資料５

気象 と GIS ？

2019 年 01 月 30 日
ESRIジャパン株式会社
片谷 信治
櫻井 洋祐

GISとは2

Copyright(C) Esri Japan Corporation All Rights Reserved1Geographic Information System
地理情報システム

現実世界

テーブル
属

位置・形状
位置・形状

データをモデル化

主題毎に分類

住所

○山 □夫

☆町1丁目

△川 ×郎

☆町2丁目

・・

道路名

道路種別

・

住民

位置・形状

道路

国道X号

国道

○△街道

県道

・・

構造

階数

・

建物

性

氏名

位置・形状

木造・・

・・

2

鉄骨造

3

・・・

分析

・・

GIS データ

3

ArcGIS で実現できること
空間解析

可視化
２D マップ
可視解析

データ管理

候補地の選定3D マップ

空間的傾向の把握

ジオデータベース
データモデル

経年変化による差分の抽出

画像解析

データ共有

4

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ArcGIS で実現できること
リアルタイムデータの収集や可視化、分析センサーデータストリームデータ可視化や分析現地調査とデータの共有

ドローン撮影データの共有

データ収集

調査票作成と情報入力

モニタリング

データ共有

5

ArcGIS の主な製品構成
パブリック クラウド

ArcGIS APIfor JavaScript

オンプレミス 環境
6

Copyright(C) Esri Japan Corporation All Rights Reserved3気象 と GIS ? なぜ

7例）等雨量線図（2006年7月18日の日雨量）

気象 と GIS⚫ きっかけ：⚫ 2010年の6月ごろ

例）過去の台風経路検索アプリ⚫ 米国ではArcGISで気象データを使った事例が多数存在⚫ 国内では限られた事例しかない⚫ 営業担当者から相談！
⚫ 解析雨量など気象庁から提供されているデータはGRIB2形式（ArcGIS 10.0 で対応フォーマットに入っている）⚫ 国内でも米国のように気象データをGISデータとして扱うようにできないだろうか？

⇒ まずは 解析雨量 を何とかしてみよう
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2010年当時の解析雨量に関する情報⚫ 仕様書⚫ 配信資料に関する技術資料（第193号）を入手（当時はWeb公開なし）⚫ データ⚫ 気象業務支援センターからDVDを購入⚫ 可視化やデコードプログラム⚫ ソフト：データのDVDに入っているソフトを利用するよう記載⚫ プログラム：DVDに入っているサンプルコードをコンパイルするよう記載⚫ Web上で参考になる情報がほぼない⚫ 唯一？：レーダー・アメダス解析雨量の利用例～ 利用初心者の経験として ～http://sumisumi.cocolog-nifty.com/sumisumi/files/Rader-AME.pdf
9

2010年当時に調べてわかったこと（解析雨量）
GDALとGRIBGDALライブラリ
・GRIBはNCEPのg2clibをもとに組み込み

ArcGIS 10

ラスターのライブラ
リにGDALを採用
ArcGIS 9.3
ArcGIS 9.2⚫ わかったことGRIBデータ(GRIB/GRIB2)の読み込み対応

netCDFデータのサポートを追加⚫ WMO の GRIB2という形式⚫ ArcGISでラスターのライブラリで採用しているGDALでは読み込めない（沿岸波浪数値予報モデルは読み込めた）⚫ 解析雨量の第5節のデータ部はランレングス圧縮されている⚫ データはレベル値、mm単位にするにはデータ代表値も必要
10

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気象データ変換ツール～ 国内でのGRIB2形式への対応 ～11

開発コンセプト⚫ 気象庁さまが提供するGPV(GRIB2)形式のオフラインデータをArcGIS で利用しやすい形式へ変換⚫ ArcGIS ユーザーであれば特別な知識を必要としない操作を実現⚫ 複数データでの繰り返し処理(バッチ処理)が可能⚫ GIS の解析に使えるように出力はレベル値ではなくmm単位に⚫ 気象庁さまのヒアリング結果から、解析雨量、レーダー、降水短時間予報のツールを優先して開発し、2011年6月に最初にリリース。9月にGSM(日本域)客観解析にも対応。

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気象データ変換ツールの進化
気象データ変換ツール：
https://www.esrij.com/industries/applications/20017/

ArcGIS 10.6/10.6.1

ArcGIS 10.3/10.3.1

2019.1[観測・解析]• 解析雨量GPV• 1kmメッシュ(GRIB2形式)• 2.5kmメッシュ(RAP形式)• 5kmメッシュ(RAP形式)• 1kmメッシュ降水短時間予報GPV / 降水15時間予報• 5分毎(10分毎)1kmメッシュ全国合成レーダーエコー
強度GPV• GSM(日本域)客観解析• メソ客観解析• 全国降水ナウキャストGPV(10分毎)• 降水ナウキャスト(5分)[防災情報]• 土壌雨量指数（土壌雨量指数予測値）• 土砂災害警戒判定メッシュ情報

ArcGIS 10

2011.6 - 9[観測・解析]• 解析雨量GPV 1kmメッシュ• 1kmメッシュ降水短時間予報GPV• 1kmメッシュ全国合成レーダーエコー強度GPV• GSM(日本域)客観解析• 全国降水ナウキャストGPV(10分毎)
13

気象データ変換ツール 最近のダウンロード数
気象データ変換ツールのダウンロード数
600

500

400

ArcGIS 10.6/10.6.1
対応版
ArcGIS 10.5/10.5.1
対応版
ArcGIS 10.4/10.4.1対応版
ArcGIS 10.3/10.3.1
対応版

300

2001000
2015年

2016年

リリース日

2017年

2015年

2018年

2016年

2017年

2018年

ArcGIS 10.3/10.3.1 対応版

2015/05/26

11920089

ArcGIS 10.4/10.4.1 対応版

2016/11/13

ー3216480

ArcGIS 10.5/10.5.1 対応版

2017/07/28

ーー121219

ArcGIS 10.6/10.6.1 対応版

2018/07/06

ーーー

169

14

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7100

気象オンラインサービス

15

開発コンセプト⚫ 気象庁さまが提供するGPV(GRIB2)形式のオンラインデータをArcGIS Online で活用できるようWeb サービスとして提供⚫ GPV(GRIB2)形式の変換は、今後のサービス種類の増強にも対応可能なように気象データ変換ツールを拡張⚫ 同様の仕組みはArcGIS Enterprise でオンプレミス環境にも構築可能
気象オンラインサービス：
https://www.esrij.com/products/data-content-onlinesuite-weather/[観測・解析]• 降水ナウキャスト(5分)[防災情報]• 土砂災害警戒判定メッシュ情報

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8

利用開始

気象オンラインサービス：
https://www.esrij.com/products/data-content-onlinesuite-weather/⚫ ご利用開始は3ステップ⚫ お客さまの ArcGIS Online 組織サイトにグループ作成⚫ ESRIジャパン（onlinesuite_esrij）ユーザーをグループへ招待⚫ 気象オンラインサービス申し込み

気象予警報のXML活用（サンプル）18

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9気象情報と地理空間情報の組合せ✓ 対象エリア内の行政区や施設の抽出✓ 警報の通知、避難指示⚫

⚫

リアルタイムの気象情報と自社データとの組み合わせにより関心地域の状況把握が可能
迅速な意思決定には、対象エリアや地物の空間的な抽出が有効

19

気象防災情報XMLと気象予報区データの活用
Web GIS での各種気象データの可視化

気象庁防災情報XML（台風、予報区別警報など）

ArcGIS Online /ArcGIS Enterprise

データ変換と配信※クラウド環境に構築••••

気象データの定期取得
気象防災情報XML⇒ GISデータへ自動変換
WebGISへ配信••

ハザード情報、行政情報等の格納
Webアプリケーションの作成
認証基盤

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10

•
•
•

監視（PC、タブレット）
危険箇所などのCSV出力
気象災害の事前対策の検討

Web GIS アプリケーション例

デモ

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ひまわりのGIS分野での利用例（サンプル）22

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11

GISでの「ひまわり」データの可視化と利用【出典】平成30年度気象ビジネス推進コンソーシアムセミナー in 大阪
https://www.wxbc.jp/wpcontent/uploads/2018/12/seminar_181203_02.pdf

23

ひまわりプロダクトの可視化・表現⚫ NetCDF、GRIB2等データの対応⚫ マルチバンド、U-V成分等の物理量データを用いた可視化や地図表現

林野火災（JAXA）

海水温

日本近海海流予報

24

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12

ナチュラルカラー画像

ひまわりプロダクトの考察
ArcGIS で可視化を試行したプロダクト
プロダクト

取得元

形式

ひまわり８号

気象衛星センター

NetCDF

読込可否〇

備考
バンド毎にNetCDF提供 *1

ひまわり９号

気象衛星センター

NetCDF〇

バンド毎にNetCDF提供 *1

ひまわりによる海面水温格子点資料

気象業務支援センター

GRIB2〇

単純圧縮 *2

日本近海海流予報格子点資料

気象業務支援センター

GRIB2〇

単純圧縮 *2海水温・海流予報(北太平洋)

気象業務支援センター

GRIB2

〇

単純圧縮 *2

林野火災

JAXA

CSV

〇

緯経度情報を持つCSV形式
で提供*1：ひまわり画像は16個のバンド毎にNetCDFファイルが提供される•

マルチバンド画像データとして利用するには画像データのスタック処理の前処理が必要*2：単純圧縮のGRIB2はそのまま読み込みが可能
25

ひまわりデータをGISで利用するメリット
物理量を用いたバンド演算・閾値処理

ジオプロセシング（GIS的な空間演算）

活用例⚫ 台風の進路予測⚫ 日射量の推定⚫ 火山・林野火災監視26

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13ハザード＆リスクデータとの重ね合わせ例
3D表示

ひまわり画像（ナチュラルカラー）
被害想定情報自社/顧客データ

27

ArcGIS で 気象庁GRIB2を使えるか？見分けるコツ

Tips⚫ 気象庁さまのページからダウンロードできる技術資料を確認
読み込み不可

読み込み可

形式

GRIB2

GRIB2

圧縮

ランレングス圧縮

単純圧縮＊1：2019年1月現在の状況です。
＊2：最新の WGRIB2 では ランレングス圧縮のデコードが含まれており、NetCDFへの変換が可能なようです。
（解析雨量のサンプルで試しました）28

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14

さまざまな事例のご紹介
～国内～

29

JAXA衛星利用運用センター

衛星画像データと気象情報等との重ね合わせによる状況把握

だいち防災WEBポータル
衛星による災害観測データの情報提供プ
ラットフォーム⚫ 気象を含む様々な情報を重ね合わせて、ユーザーの防災対応に資する情報を提供⚫

課題
風水害における被災地撮影の確度向上。

導入効果
ArcGIS Online気象オンラインサービスで提供される降水ナウキャストと土砂災害警戒判定
メッシュを利用
リアルタイム気象情報と他災害情報と組み合わせた用いた緊急撮影地域選定の判断が可能に
https://www.esrij.com/industries/case-studies/105174/
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だいち防災WEBポータル－構成図
だいち防災WEBポータル

被害推定システム消防研究センター
広域版地震被害想定システム✓ 推定震度分布✓ 建物被害推定情報

ArcGIS Online（クラウドサービス）
プロダクト提供用アプリ• 防災ユーザ向け

光学衛星画像・ハザード情報

光学衛星画像

気象情報（ArcGIS Online）

ALOS-2
緊急観測✓ 平時/緊急の光学衛星画像✓ 降水ナウキャスト✓ 土砂災害警戒判定
メッシュ

政府・防災機関• JAXA管理用

Web/APサーバ
ALOS-2画像

ArcGIS Enterprise✓ 観測画像✓ 災害速報図✓ 重要施設・インフ
ラ等地図情報DB

ALOS-2地上システム
COSMO-SkyMed
緊急観測

災害対策WG
••
•
•
•

地震WG
火山WG
土砂WG
水害WG
大規模災害衛星画像解
析チーム

連携先機関

CSK画像

イタリア宇宙機関

協定自治体• クイックルック• 情報共有ツール✓ 外部情報の統合✓ アプリ作成✓ アカウント管理

衛星観測画像

JAXA

防災ユーザ

被害域抽出プログラム• 九州大学• 他

31

台風時の等圧線の３D表現⚫ ArcGIS ブログ：
https://blog.esrij.com/2016/11/08/post-17463/⚫ 気象データ変換ツールで変換した海面更正気圧を利用

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さまざまな事例のご紹介～ 海外 ～

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National Weather Service⚫ シェープファイル⚫ Web サービス
⚫ KML ファイルなどGISで利用可能な複合サイト

https://www.weather.gov/gis/
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COP(Common Operating Picture)：状況認識の統一⚫ COP例）Virginia Interoperability Picture for
Emergency Response(VIPER)⚫ 米国の非常時指揮システム（ICS）における情報マネジメン
トの目標、原則⚫ ICS は現在では米国の国全体の危機管理の仕組みとなっている⚫ 各組織間が統一された状況認識を行い、意思決定をする⚫ 米国 Esri で COP に対応可能なテンプレートを提供（気象データはサービスとして利用）

http://www.vaemergency.gov/viper/

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GISでの気象データ可視化：学び⚫ Learn ArcGIS⚫ 書籍⚫ レッスン：将来の気象予測の探索⚫ Mapping AND Modeling

Weather AND Climate withGIS

https://learn.arcgis.com/ja/projects/explorefuture-climate-projections/
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航空気象図の３D可視化 プロトタイプアプリ⚫ チューリッヒ工科大学

https://www.esrij.com/industries/case-studies/113144/
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