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公開番号2025147903
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024048405
出願日2024-03-25
発明の名称雨量データ補正方法、雨量データ補正システム、雨量データ補正プログラム、および補正装置
出願人国立大学法人大阪大学
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類G01W 1/14 20060101AFI20250930BHJP(測定;試験)
要約【課題】リアルタイムかつ精度の良い雨量データを提供できる雨量データ補正方法を実現する。
【解決手段】雨量データ補正方法は、衛星雨量データを取得する第1取得ステップと、地上雨量データであって、複数の観測地点に対して互いに異なる積算時間が設定された、または、当該地上雨量データの観測地点の密度が不均一である、地上雨量データを取得する第2取得ステップと、地上雨量整合項を含む目的関数を最小化するように前記衛星雨量データを補正する補正ステップと、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
衛星観測に基づいて推定された雨量データである衛星雨量データを取得する第１取得ステップと、
地上で観測された雨量データである地上雨量データであって、複数の観測地点に対して互いに異なる積算時間が設定された、または、当該地上雨量データの観測地点の密度が不均一である、地上雨量データを取得する第２取得ステップと、
前記地上雨量データと補正後雨量データとの誤差を表す地上雨量整合項を含む目的関数を最小化するように前記衛星雨量データを前記補正後雨量データに補正する補正ステップと、を含む、雨量データ補正方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記地上雨量整合項は、積算時間が前記衛星雨量データの単位時間より長い前記地上雨量データについて、当該地上雨量データと、当該積算時間分の補正後雨量データとの誤差を含む、請求項１に記載の雨量データ補正方法。
【請求項３】
前記補正後雨量データは、前記衛星雨量データに中間変数を乗じたものであり、
前記目的関数は、前記中間変数を変数とする関数であり、
前記補正ステップでは、前記中間変数が０以上である非負制約の下、前記目的関数を最小化する、請求項１に記載の雨量データ補正方法。
【請求項４】
前記目的関数は、前記衛星雨量データと前記補正後雨量データとの誤差を表す衛星雨量整合項をさらに含み、
前記補正ステップでは、
前記地上雨量データが存在する位置および時間については、前記地上雨量整合項を算出し、
前記地上雨量データが存在しないが前記衛星雨量データが存在する位置および時間については、前記衛星雨量整合項を算出する、請求項１に記載の雨量データ補正方法。
【請求項５】
前記目的関数は、空間方向において隣り合う２つの補正後雨量データの連続性を評価する空間方向正則化項をさらに含む、請求項１に記載の雨量データ補正方法。
【請求項６】
前記目的関数は、時間方向において隣り合う２つの補正後雨量データの連続性を評価する時間方向正則化項をさらに含む、請求項１に記載の雨量データ補正方法。
【請求項７】
前記地上雨量整合項には、複数の観測地点に対して互いに異なる重み係数が設定されている、請求項１に記載の雨量データ補正方法。
【請求項８】
第１領域における観測地点の前記重み係数は、前記第１領域より観測地点の密度が低い第２領域における観測地点の前記重み係数より大きい、請求項７に記載の雨量データ補正方法。
【請求項９】
衛星観測に基づいて推定された雨量データである衛星雨量データと、地上で観測された雨量データである地上雨量データであって、複数の観測地点に対して互いに異なる積算時間が設定された雨量データを含む、または、当該地上雨量データの観測地点の密度が不均一である、地上雨量データと、を取得する取得部と、
前記地上雨量データと補正後雨量データとの誤差を表す地上雨量整合項を含む目的関数を最小化するように前記衛星雨量データを前記補正後雨量データに補正する補正部と、
前記補正後雨量データを外部に出力する出力制御部と、を備える、雨量データ補正システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の雨量データ補正システムとしてコンピュータを機能させるための雨量データ補正プログラムであって、前記補正部としてコンピュータを機能させるための雨量データ補正プログラム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、雨量データ補正方法、雨量データ補正システム、雨量データ補正プログラム、および補正装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
発展途上国または離島などでは、気象レーダーまたは雨量計などの地上観測設備が十分にないため、降雨量を適切に推定できない場合があった。そこで、ＪＡＸＡ（Japan Aerospace Exploration Agency）は、複数の衛星データを複合処理した全球衛星降水マップ（Global Satellite Mapping of Precipitation：ＧＳＭａＰ）を開発した。ＧＳＭａＰは、特に発展途上国を中心に、多くの国の降雨量推定に活用されている（例えば、下記の非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
"ベトナム中部地域における衛星雨量プロダクトＧＳＭａＰの性能調査"、［online］、［令和６年３月５日検索］、インターネット＜https://doi.org/10.11520/jshwr.27.0_100034＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＧＳＭａＰは、衛星観測（例えば衛星から特定された雲の位置）に基づいて推定された雨量データである。そのため、地上で観測された雨量データと比較するとＧＳＭａＰに基づく雨量データは、精度が低い場合がある。
【０００５】
また、ＮＯＡＡ（National Oceanic and Atmospheric Administration）ＣＰＣ（Climate Prediction Center）が提供する全球地上雨量計マップを用いて、ＧＳＭａＰの雨量データを補正する手法もある。しかしながら、ＮＯＡＡＣＰＣの雨量データが作成されるまで３日の遅延が発生するため、ＧＳＭａＰの雨量データをリアルタイムで補正して、降雨量を予測することができない。
【０００６】
本発明の一態様は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、リアルタイムかつ精度の良い雨量データを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の態様１に係る雨量データ補正方法は、衛星観測に基づいて推定された雨量データである衛星雨量データを取得する第１取得ステップと、地上で観測された雨量データである地上雨量データであって、複数の観測地点に対して互いに異なる積算時間が設定された、または、当該地上雨量データの観測地点の密度が不均一である、地上雨量データを取得する第２取得ステップと、前記地上雨量データと補正後雨量データとの誤差を表す地上雨量整合項を含む目的関数を最小化するように前記衛星雨量データを前記補正後雨量データに補正する補正ステップと、を含む。
【０００８】
本発明の態様２に係る雨量データ補正方法では、上記態様１において、前記地上雨量整合項は、積算時間が前記衛星雨量データの単位時間より長い前記地上雨量データについて、当該地上雨量データと、当該積算時間分の補正後雨量データとの誤差を含んでもよい。
【０００９】
本発明の態様３に係る雨量データ補正方法では、上記態様１または２において、前記補正後雨量データは、前記衛星雨量データに中間変数を乗じたものであり、前記目的関数は、前記中間変数を変数とする関数であり、前記補正ステップでは、前記中間変数が０以上である非負制約の下、前記目的関数を最小化してもよい。
【００１０】
本発明の態様４に係る雨量データ補正方法では、上記態様１から３のいずれかにおいて、前記目的関数は、前記衛星雨量データと前記補正後雨量データとの誤差を表す衛星雨量整合項をさらに含み、前記補正ステップでは、前記地上雨量データが存在する位置および時間については、前記地上雨量整合項を算出し、前記地上雨量データが存在しないが前記衛星雨量データが存在する位置および時間については、前記衛星雨量整合項を算出してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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