DIASコミュニティフォーラム「⽔・防災」分科会
FY30⽔課題成果報告「WEB-DHM作成GISシステム」
中村 茂（⽇本⼯営株式会社）⼩池俊雄（⼟⽊研究所 ICHARM）
⽟川勝徳（⼟⽊研究所 ICHARM)
⽇時︓ 2018年3⽉9⽇ 14:25〜16:25
会場︓御茶ノ⽔ソラシティカンファレンスセンター

1WEB-DHM作成GISシステム
１．WEB-DHMとは・特徴
２．GISシステム（NK-GIAS)について
・NK-GIASの特徴
３．犀川流域への適⽤
・NK-GIASのインタフェース
・WEB-DHM⽤データ作成結果の表⽰
４．まとめ

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１．WEB-DHMとは（１）
⽔エネルギー収⽀分布型⽔循環モデル(WEB-DHM)︓(Water and Energy Budget-based –Distributed Hydrological Model(WEB-DHM))
 陸⾯モデル（Sib2)とグリッドベースの分布型流出モデル(GBHM)
を融合 地表⾯でのエネルギー・⽔収⽀を計算→ 斜⾯の⽔の流れを計算
 不飽和帯と地下⽔⾯の相互作⽤を組み込んでいる ⼟壌⽔の鉛直浸透と地下⽔流出の精度向上

流出解析でカギとなる⼟壌⽔分を⾯的に⾼精度で計算できるモデル（時々刻々と変化する⼟壌⽔分を計算しながら、流出モデルを実⾏できる）
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１．WEB-DHMとは（２）
⽔エネルギー収⽀分布型⽔循環モデル(WEB-DHM)︓(Water and Energy Budget-based –Distributed Hydrological Model(WEB-DHM))

WEB-DHMの構造の概略

１．流域はPfafstatterの考え⽅で９つのサブ流域に分割。
２．各サブ流域は流出点からの距離によりflow intervalという区分に細分割。
３．グリッド毎にSiB2から⼤気陸⾯間のフラックス(⽔、エネルギー、CO2)を計算。
４．GBHMを⽤いて各斜⾯要素からの表⾯流出・中間流出・地下⽔流出が計算。
５．その後、flow interval毎の仮想的な河道で上流側から逐次流下計算。
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１．WEB-DHMとは（３）
⽔エネルギー収⽀分布型⽔循環モデル(WEB-DHM)︓(Water and Energy Budget-based –Distributed Hydrological Model(WEB-DHM))■これだけの計算をするためには、データ・パラメータの準備が必要︓■汎⽤的に利⽤する際の問題点︓
・⼊⼒データの準備に時間と労⼒
︓研究室レベルでは、商⽤ベースの GIS Softや、プログラミング⾔語、shell script 等を駆使して作成してきた・商⽤ベースの GIS Soft汎⽤ソフトにアドインを組み込み対応
︓⾮常に有効なツールであるが、使⽤する環境依存性がある
︓商⽤ベースの GIS Softが必要

海外に展開する際には⾼価なソフトウェアの購⼊が難しい、初⼼者にはデータ準備のためのハードルが⾼い。
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２．GISシステム（NK-GIAS)について

DIAS⽔課題︓共同研究の枠組みのもとでWEB-DHM ⽤のシステム開発を実施するに⾄る

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2．GISシステム（NK-GIAS)︓エヌケージアスについて(Nippon Koei – Geographic Information Analysis System)
⽇本⼯営株式会社によって開発された、GISとデータベース機能を搭載し、エンジニアの⽬線から開発した、新しい解析システム

72．GISシステム（NK-GIAS)について︓⼀般的機能概要(Nippon Koei – Geographic Information Analysis System)■操作性
地理情報はツリー構造で管理でき、⾃由にフォルダを作成し整理異なる地図投影法で作成された地理情報を同⼀マップ上で表⽰・編集・解析。
地理情報と時系列データを統合して表⽰・編集・解析。
■⾼度な解析
ベクトル・ラスター（グリッド型）間の変換。
空間補間処理としてNearest NeighborやIDW、クリギン法にも対応。
地理情報の空間的な集計。
時間的に変化する空間データについて、時間軸⽅向の統計値を算出。
時系列データを表形式で表⽰・編集・解析でき、⾃動処理も可能。
■地図の読み込み・投影法
有名な地図投影法の殆ど全てに対応。

(UTM、ﾗﾝﾍﾞﾙﾄ正⾓円錐図法、ｱﾙﾍﾞﾙｽ正積円錐図法、ｸﾞｰﾄﾞ図法、ｴｹﾙﾄ第4図法、他)

⽇本をはじめ、世界中で広く使⽤されている地理情報データの多くに対応。
(データ変換作業なしに読み書きすることが可能）

インターネット上に公開されている地図であるオープンレイヤーと⽇本の国⼟地理院が公開している地理院地図を⼀つのテーマとして地図上に表⽰することが可能

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2．GISシステム（NK-GIAS)について︓WEB-DHM向け
・NK-GIASの特徴︓
優位性︓ 流域内に、https://nkgias.com/
・急峻な斜⾯が存在する場合、© Copyright 2005-2018 Nippon
・流域界の異なる河道が隣接する場合、Koei Co., Ltd. All rights reserved.
・流域内に平坦な地形が広く存在する場合など、河道モデルを流域分割や河道作成に組込む機能で、容易に対応可能。

操作性︓ 流出モデルを作成するための時空間データの管理・表⽰・編集・解析に特化
コンパクト且つ、GUIに優れ、軽い。
価格︓

研究⽬的であればFreeで使⽤可能

本研究課題の１つである、横展開（海外の流域）へ⼤きく貢献できる

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2．GISシステム（NK-GIAS)について︓WEB-DHM向け
河道モデルの適⽤事例
Watershed Modeling with/without River Line modeling.

Rivers Delineated by DEM onlyRivers Delineated by DEM andRiver Lines
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３．NK-GIASを⽤いたWEB-DHM⼊⼒⽤データ作成

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３．NK-GIASを⽤いたWEB-DHM⼊⼒⽤データ作成
・ NK-GIASのインタフェース

通常のメニューに加え、「WEB-DHM」への⼊⼒パラメータ作成のためのTool群が準備されている

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流域描画

流量観測地点
⾬量観測地点
ダム地点

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DEM

流量観測地点
⾬量観測地点ダム地点

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３．NK-GIASを⽤いたWEB-DHM⼊⼒⽤データ作成
例︓River Model の作成[WEB-DHM] – [Make River Model…]

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河道モデル

流量観測地点
⾬量観測地点
ダム地点

河道網の上下関係の設定（最下流から上流に番号を付与）
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河道モデルの適⽤事例
Watershed Modeling with/without River Line modeling.

Rivers Delineated by DEM onlyRivers Delineated by DEM andRiver Lines17

３．NK-GIASを⽤いたWEB-DHM⼊⼒⽤データ作成
例︓River Model を⽤いた流域分割[WEB-DHM] – [Flownet Analysis…]

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1st Level 流域分割
(Pfafstatter流域分割）

流量観測地点
⾬量観測地点
ダム地点

既存の⽅法ではうまく分割できなかったが、River Modeを使うことで容易に分割

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2nd Level 流域分割
(Pfafstatter流域分割）

流量観測地点
⾬量観測地点ダム地点

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３．NK-GIASを⽤いたWEB-DHM⼊⼒⽤データ作成
例︓Flow Interval 等の⼊⼒ファイル作成[WEB-DHM] – [Make Input Files…]

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Flow Interval

流量観測地点
⾬量観測地点
ダム地点

各流域・サブ流域ごとに、流出点からの距離を定義したデータ︓WEB-DHMで重要

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Flow Accum.

流量観測地点
⾬量観測地点
ダム地点

流⼊するセルの数が100以上を表⽰
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Flow Network.

流量観測地点
⾬量観測地点
ダム地点

セルごとに流下する⽅向を定義
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Flow Network.
（拡⼤図）

流量観測地点
⾬量観測地点ダム地点

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３．NK-GIASを⽤いたWEB-DHM⼊⼒⽤データ作成

例︓Global Data の読込み・Landuse
・⼟壌特性・etc

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Land use

流量観測地点
⾬量観測地点
ダム地点• 異なるプロジェクション(座標系）でもオーバレイができる。
• 新規に座標変換したデータを作る必要が無い。
• ディスク容量の節約にもなる。

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⼟壌特性データ

流量観測地点
⾬量観測地点ダム地点

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３．NK-GIASを⽤いたWEB-DHM⼊⼒⽤データ作成
NK-GIASを⽤いて作成されるWEB-DHM Parameter
List

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４．まとめDIAS⽔課題の枠組みのもとで、NK-GIASにWEB-DHM Toolを組み込んだ
優位性︓ 流域内に、・急峻な斜⾯が存在する場合、・流域界の異なる河道が隣接する場合、・流域内に平坦な地形が広く存在する場合など、河道モデルを流域分割や河道作成に組込む機能で、容易に対応可能。

操作性︓ 流出モデルを作成するための時空間データの管理・表⽰・編集・解析に特化
コンパクト且つ、GUIに優れ、軽い。
価格︓

研究⽬的であればFreeで使⽤可能

WEB-DHM データ作成のための時間、労⼒を軽減。
本研究課題の１つである、横展開へ⼤きく貢献できるツールが出来た。

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５．問合せ︓

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