(Microsoft PowerPoint - \221\3463\211\361GISLandslide\214\244\213\206\211\357_ArcGIS\202\305\202\314\213C\217\333\203f\201[\203^\227\230\227p_\214\366\212J\227p.pptx)

Transcription

1 ArcGISでの気象データ利 ESRIジャパン株式会社コンサルティングサービスグループ片谷信治

2 本発表の概要 発表の趣旨 気象データとソフトウェア ArcGIS での地上観測 量データの利 ArcGIS での解析 量データの利 2 その他 GISにインポート可能な形式でのデータ提供の例 気象分野で使われることが多いGRIB2, NetCDFについて 気象データを使ったサンプルアプリケーション

3 発表の趣旨 土砂災害 素因 ArcGIS は分析や可視化に 地形 広く使われている 地質など 誘因 雨 地震 火山噴火など ArcGIS は分析や可視化に使われている 3

4 気象データとソフトウェア 4

5 気象データの構造 大きく分けると 2 つの構造に分けられる 観測データ 観測地点と観測データで構成される 観測地点と観測データ ( 時系列データ ) は 1 対多の関係 多次元データ 的なグリッドデータが時系列で構成される X, Y, Z, Tのデータ X, Y, Z, T 1 T X のデータ X, Y, Z A Z Z, T 1 T X のデータ 5

6 観測データ 観測所 観測データ 6

7 多次元データ Time = 3 Time = 2 Time = 1 7

8 多次元データのフォーマット NetCDF (network Common Data Form) HDF (4.x and previous releases), HDF-EOS, HDF5 (Hierarchical Data Format) GRIB, GRIB2 (Gridded Binary) 8

9 主な気象データの可視化ソフト / ライブラリ GrADS(Grid Analysis and Display System) GMT(Generic Mapping Tools) 地球流体電脳ライブラリ GIS ソフトは使わない / 使えない 9

10 気象データを GIS で扱うために必要な条件 時系列データの処理 多次元データへの対応 フォーマット変換ツール 手法の共有 10

11 地上観測 量データの利 11

12 シナリオ 砂災害発 時の降 概要を 等 量線図として整理したい 野県での 2006 年 7 月豪雨 ( 流災害発 ) 期間 :2006 年 7 月 日 アウトプット : 等 量線図 12

13 手順 データの収集 データの整理 ( 観測所 + 時系列データ ) GIS データ化 解析の準備 等 量線の推定 注意点 13

14 データの収集 ( 気象庁 ) アメダス観測所 気象庁 :[ ホーム ]>[ 気象等の知識 ]>[ 気象観測 気象衛星 ]>[ アメダスについて ] PDF 形式での提供 master.pdf 降 データ 気象庁 :[ ホーム ]>[ 気象統計情報 ]>[ 過去の気象データ検索 ] 1 観測所ごとに年 / 月 / 日 / 時間ごとに指定 14

15 観測所データの整理 ( 気象庁 ) 考慮すべき点 テーブル結合できるように キーにする属性を決めておく 度, 分の位置情報は 進度へ変換する計算をしておく キー十進度の計算 = 度 + 分 /60 + 秒 /

16 観測データの整理 ( 気象庁 ) 考慮すべき点 向の並びに整理する テーブル結合できるように キーにする属性を決めておく Date 型で れる場合は年 時を計算しておく Date 型 キー 変換 行方向に整理 16

17 データの収集 ( 国 交通省 ) 量観測所 水文水質データベース :[ ホーム ]>[ 地図からの検索 ] 1 観測所ごと地図により対話的に観測所詳細諸元の取得 降 データ 水文水質データベース :[ ホーム ]>[ 系単位の観測所 括検索 ] 上記観測所の水系名をもとに期間を指定データ取得 17

18 観測所データの整理 ( 国 交通省 ) 考慮すべき点 テーブル結合できるように キーにする属性を決めておく 度, 分, 秒の位置情報は 進度へ変換する計算をしておく 所管で分類表示する場合は 属性を入れておく キー十進度の計算 = 度 + 分 /60 + 秒 /3600 所管 18

19 観測データの整理 ( 国 交通省 ) 考慮すべき点 向の並びに整理する テーブル結合できるように キーにする属性を決めておく Date 型で れる場合は年 時を計算しておく Date 型 キー 変換 行方向に整理 19

20 GIS データ化 ArcCatalog [ カタログツリー ] > [ 観測所 CSV ] で右クリック [ フィーチャクラスの作成 ] > [XY テーブルから ] 必要に応じて気象庁 国 交通省データを GIS データ化し どちらかにアペンド 20

21 解析の準備 解析範囲 観測所地点を投影変換 UTM 座標や平面直角座標系を指定 解析範囲のポリゴン作成 等 量線を作成したい時系列で再整理 例えば 時間 量 量など再整理 21

22 等 量線の推定 要 :Spatial Analyst パラメータを変えて再解析できるので ジオプロセシングモデルがお勧め 22

23 結果 ( 等 量線図 ) 2006 年 7 月 17 日の日雨量 2006 年 7 月 19 日の日雨量 年 7 月 18 日の日雨量

24 注意点 GISデータとして提供されていないため 観測所データ 観測データともに自分で加工する必要がある データ収集と加工に時間を要する 気象庁 国 交通省は提供している情報の種類やフォーマットが異なるため 統合して使う場合には 共通になるフィールドを何にするか予め意識しておく 各県で提供している降 データを使う場合でも同様の 順が必要 24

25 解析 量データの利 25

26 シナリオ 砂災害発 時の降 状況を 解析 量でアニメーションとして可視化したい 2009 年 7 中国九州北部豪 ( 県防府市での 流災害時 ) 期間 :2009 年 7 月 日 アウトプット : 解析 量のアニメーション 26

27 手順 データの収集 データ変換 データ整理 アニメーションの設定 27

28 データの収集 解析 量の 先 財団法人気象業務支援センター DVD での提供 気象庁アデス ( オンライン ) 関係省庁地 公共団体例 : 砂災害警戒情報の担当部局 財団法人気象業務支援センター ( 間気象事業者 ) 28

29 データ変換 解析 量は多次元データで紹介した GRIB2 フォーマット ArcGIS のラスタエンジンである GDAL は GRIB2 形式に対応しているが 解析 量は国内 に拡張した GRIB2 形式であるため そのままでは読み込みできない ArcGISで使いやすいように ESRIジャパンで変換ツールを開発し提供 29

30 開発の目的 気象庁さまが提供するGPV(GRIB2) 形式のデータを ArcGIS で利 できる形式へ変換 ArcGIS ユーザであれば特別な知識を必要としない操作 複数データでの繰り返し処理 ( バッチ処理 ) が可能な形式 気象庁さまのヒアリング結果から 解析 量 レーダー 降 短時間予報のツールを優先して開発し 2011 年 6 月にリリース 9 月にGSM( 日本域 ) 客観解析にも対応 30

31 データ変換 ( ツール ) OS: Windows XP, Vista, 7(32bit と 64bit 版 ) ArcGIS: ArcGIS Desktop 10 以上 ツールの形式 : ジオプロセシングツール 提供形態 : インストーラ ArcGIS ブログで入手先を紹介 : 31

32 全国合成レーダーのインポート 出 形式 TIFF メッシュ ( ポリゴン ) NetCDF オプション セルサイズを 秒で出 ファイル名の時間を 本標準時で出 0 値のメッシュ出 を除外 32

33 解析 量のインポート 出 形式 TIFF メッシュ ( ポリゴン ) NetCDF オプション セルサイズを 秒で出 ファイル名の時間を 本標準時で出 0 値のメッシュ出 を除外 33

34 降 短時間予報のインポート 出 形式 TIFF メッシュ ( ポリゴン ) NetCDF オプション セルサイズを 秒で出 ファイル名の時間を 本標準時で出 0 値のメッシュ出 を除外 * 予測時間分のファイル出力 34

35 GSM( 日本域 ) 客観解析のインポート 出 形式 TIFF NetCDF オプション セルサイズを 秒で出 ファイル名の時間を 本標準時で出 * 物理量と鉛直レベルでファイル出力 35

36 データ変換 複数データの変換は ジオプロセシングツールのバッチ処理がお勧め バッチ処理の 順は ArcGIS ブログを参照 : 36

37 データ整理 (tif の場合 ) ラスタカタログの作成 (Create Raster Catalog) [ArcToolBox]>[ データ管理ツール ]>[ ラスタ ]>[ ラスタカタログ ]>[ ラスタカタログの作成 ] ワークスペース ラスタカタログ (Workspace To Raster Catalog) [ArcToolBox]>[ データ管理ツール ]>[ ラスタ ]>[ ラスタカタログ ]>[ ワークスペース ラスタカタログ ] 37

38 アニメーションの設定 ラスタカタログの追加 時系列 フィールドの追加 年 時間になるような表記 YYYYMMDDhhmmss の表記 シンボルの設定 ラスタカタログでも [ 追加 ] ボタンで分類や個別値を設定可能 38

39 アニメーションの設定 レイヤプロパティの時間タブの設定 39

40 アニメーションの設定 タイムスライダの設定 タイムスライダウィンドウはで開く オプション設定で時間ステップ等の細かい設定 40

41 結果 ( 解析 量のアニメーション表 ) デモンストレーション 41

42 その他 GIS にインポート可能な形式でのデータ提供の例 42

43 NOAA National Weather Data GIS にインポート可能なさまざまな形式で提供 KML シェープファイル 幾何補正済みイメージ / ウェブサービス 43

44 その他 気象分野で使われることが多い GRIB2, NetCDF について 44

45 NDFDと GRIB2 ライブラリ National Digital Forecast Database NDFD 各種気象予報データ MDL : Meteorological Development Laboratory デジタルデータを公共用に使いやすくするため GRIB2用のライブラリを作った NCEP : National Centers for Environmental Prediction より完全なライブラリを提供 (g2clib など ) フォーマットに WMO のGRIB2 形式を採用 45 deglib ( コマンドラインプログラム ) tcldegrib(gui プログラム ) GRIB2 データのダウンロード NetCDF シェープファイル ラスタ形式に変換 45

46 Degrib(NDFC GRIB2 Decoder)

47 GRIBと GDAL ArcGIS で採用している GDAL のライブラリとの対応 ラスタデータ GDAL ライブラリ GRIB は NCEP の g2clib をもとに組み込み ArcGIS 10 GDAL ライブラリを採用 GRIB データの読み込み ArcGIS 9.3 ArcGIS

48 海外のソフトで気象庁データが読めるか? 気象庁の配信データでもGRIB2 形式を採用しているが 独自に拡張している部分があるため 読み込むことができないものがほとんど 海外の degrib ライブラリを使って読みこみ可能なデータもあるようだ 元にサンプルとしてあった沿岸波浪数値予報モデルはdegribで読むことができた 48

49 NetCDF 気象や海洋分野で多く使われているデータフォーマット Unidata のサイトで データ ソフトウェア ライブラリを提供している 国内では 気象庁の MSM, RSM データは京都大学に NetCDF に変換されたものがある ( 教育研究機関向け ) MP バンドレーダも NetCDF 形式 ArcGIS ではバージョン 9.2 から NetCDF の変換ツールを提供 49

50 その他 気象データを使ったサンプルアプリケーション 50

51 ArcGIS Server とは 位置情報コンテンツを共有するためのプラットフォーム 位置情報コンテンツを共有 柔軟なシステム構成 多様なクライアントに対応 モバイル Web ブラウザ デスクトップ ArcGIS Server 主題地図 解析モデル 背景地図 位置情報コンテンツ 3 次元データ 51

52 デモンストレーション (ArcGIS Server) 台風情報の検索機能 台風情報の時系列表 機能 解析 量データの表 機能 ( 気象データ変換ツールで変換したデータ ) 52

53 台風情報検索 Webアプリケーション Web ブラウザ Web ブラウザ Web ブラウザ ArcGIS Mapping for Flex ArcGIS Server 背景地図 主題地図 ( 台風経路 解析 量 ) 位置情報コンテンツ 53

54 ご静聴ありがとうございました 54