送信先アドレスおよび収集しているデータを、多くの人に利用してもら件名の３つでフィルターをかけ、それぞれの方法でうには、データを効率よく配信する仕組みが必要とデータベースの形に合わせてデータ変換を行っていなってくる。例えば、インターネット上のデータをる。このデータ変換を行うために必要なものがブイ配信する仕組みの中に、Web API（Web Applicationマスタである。

Interface）がある。旧来の API を使用しない方法でデータベースで管理するデータは、更新頻度が少は、データのあるファイルを一旦保存し、保存したないマスタデータと随時更新されるトランザクショファイルをアプリケーションから参照した上で表示ンデータに大きく分けることができる。スマートブ

または分析する方法が多かった。API では、アプリ

イネットワークでは、マスタデータに当たるものがケーションから必要なデータを直接参照できるため、ブイの位置や観測項目などであり、トランザクショファイルを端末に保存する必要がない。特に Webンデータに当たるものが電子メールで送信されるブ

API はインターネットを通して配信を行うため、イイの観測データである。ブイマスタを設けることで、ンターネットに接続可能な端末であれば、データをトランザクションデータ側に、ブイの観測位置や観アプリケーションから直接参照することができる。

測項目を持つ必要がない。したがって、データ提供

Web API には複数の規格があるものの、最近ではJAFIC Technical Review No.2

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URL:https://xxx/api/sfo/buoy/recieved/list?id=ooooo&term=4&day=3&start=2021-11-10T00:00:00Z① 取得するブイのデータの対象

①

②

③

④

② 取得する観測結果の時間：＋4 時間前③ 取得する観測結果の日数：＋3 日前④ 取得開始年月日および時：2011/11/10 0 時
データ：ブイ ID が oooooのデータを 2011/11/10 0 時からさかのぼって、3 日と 4 時間前分、取得

図３ Web API である REST API の作成例
REST API（ Representational State Transfer

情報を管理するようにした形式を GeoJSON と呼Application Interface）と呼ばれるシンプルな設計原んでいる。図４にスマートブイネットワークにおい則に則った軽量な API の仕様が多く使用されており、て GeoJSON を利用した Web アプリケーションのスマートブイネットワークでも採用している。

マップ作成例を示す。Web API では、GeoJSON 形

スマートブイネットワークでは図３に示すような、式でデータを取得できるものを用意し、日時を指定REST API を作成している。この API を用いてデーするクエリパラメータで、指定した日時直近の観測タを取得する方法を示す。URL の「?」の前にあるデータを参照することができるようになっている。

文字列、「https://xxx/api/sfo/buoy/recieved/list」にGeoJSON 形式のデータから、ブイの位置を取得しあたるものが、パスパラメータと呼ばれるものであマップ上で表示している。さらに、ブイのアイコン

り、「あるブイのデータを選んで観測データを一覧でにマウスポインターをかざすと観測データが表示さ返す」といった意味の宛先である。「?」の後につけれるようになっている。

るものをクエリパラメータといい、この宛先で得らスマートブイネットワークで受信したデータは直れるデータの条件を示すものである。任意のクエリ

ちにデータベースに保存されるとともにデータの配パラメータを設定して、利用者がその設定した条件信がなされる。したがって、リアルタイムかつ、に従ってデータを返すことができる。条件は、「＆」の文字で区切られており、条件であるパラメータは「id=」などの式で条件を設定する。図３の例では、①「id=」：対象のブイ、②「term=」：時間、③「day=」：日にち、④「start=」：スタートの日時の条件を指定できる。パラメータを指定した URL に接続すると、CSV 形式のデータが得られるようになっている。また、ク エリ パラ メー タに フォ ーマ ットを JSON（JavaScript Object Notation）に指定すると、JSON形式でデータを取得できるようになって いる。
JSON 形式のデータはブラウザで扱いやすいので、任意の Web ページ（Web アプリケーション）においてデータを直接取得するようにして、データを一

図４ GeoJSON のデータを利用した Web アプリケ

覧表示する、または、グラフ表示する等が可能となーションのマップ作成例っている。

ン）にカーソルをかざすことで、最新の観測データをこの JSON 形式のデータに、位置や標高など地理JAFIC Technical Review No.2

マップ上のブイ（アイコ閲覧できる
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広範囲なデータを利用者が取得し、簡単に閲覧することができる仕組みになっている。

５. JAFIC でのデータ活用法
漁業情報サービスセンター（JAFIC）では、衛星データを各機関からダウンロードし、日々の業務で活用している。衛星データのデータ形式は、HDF やNetCDF 形式のファイルであり、これらのデータ形式は海洋学や気象学などの分野で利用がなされている。HDF や NetCDF 形式には GIS で表示するために不要な情報も含まれているため、ファイル形式を
図５ ひまわり 8 号で観測された海面水温データ 1

より GIS で扱いやすいデータに変換して利用をして時間おきの衛星データ（GeoTIFF 形式）を、24 枚 1いる。このデータ形式が GeoTIFF であり、TIFF日分画像を重ねて表示した 観測日は 2020 年 10 月（Tagged Image File Format）の形式の画像に地理15 日。青色の部分は、雲の影響で観測ができなかっ情報が埋め込まれたファイルである 5)。GeoTIFF はた海域である マウスカーソル位置（赤枠）の水温を等間隔の格子データである。地理情報として四隅の左下で一覧表示している

緯度経度と格子のサイズを埋め込むことで、GIS が橙色の矢印および線は、宗谷暖流および道東沖の暖水塊をそれぞれ示す

簡単に読み込むことができるようになっている。

青色の線は親潮の張り出しの様子を示す

図 5 に、GIS を用いて GeoTIFF 形式のファイルを表示した例を示す。1 時間おきの水温データを 24 時間分、単純に重ねて表示している。データを重ねることにより、雲による欠損データが、すべてではないものの狭めることができ、道東沖の暖水塊や、宗谷暖流、親潮の張り出しの様子が見て取れるようになっている。また、GeoTIFF ファイルは、画像ファイルであるが、観測データそのものを管理可能なファイルである。GIS の機能を用いて、1℃刻みで、高温の値は暖色系、低温の値は寒色系になるように色のスタイルを設定して表示している。さ らに、

図６

GeoTIFF 形式のファイルは、水温の分布を見るだけ疑似的に作成したテストデータを用いた漁獲量重みづけしたカーネル密度分布および漁獲量のラでなく、GIS のプラグインを用いて観測データそのベル表示 GEBCO 2021 から求めた等深線を 500mものの値を見ることができる。図 5 では 24 時間分ごとに引いているのデータを読み込んでいるので、マウスカーソル位置の水温を１時間おきに１日分、時系列で簡単に読プルである。漁獲量で重みづけをしたカーネル密度み取ることができる。

分布を表示している。漁獲量のラベル表示で値はわ

JAFIC では衛星データ以外にも、漁場データをデかるものの、どの海域で多く漁獲されたかを空間的ータベースで管理し、Web API を用いて社内に共有に把握することが難しい。カーネル密度分布で色付する試みを行っている。図６は疑似的に作成した漁けをすることで、赤色の部分は漁獲量が多い海域で、獲位置と漁獲量データを GIS でマップ表示したサンJAFIC Technical Review No.2

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緑や青色の部分は少ないなどを、簡単に把握するこのライブラリは Python で提供されている。Pythonとができる。また、社内にデータを配信しているのは、地理情報だけでなく、データベースを含む各種で、複数の人が同時に同じデータを取得し、GIS かデータの読み込みや、統計演算、データ描画を含めらデータを読み解くことができる。例えば、特定の豊富なライブラリがある。これらのライブラリを組海域の特定の魚種の担当者が、当該海域の漁場の情み合わせて、簡単に実装の幅を広げ、必要な機能を報を詳しく見る場合はその部分に寄って（注１）表示し、開発することができる。例えば、データベースに保海底地形や海面水温との関連を一目で確認できる一存した操業位置とその漁獲量データを読み込んで月方、日本近海の漁場図作成担当者が全体的な漁場の別のデータや統計量を求めて、グラフや地図上に色（注２）

特徴分布を知りたい場合は地図を引いて見るな分けして表示するようなことも可能である。

ど、同時に自由な視点でデータを地図上から見るこ

JAFIC では、海底地形データや陸域のマスクなど、とができる。図６は、疑似的なデータではあるものマスタとなる静的データを整備するとともに、クラの、「大和海盆に漁場が形成され、2 か所に漁場のモウド上から配信し、GIS の追加機能（プラグイン）ードが分かれる」など、海況担当者、魚種担当者、を用いてデータを表示できる仕組みを開発している。

それぞれの観点でデータを見ることができ、議論のこのプラグインには、マスタデータだけでなく、最幅を広げることができる。

新の衛星データや海洋モデルのようなトランザクシ（注 1）寄る：地図のある部分を拡大して見ること。

ョンデータについて、GIS から簡単に取得できる仕縮尺が小さくなる。

組みを実装する予定である。
さらに、利用者自身が管理している MS-Excel や（注 2）引く：地図のある部分よりも広い範囲を見ること。縮尺が大きくなる。

CSV などのテキストファイル等、従来のデータ管理方法で取り扱っているデータを、データベースやクまた、図６で使用している海底地形のデータはGEBCO(GeneralBathymetricChartof

ラウドを用いて管理できるようにするとともに、

theWeb API を用いたデータ共有の仕組みが構築できOceans)2021 6)が作成した緯度・経度 15 秒間隔のデるよう、各種事業を通じて技術支援を行いたいと考ータである。このデータは、GeoTIFF 形式の画像デえている。

ータ（ラスタデータという）であるため、線または点のデータ（ベクトルデータという）になっていな

６. GIS の利用

い。等深線は、本来曲線のデータであるが、GIS でGIS は緯度・経度などの位置に関する情報を持っ扱うベクトルデータ、複数の短い直線をつなげたもたデータを可視化、分析、管理する技術である。都のとなっている。このデータを作成するためには、市計画や災害対応での活用など、陸域では GIS の利それぞれの直線の頂点について、その緯度・経度を活用事例が多数あるが、海の GIS に関しては発展途求める必要がある。OSGeo 財団（The Open Source

上といえる。これは海のデータの多くが鉛直方向のGeospatial Foundation）7) は、GIS で利用するため情報を持っていることや、海面水温から深層循環まのデータを扱うために、オープンソースの地理情報で事象の時空間変動が複雑であること、現場データライブラリを提供している。OSGeo 財団のライブラを容易に得られないことなどが理由として考えられ

リを用いて、ラスタデータから等値線のベクトルデる 8)。しかし、衛星画像や海洋数値モデルのデータータを簡単に求めることができる。さらに、10 ㎞以などの画像データ（ラスタデータ）と漁場データ、内の狭い範囲の等深線を省く処理を行い、データ量調査船による調査データなどの属性を持つポイントを軽減させ読み込みを速くさせるともに、地図上でデータ（ベクトルデータ）を複合的に扱う場合には見やすくなるようにデータを加工している。これら

強力なソフトであり、その応用範囲は漁場探索のみ
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ならず資源評価や保護区の策定などに利用できる 9)。

JAFIC では図１に示した例のような GIS の利用促

GIS というと、高機能な有料ソフトウェアが一般進を目指し、特に海洋での利用を想定したプラグイ的であったが、近年は無料ながら有料ソフトと遜色ンの開発や、水産試験研究機関向けの GIS データ配ない性能を持つ GIS ソフトが入手可能となっている。

信システムの構築、更には研修会などを開催していその一つが、OSGeo 財団が開発を行っている QGISる。研修会は JAFIC の新しい取り組みとして、参加である 10)。QGIS はオープンソースソフトウエアで、しやすいように 2021 年の 8 月に 3 回、12 月に 1 回自由に改良や再配布が可能となっている。QGIS はの合計 4 回開催した。研修内容はすべて同一で、基本機能だけで高度な空間データの操作が可能であQGIS 導入および水産での利用の概要を説明する初るが、さまざまなプラグインが世界の研究者や技術級者向けの研修とした。また実用的で分かりやすい者により公開されており、これを組み合わせることサンプルデータと操作資料を作成して実施した。最で更に使いやすく高度な処理をすることが可能とな

終的に合計約 150 名の各県水産試験研究機関関係者る。図７は、漁場のテストデータを疑似的に作成しが参加、アンケートを実施したところ概ね好評であGIS マップを作成した例である。この図では、Openった。寄せられた要望としては、定期的な初級編のStreet Map（© OpenStreetMap contributors） 11)の開催要望や、Python などの GIS 以外の研修の開催

マップデータ（本稿の図４、図５、および図６にお要望、中級編の開催などが挙げられた。JAFIC ではいてもマップデータで使用）と API によるデータ連

今後も研修会を継続する予定としている。

携を行っている。マップデータの上に、JAXA より
入 手 し た７.おわりにGCOM-C/SGLI （ Global Change

Observation Mission / Second generation GLobal

日本の水産業の成長産業化において、データをフImager）の衛星データを重ね、さらに疑似的に作成ル活用した新しい水産業には、スマート技術が必須した漁場テストデータを重ね合わせている。テストである。本稿では、スマート水産業の基本となる技

データは MS-Excel で作られたもので、プラグイン術のうち、主にデータ連携や GIS について水産関係により直接 QGIS で読み込んでいる。MS-Excel フ

者でも理解しやすいように説明した。

ァイルは緯度・経度の列があり、その他に漁獲量のなお、本稿の内容の一部には水産庁委託「令和３イワシ、サバ、アジの列がある。それぞれの魚種の年度スマート水産業推進事業のうちスマート水産業漁獲量の割合を求め、円グラフにして地図上に示し推進基盤構築委託事業」の成果を引用している。ている。

参考文献
1) 水 産 庁 : 数 字 で 理 解 す る 水 産 業 , 2022/6/8.
https://www.jfa.maff.go.jp/j/kikaku/wpaper/R
1/01hakusyo_info/index.html
2) 一般社団法人漁業情報サービスセンター: 2021
年のわが国周辺の漁海況の特徴について,2022/6/8.
https://www.jafic.or.jp/notice2/2021gyokyou.pdf
3) 水 産 庁 : ス マ ー ト 水 産 業 の 推 進 に つ い て ,図 7 QGIS による作図例。地図上に円グラフなどを2022/6/8.

描画して要素別の割合を理解することができる
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https://www.jfa.maff.go.jp/j/sigen/study/smar
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tkenkyu.html
4) JFE アドバンテック株式会社：スマート CTD

地形データ、航空・衛星写真などの空間情報と、

smart-ACT, 2022/6/8.

地理的な位置に関連する様々なデータを統合

https://www.jfe-的に扱うことができる情報システム。
advantech.co.jp/products/ocean-smartact.html

イル形式。米国立スーパーコンピュータ応用研

GeoTIFF, 2022/6/8.

究所で開発された。多様なコンピュータ環境でhttps://www.restec.or.jp/glossary/geotiff.html

階層的なデータを取り扱うことができる自己

6) GEBCO: The General Bathymetric Chart of theOceans, 2022/6/8.

記述型のファイル形式。


https://www.gebco.net/

7) OSGeo: The Open Source Geospatial Foundation,

用いられるプログラミング言語の一つ。Web ペ8) 斎藤克弥：衛星リモートセンシングによる漁業の高度化と海の G 空間ージに動きを加えることができる。
10-15 月間測量, 2014.

9) Laurs, R.M. and J. J. Polovina: Satellite remotesensing:

animportanttoolin

JSON：JavaScript Object Notation。JavaScriptにおけるオブジェクトの表記法を応用したテfisheries

キスト（文字）ベースのデータ形式。多数の要

oceanography. Fisheries Oceanography, Paul J.

素が複雑な構造で組み合わせられたデータをHarrison and Timothy R.

簡潔な表記で書き表すことができる。JavaScript

Parsons,eds.,

Blackwell Science, 146-160、2002.

プログラム上ではコードとして実行するだけ

10) QGIS: フリーでオープンソースの地理情報シで読み込みが完了する。
ステム, 2022/6/8. https://qgis.org/ja/site/11) OpenStreetMap：openstreetmap.org, 2022/6/8.

NetCDF：米国・大気研究大学共同体（UCAR）の Unidata Program Center が 開 発 し た

https://www.openstreetmap.org/

NetCDF（Network Common Data Form）と呼ばれる形式で保存したデータ。

用語解説

JavaScript：主に Web ページに組み込まれたプ
ログラムを Web ブラウザ上で実行するために

2022/6/8. https://www.osgeo.org/



HDF：Hierarchical Data Format。大量のデータを格納および整理するために設計されたファ

5) 一般財団法人リモートセンシング技術センター:

GIS：Geographical Information System。地図や

REST API (RESTful API)：Web システムを外API：Application Programing Interface。あるコ部から利用するためのプログラムの呼び出し

ンピュータプログラム（ソフトウェア）の機能

規 約 （ API ） の 種 類 の 一 つ で 、「 RESTや管理するデータなどを、外部の他のプログラ（Representational State Transfer Application

ムから呼び出して利用するための手順やデーInterface）」（レスト）と呼ばれる設計原則に従タ形式などを定めた規約のこと。って策定されたもの。
GeoJSON：JavaScript Object Notation (JSON)Web API: Web Application Programmingを基とした、GIS データを記述するためのフォInterface。コンピュータプログラムの提供するーマット。

機能を外部の別のプログラムから呼び出してGeoTIFF：地理情報や地図に関する情報もタグ利用するための手順・規約（API）の類型の一として格納できる TIFF（Tagged Image File

つで、HTTP など Web の技術を用いて構築さFormat）の改良型データフォーマット。リモーれたもの。

トセンシングをはじめ、GIS、地図学、測量など(2022 年 6 月 24 日受理、Ser. No. 10)の分野で広く利用されている。
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