JP2015184225A - Apparatus, method and program for calculating prescribed layer predictive water temperature - Google Patents

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いずみ 扇田
真樹 清藤
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真樹 清藤
祐樹 ▲高▼坂
祐樹 ▲高▼坂
Yuki Kosaka
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Aomori Prefectural Industrial Technology Research Center
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly accurately predict a future water temperature.SOLUTION: A prediction program 11c which acquires weather forecasting data from a weather forecasting information provision server 51, acquires water temperature data obtained by observing a water temperature at a prescribed layer in a water depth direction, and performs calculation by the use of a weather-linked water temperature prediction model for calculating a predictive water temperature obtained by predicting a future water temperature in the prescribed layer on the basis of the weather forecasting data and the water temperature data. The prediction program 11c is configured such that, with a water upper side defined as an upstream and a deeper side in the water depth direction defined as a downstream, the predictive water temperature is calculated by substituting upstream prediction information, which is water temperature data on the upstream of the prescribed layer or the weather forecasting data, and the water temperature data on the prescribed layer for an operational expression. In addition to the weather-linked water temperature prediction model, an autoregressive water temperature prediction model is used in combination so that a highly accurate prediction model is employed.

Description

この発明は、将来の水温を精度よく予測するような所定層予測水温算出装置、所定層予測水温算出方法、および所定層予測水温算出プログラムに関する。   The present invention relates to a predetermined layer predicted water temperature calculation device, a predetermined layer predicted water temperature calculation method, and a predetermined layer predicted water temperature calculation program that accurately predict a future water temperature.

従来、出願人は、海洋の水中環境が生物に与える影響を観測するべく、水温等の水中環境を定点観測している。海洋養殖等の事業では、水温等に応じて作業が必要になることもあるため、この水中環境を観測して提供している観測データは、広く漁業関係者に利用されている。   Conventionally, the applicant has made a fixed-point observation of the underwater environment such as the water temperature in order to observe the influence of the underwater environment of the ocean on living organisms. In operations such as marine aquaculture, work may be required depending on the water temperature and so on, and the observation data provided by observing this underwater environment is widely used by fishermen.

このような水中環境について、現在の観測値だけでなく、将来の水温値を知ることができれば、漁業関係者は、早めに作業準備をする、あるいは早目に作業を実施することができ、大変役立つこととなる。その一方で、予測が不正確であれば、早目に作業をしたものの実際には予測されたほど水温が上昇せず、作業が不要であったということに繋がる可能性がある。このため、予測をするのであれば、精度のよい予測が望まれる。   With regard to such an underwater environment, if it is possible to know not only current observation values but also future water temperature values, fishermen can prepare for work early or carry out work early. It will be useful. On the other hand, if the prediction is inaccurate, the water temperature did not rise as much as predicted in spite of the fact that the work was performed earlier, which may lead to the work being unnecessary. For this reason, if prediction is performed, accurate prediction is desired.

ここで、水温等の水中環境を予測する技術があるか特許情報を調査したところ、観測データ同化方法および観測データ同化装置が提案されていた(特許文献1参照)。しかし、この方法は、海中での複数箇所の観測値(水温等)を用いて、センサの設置されていない箇所の水温等を推定(予測)するものにすぎず、将来の水温等を予測するものではなかった。   Here, when patent information was investigated as to whether there is a technique for predicting an underwater environment such as a water temperature, an observation data assimilation method and an observation data assimilation apparatus have been proposed (see Patent Document 1). However, this method merely estimates (predicts) the water temperature or the like at a location where no sensor is installed, using the observation values (water temperature or the like) at a plurality of locations in the sea, and predicts the future water temperature or the like. It was not a thing.

他には、海況情報提供システム、海況情報提供方法、およびそのプログラムが提案されていた(特許文献2参照)。しかし、このシステムは、船の排水量を予め登録しておき、受信した船の位置情報と海象情報とを集計し、海象情報と船の排水量とから船の危険度を計算して危険情報を表示・警告するものであり、将来の水温を予測するものではなかった。   In addition, a sea state information providing system, a sea state information providing method, and a program thereof have been proposed (see Patent Document 2). However, this system pre-registers the ship's drainage volume, aggregates the received ship's position information and sea state information, calculates the ship's danger level from the sea state information and the ship's drainage volume, and displays the danger information.・ This is a warning, not a prediction of the future water temperature.

このように、公知の文献には、将来の水温を予測するに際して役立つ技術が見当たらなかった。   As described above, there is no technique in the known literature useful for predicting the future water temperature.

特開2008−241433号公報JP 2008-241433 A 特開2004−354069号公報JP 2004-354069 A

この発明は、上述の問題に鑑みて、将来の水温を精度よく予測する所定層予測水温算出装置、所定層予測水温算出方法、および所定層予測水温算出プログラムを提供し、利用者の満足度を向上させることを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a predetermined layer predicted water temperature calculation device, a predetermined layer predicted water temperature calculation method, and a predetermined layer predicted water temperature calculation program for accurately predicting a future water temperature. The purpose is to improve.

この発明は、将来の気象に関する予測気象情報を取得する予測気象情報取得手段と、水深方向の所定の層にて水温が観測された所定層実測水温情報を取得する所定層実測水温情報取得手段と、前記予測気象情報と前記所定層実測水温情報に基づいて前記所定層の将来の水温を予測した所定層予測水温情報を算出する気象連動型所定層予測水温算出手段とを備え、前記気象連動型所定層予測水温算出手段は、水上側を上流とし水深方向の深い方を下流として、前記所定層より上流の所定層予測水温情報又は前記予測気象情報である上流予測情報と、当該所定層の前記所定層実測水温情報とを演算式に代入して前記所定層予測水温情報を算出する構成である所定層予測水温算出装置、及びその方法とそのプログラムであることを特徴とする。   The present invention includes a predicted meteorological information acquisition unit that acquires predicted meteorological information related to future weather, a predetermined layer measured water temperature information acquisition unit that acquires predetermined layer measured water temperature information in which the water temperature is observed in a predetermined layer in the depth direction, and A weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculating means for calculating a predetermined layer predicted water temperature information for predicting a future water temperature of the predetermined layer based on the predicted weather information and the predetermined layer actually measured water temperature information, and the weather-linked type Predetermined layer predicted water temperature calculation means, the upstream side is upstream and the deeper one in the depth direction is downstream, predetermined layer predicted water temperature information upstream from the predetermined layer or upstream predicted information that is the predicted weather information, and the predetermined layer A predetermined layer predicted water temperature calculation device, a method thereof, and a program thereof are configured to calculate the predetermined layer predicted water temperature information by substituting the predetermined layer actual water temperature information into an arithmetic expression.

この発明により将来の水温を精度よく予測する所定層予測水温算出装置、所定層予測水温算出方法、および所定層予測水温算出プログラムを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a predetermined layer predicted water temperature calculation device, a predetermined layer predicted water temperature calculation method, and a predetermined layer predicted water temperature calculation program that accurately predict a future water temperature.

海況データ総合管理システムのシステム構成図。The system block diagram of a sea state data integrated management system. 観測データ及び気象予報データのデータ形式の説明図。Explanatory drawing of the data format of observation data and weather forecast data. 閲覧用データ構成を示すブロック図。The block diagram which shows the data structure for browsing. 水温予測表示画面の画面構成図。The screen block diagram of a water temperature prediction display screen. 観測情報総合処理サーバによる予測処理のフローチャートFlow chart of prediction processing by observation information integrated processing server

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、海況データ総合管理システムAのシステム構成を示すブロック図である。
海況データ総合管理システムAは、海況データ総合処理システム1と、観測装置管理システム2と、簡易観測装置管理システム3と、ユビキタス観測装置管理システム4と、気象予報情報提供システム5と、ユーザが用いるユーザ端末7,8で構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of the sea state data comprehensive management system A.
The ocean state data comprehensive management system A is used by the ocean state data comprehensive processing system 1, the observation device management system 2, the simple observation device management system 3, the ubiquitous observation device management system 4, the weather forecast information providing system 5, and the user. It consists of user terminals 7 and 8.

海況データ総合処理システム1は、閲覧用観測データ13を保存する観測データ総合データベース12を管理し観測データ閲覧画面作成プログラム11aによってWEBサーバ17に閲覧用データ17b等のデータをアップロードして海況データ閲覧画面作成装置としても機能する観測情報総合処理サーバ11(所定層予測水温算出装置、コンピュータ)と、観測情報総合処理サーバ11に対するデータ処理や内部閲覧処理等を行う操作端末14と、閲覧プログラム17aが閲覧用データ17bおよびグラフ画像17cを用いて外部向けのWEBページや内部向けのWEBページを提供して利用者に観測データの閲覧を許容するWEBサーバ17とを備えている。   The sea state data comprehensive processing system 1 manages the observation data general database 12 that stores the observation data 13 for browsing, and uploads data such as the browsing data 17b to the WEB server 17 by the observation data browsing screen creation program 11a to browse the sea state data. An observation information general processing server 11 (predetermined layer predicted water temperature calculation device, computer) that also functions as a screen creation device, an operation terminal 14 that performs data processing, internal browsing processing, and the like for the observation information general processing server 11, and a browsing program 17a A WEB server 17 is provided that provides an external WEB page and an internal WEB page using the browsing data 17b and the graph image 17c, and allows the user to browse the observation data.

観測情報総合処理サーバ11および操作端末14は、通信監理装置であるスイッチングハブ10にLAN接続されており、このスイッチングハブ10から通信監理装置であるルータ20を介して公衆通信網であるインターネット9に接続されている。観測情報総合処理サーバ11には、多数多種類の観測データを一括して表示できる観測データ閲覧画面を作成する観測データ閲覧画面作成プログラム11aと、各ブイ(ブイロボ23、簡易ブイ33、ユビキタスブイ43)で測定された観測データを各観測装置情報提供サーバ(21,31,41)から受信して閲覧用データ13に記録し観測データの「無効値」と「有効値」を管理するとともに強制的にデータ欠測とする「強制欠測」の処理を行う管理プログラム11bと、将来の水温予測を行う予測プログラム11c(所定層予測水温算出プログラム)と、気象と連動した予測をするための演算式を作成する気象連動型予測演算式作成プログラム11dと、過去の実測値に基づく自己回帰型の予測をするための演算式を作成する自己回帰型予測演算式作成プログラム11eとが記憶装置にインストールされている。
WEBサーバ17は、レンタルサーバ等の外部のネットワークに設けられており、インターネット9に直接接続されている。これにより、WEBサーバ17は、閲覧プログラム17aを動作させて閲覧用観測データ13に基づく閲覧用データ17bおよびグラフ画像17cを、ブラウザプログラムを有するユーザ端末7,8に対してWEBページとして出力し閲覧を許容する。
The observation information integrated processing server 11 and the operation terminal 14 are connected to a switching hub 10 that is a communication monitoring device via a LAN, and are connected to the Internet 9 that is a public communication network from the switching hub 10 via a router 20 that is a communication monitoring device. It is connected. The observation information integrated processing server 11 includes an observation data browsing screen creation program 11a for creating an observation data browsing screen that can display a large number of types of observation data at once, and buoys (buoy robot 23, simple buoy 33, ubiquitous buoy 43). ) Is received from each observation device information providing server (21, 31, 41) and recorded in the browsing data 13 to manage the “invalid value” and “valid value” of the observation data and forcibly A management program 11b that performs a process of “forced missing measurement” as data missing, a prediction program 11c (predetermined layer predicted water temperature calculation program) that predicts a future water temperature, and an arithmetic expression for making a prediction linked to the weather 11d for creating a weather-linked prediction calculation formula, and auto-regression for creating a calculation formula for autoregressive prediction based on past actual measurement values Prediction calculation with equation generation program 11e is installed in the storage device.
The WEB server 17 is provided in an external network such as a rental server and is directly connected to the Internet 9. Thereby, the WEB server 17 operates the browsing program 17a to output the browsing data 17b and the graph image 17c based on the browsing observation data 13 to the user terminals 7 and 8 having the browser program as a WEB page. Is acceptable.

観測装置管理システム2は、観測装置情報提供サーバ21と、複数の観測装置(以下、ブイロボという)23とで構成されている。観測装置情報提供サーバ21は、ルータ20を介してインターネット9に接続されている。なお、図示する構成では、観測装置情報提供サーバ21を海況データ総合処理システム1のLAN内に接続しているが、これに限らず、観測装置情報提供サーバ21を海況データ総合処理システム1とは別のLANに接続して別経路でインターネット9に接続する構成にしてもよい。   The observation apparatus management system 2 includes an observation apparatus information providing server 21 and a plurality of observation apparatuses (hereinafter referred to as “buoy robots”) 23. The observation device information providing server 21 is connected to the Internet 9 via the router 20. In the configuration shown in the figure, the observation device information providing server 21 is connected to the LAN of the sea state data comprehensive processing system 1. However, the present invention is not limited to this, and the observation device information providing server 21 is the sea state data comprehensive processing system 1. It may be configured to connect to another Internet by connecting to another LAN.

ブイロボ23は、電源部の電力によって駆動し、水温を測定する水温測定部と、塩分を測定する塩分測定部と、溶存酸素を測定する溶存酸素測定部と、流向および流速を測定する流向流速測定部とを有する複数(図示の例では4つ)の水中測定部、および、気温を測定する気温測定部と、風向を測定する風向測定部と、風速を測定する風速測定部とを有する気中測定部を有し、これらの水中測定部と気中測定部で測定した各種の観測データ(水温、塩分濃度、溶存酸素、流向、流速、気温、風向、風速)を制御部が記憶部に一時記憶し通信部によってインターネット9を介して観測装置情報提供サーバ21へ送信する。水中測定部は、例えば、第1水中測定部が水深1m層、第2水中測定部が水深15m層、第3水中測定部が水深30m層、第4水中測定部が底層を測定する構成とすることができるが、これに限らず適宜の水深と層数にすることができる。   The buirobo 23 is driven by the power of the power supply unit, and measures a water temperature measurement unit that measures water temperature, a salinity measurement unit that measures salinity, a dissolved oxygen measurement unit that measures dissolved oxygen, and a flow direction flow velocity measurement that measures flow direction and flow velocity. A plurality of (four in the illustrated example) underwater measuring units, an air temperature measuring unit that measures the air temperature, a wind direction measuring unit that measures the wind direction, and an air speed measuring unit that measures the wind speed It has a measurement unit, and the control unit temporarily stores various observation data (water temperature, salinity, dissolved oxygen, flow direction, flow velocity, temperature, wind direction, wind speed) measured by these underwater measurement units and air measurement units in the storage unit. The information is stored and transmitted to the observation device information providing server 21 via the Internet 9 by the communication unit. For example, the underwater measurement unit is configured such that the first underwater measurement unit measures the water depth of 1 m, the second underwater measurement unit measures the water depth of 15 m, the third underwater measurement unit measures the water depth of 30 m, and the fourth underwater measurement unit measures the bottom layer. However, the present invention is not limited to this, and an appropriate depth and number of layers can be set.

簡易観測装置管理システム3は、簡易観測装置情報提供サーバ31と、観測装置の一種である複数の簡易観測装置(以下、簡易ブイという)33とで構成されている。
簡易ブイ33は、電源部の電力によって駆動し、水温を測定する水温測定部を有する複数(図示の例では4つ)の水中測定部を有し、これらの水中測定部で測定した各種の観測データ(水温)を制御部が記憶部に一時記憶し通信部によってインターネット9を介して簡易観測装置情報提供サーバへ送信する。水中測定部は、例えば、第1水中測定部が水深1m層、第2水中測定部が水深10m層、第3水中測定部が水深20m層を測定する構成とすることができるが、これに限らず適宜の水深と層数にすることができる。
The simple observation device management system 3 includes a simple observation device information providing server 31 and a plurality of simple observation devices (hereinafter referred to as simple buoys) 33 that are a kind of observation device.
The simple buoy 33 has a plurality of (four in the illustrated example) underwater measurement units that are driven by the power of the power supply unit and measure the water temperature, and various observations measured by these underwater measurement units. The control unit temporarily stores data (water temperature) in the storage unit, and transmits the data to the simple observation device information providing server via the Internet 9 by the communication unit. For example, the underwater measurement unit may be configured such that the first underwater measurement unit measures a water depth of 1 m, the second underwater measurement unit measures a water depth of 10 m, and the third underwater measurement unit measures a water depth of 20 m. The water depth and the number of layers can be set appropriately.

ユビキタス観測装置管理システム4は、ユビキタス観測装置情報提供サーバ41と、観測装置の一種である複数のユビキタス観測装置(以下、ユビキタスブイという)43とで構成されている。
ユビキタスブイ43は、電源部の電力によって駆動し、水温を測定する水温測定部を有する4つの水中測定部、および、気温を測定する気温測定部を有する気中測定部を有し、これらの水中測定部で測定した各種の観測データ(水温)を制御部が記憶部に一時記憶し通信部によってインターネット9を介してユビキタス観測装置情報提供サーバ41へ送信する。水中測定部は、例えば、第1水中測定部が水深1m層、第2水中測定部が水深10m層、第3水中測定部が水深15m層、第4水中測定部が水深20m層、第5水中測定部が水深28m層となっている。
The ubiquitous observation apparatus management system 4 includes a ubiquitous observation apparatus information providing server 41 and a plurality of ubiquitous observation apparatuses (hereinafter referred to as ubiquitous buoys) 43 that are a kind of observation apparatus.
The ubiquitous buoy 43 is driven by the power of the power supply unit, and includes four underwater measurement units having a water temperature measurement unit that measures the water temperature, and an air measurement unit having an air temperature measurement unit that measures the temperature. The control unit temporarily stores various observation data (water temperature) measured by the measurement unit in the storage unit, and transmits the data to the ubiquitous observation apparatus information providing server 41 via the Internet 9 by the communication unit. The underwater measurement unit includes, for example, a first underwater measurement unit having a depth of 1 m, a second underwater measurement unit having a depth of 10 m, a third underwater measurement unit having a depth of 15 m, a fourth underwater measurement unit having a depth of 20 m, and a fifth underwater. The measuring part has a depth of 28 m.

気象予報情報提供システム5は、気象予報情報提供サーバ51と、HUB52とを備えている。
気象予報情報提供サーバ51は、気象庁の天気予報を記憶しているサーバであり、今日明日天気予報データと週間天気予報データを気象予報データベースに記憶している。この今日明日天気予報データと週間天気予報データには、最高気温、最低気温、風速、降水確率等の情報(予測気象情報)が含まれている。
The weather forecast information providing system 5 includes a weather forecast information providing server 51 and a HUB 52.
The weather forecast information providing server 51 is a server that stores the weather forecast of the Japan Meteorological Agency, and stores tomorrow weather forecast data and weekly weather forecast data today in the weather forecast database. The tomorrow weather forecast data and the weekly weather forecast data today include information (predicted weather information) such as maximum temperature, minimum temperature, wind speed, and precipitation probability.

HUB52は、天気予報提供サーバ51の気象予報データベースに記憶されている今日明日天気予報データと週間天気予報データの少なくとも一方が更新されたときに、更新されたことを示す更新通知をプッシュ配信する装置である。
従って、総合処理サーバ11の制御装置は、HUB52から更新通知を受け取ると、即座に気象予報情報提供サーバ51にアクセスして今日明日天気予報データおよび週間天気予報データをダウンロードすることで、最新の気象予報データ(今日明日天気予報データおよび週間天気予報データ等の各種データ)を得ることができる。このときの総合処理サーバ11の制御装置は、予測気象情報取得手段として機能する。
The HUB 52 is a device that push-distributes an update notification indicating that an update has been made when at least one of today's tomorrow weather forecast data and weekly weather forecast data stored in the weather forecast database of the weather forecast providing server 51 is updated. It is.
Therefore, when receiving the update notification from the HUB 52, the control device of the integrated processing server 11 immediately accesses the weather forecast information providing server 51 and downloads today's tomorrow weather forecast data and weekly weather forecast data to obtain the latest weather. Forecast data (various data such as today's tomorrow weather forecast data and weekly weather forecast data) can be obtained. The control device of the integrated processing server 11 at this time functions as a predicted weather information acquisition unit.

ユーザ端末7は、タッチパネル等の入力装置、液晶ディスプレイ等の表示装置、携帯電話網を用いる通信装置、データやプログラムを記憶する記憶装置、およびこれらを制御する制御装置を有しており、WEBサーバ17にアクセスして観測データを閲覧することができる。
ユーザ端末8は、コンピュータで構成され、WEBサーバ17にアクセスして観測データを閲覧することができる。
The user terminal 7 includes an input device such as a touch panel, a display device such as a liquid crystal display, a communication device using a mobile phone network, a storage device that stores data and programs, and a control device that controls these, and a WEB server. 17 can be accessed and the observation data can be browsed.
The user terminal 8 is composed of a computer, and can access the WEB server 17 and browse observation data.

なお、ユーザ端末7,8、観測情報総合処理サーバ11、操作端末14、WEBサーバ17、観測装置情報提供サーバ21、簡易観測装置情報提供サーバ31、およびユビキタス観測装置情報提供サーバ41は、いずれもパーソナルコンピュータまたはサーバコンピュータ等のコンピュータで構成されており、キーボードとマウスまたはタッチパネル等の入力装置、データ通信を行う通信処理、CRTや液晶ディスプレイ等の表示装置、ハードディスク等の記憶装置、およびCPUとROMとRAMで構成される制御装置を備えており、制御装置が記憶装置に記憶されているプログラムに従って演算や各種ハードウェアの動作制御を実行する。   Note that the user terminals 7 and 8, the observation information general processing server 11, the operation terminal 14, the WEB server 17, the observation device information providing server 21, the simple observation device information providing server 31, and the ubiquitous observation device information providing server 41 are all provided. Consists of computers such as personal computers or server computers, input devices such as a keyboard and mouse or touch panel, communication processing for data communication, display devices such as CRTs and liquid crystal displays, storage devices such as hard disks, and CPUs and ROMs And a RAM, and the controller executes arithmetic operations and controls various hardware operations in accordance with a program stored in the storage device.

図2は、観測情報総合処理サーバ11が観測装置情報提供サーバ21、簡易観測装置管理システム3、ユビキタス観測装置管理システム4、及び気象予報情報提供システム5から取得する観測データ及び気象予報データのデータ形式を説明する説明図である。   FIG. 2 shows observation data and weather forecast data acquired by the observation information integrated processing server 11 from the observation device information provision server 21, the simple observation device management system 3, the ubiquitous observation device management system 4, and the weather forecast information provision system 5. It is explanatory drawing explaining a format.

図2(A)は、観測装置情報提供サーバ21の記憶装置に記憶されているブイロボファイル85(観測データ)のフォルダ構造を示す構成図である。
ブイロボファイル85が保存されているフォルダは、データ種別(毎時:HOUR,日平均:DAY,半旬:HSON)を特定するデータ種別特定フォルダ81の下位に観測項目(水温:WT、塩分:SLT、気温:AT、溶存酸素:DOP、流向:ADCPD、流速:ADCPS、風向:WD、風速:WS)を示す観測項目フォルダ82が設けられている。この観測項目フォルダ82の下位に、単位時間である1時間単位で観測値を記録するブイロボファイル85が保存されている。このブイロボファイル85は、過去から現在の分に加えて適宜の年数分だけ将来のファイルも予め用意されて保存されている。また、ブイロボファイル85は、ブイ名、年、層等を識別できるファイル名に設定されている。このファイル名は、例えば、「“1時間毎のデータ”_“観測項目+層番号”_“ブイ名+年”.csv」という形式で「HOUR_WT1_AO2013.CSV」のように設定することができる。ブイロボファイル85にはタイムスタンプ86が設定されている。ブイロボファイル85のデータ内容が更新されると、観測装置情報提供サーバ21の制御装置が、タイムスタンプ86の日時(日付、時刻)を更新日時に更新する。なお、ブイロボファイル85を保存するフォルダの階層とファイル名の構成はこれに限らず、適宜の構成とすることができる。
FIG. 2A is a configuration diagram showing a folder structure of the brobo file 85 (observation data) stored in the storage device of the observation device information providing server 21.
The folder in which the buirobo file 85 is stored is an observation item (water temperature: WT, salinity: SLT) below the data type specifying folder 81 that specifies the data type (hourly: HOUR, daily average: DAY, half-season: HSON). , Temperature: AT, dissolved oxygen: DOP, flow direction: ADCPD, flow velocity: ADCPS, wind direction: WD, wind speed: WS) are provided. Below the observation item folder 82 is stored a buirobo file 85 that records observation values in unit of one hour. In the buirobo file 85, future files are also prepared and stored in advance for an appropriate number of years in addition to the past. The buoy robot file 85 is set to a file name that can identify the buoy name, year, layer, and the like. This file name can be set as “HOUR_WT1_AO2013.CSV” in the format of “data for every hour” _ “observation item + layer number” _ “buoy name + year” .csv, for example. A time stamp 86 is set in the brobo file 85. When the data content of the brobo file 85 is updated, the control device of the observation device information providing server 21 updates the date / time (date, time) of the time stamp 86 to the update date / time. Note that the structure of the folder hierarchy and file name for storing the buirobo file 85 is not limited to this, and an appropriate structure may be adopted.

図2(B)は、観測装置情報提供サーバ21の記憶装置に記憶されているブイロボファイル85のデータ内容を示す構成図である。
図示するように、ブイロボファイル85は、IDと状態と観測値で構成されている。IDは測定毎に付与されものであり、このIDによって何月何日の何時に測定した観測値であるのか判別できる。状態は、正常に測定できたか、測定値に異常があったか等、測定状態を表す記号が数値によって記録されている。観測値は、そのブイロボファイル85の観測項目に応じた観測値が記録されており、例えば観測項目が水温のブイロボファイル85であれば水温が摂氏温度で記録される。
FIG. 2B is a configuration diagram showing data contents of the brobo file 85 stored in the storage device of the observation device information providing server 21.
As shown in the figure, the buirobo file 85 is composed of an ID, a state, and an observed value. The ID is given for each measurement, and it is possible to determine the observation value measured at what time on what month and by this ID. As for the state, symbols representing the measurement state are recorded by numerical values, such as whether the measurement was successful or the measurement value was abnormal. As the observation value, an observation value corresponding to the observation item of the brobo file 85 is recorded. For example, if the observation item is the brobo file 85 having the water temperature, the water temperature is recorded in degrees Celsius.

図2(C)は、本システムでは簡易ブイ33の一種として扱う波高ブイの観測データを示す波高ブイメール本文データ91(観測データ)の説明図である。波高ブイメール本文データ91は、観測データを予め定めた文字数で予め定めた順序に並べたデータで構成され、観測日時や観測データ等の必要データを有している。簡易観測装置情報提供サーバ31は、電子メール送信サーバ(SMTPサーバ)として機能し、波高ブイメール本文データ91を有する電子メールを、予め登録されている電子メールアドレスへ送信する。なお、この受信側の電子メールを管理する電子メール受信サーバ(POPサーバ)は図示省略している。   FIG. 2C is an explanatory diagram of wave height buoy mail text data 91 (observation data) indicating observation data of a wave height buoy handled as a kind of simple buoy 33 in the present system. The wave height buoy mail text data 91 is composed of data in which observation data is arranged in a predetermined order with a predetermined number of characters, and has necessary data such as observation date and time and observation data. The simple observation device information providing server 31 functions as an e-mail transmission server (SMTP server), and transmits an e-mail having the wave height buoy mail body data 91 to a pre-registered e-mail address. Note that an e-mail receiving server (POP server) for managing the receiving e-mail is not shown.

図2(D)は、簡易ブイ33による観測データを電子メールの本文に記載して簡易観測装置情報提供サーバ31が送信する簡易ブイメール本文データ92(観測データ)の説明図である。簡易ブイメール本文データ92は、簡易ブイ33で観測した日時、各層の水温、内部圧力、内部温度、太陽電池、バッテリ、計測間隔、次回通信日時等のデータを記録している。   FIG. 2D is an explanatory diagram of simple buoy mail text data 92 (observation data) transmitted by the simple observation device information providing server 31 with observation data from the simple buoy 33 described in the text of the e-mail. The simple buoy mail text data 92 records data such as the date and time observed by the simple buoy 33, the water temperature of each layer, the internal pressure, the internal temperature, the solar battery, the battery, the measurement interval, and the next communication date and time.

図2(E)は、簡易ブイメール本文データ92に添付される簡易ブイ添付ファイル93(観測データ)の説明図である。図示するように、簡易ブイ添付ファイル93は、日時、各層の水温、内部圧力、内部温度、太陽電池、及びバッテリの各項目からなるデータを記録している。   FIG. 2E is an explanatory diagram of a simple buoy attachment file 93 (observation data) attached to the simple buoy mail body data 92. As shown in the figure, the simple buoy attachment file 93 records data including items of date and time, water temperature of each layer, internal pressure, internal temperature, solar cell, and battery.

図2(F)は、ユビキタス観測装置情報提供サーバ41が記憶装置に記憶しているユビキタスブイ43のユビキタスブイダウンロードファイル95(観測データ)を示す説明図である。ユビキタスブイダウンロードファイル95は、共通データとしてブイID、別名、オーナー、運用開始年月日、運用終了年月日、緯度、および経度を記録し、測定データとして各ブイロボ23の測定データを記録している。このユビキタスブイダウンロードファイル95は、ユビキタス観測装置情報提供サーバ41の記憶装置に記憶されている。観測情報総合処理サーバ11は、ユビキタス観測装置情報提供サーバ41からユビキタスブイダウンロードファイル95を取得する。このダウンロードは、PHPプログラムによってHTTPダウンロードする、あるいはFTPでダウンロードする等、適宜の方法によって取得する。   FIG. 2F is an explanatory diagram showing a ubiquitous buoy download file 95 (observation data) of the ubiquitous buoy 43 stored in the storage device by the ubiquitous observation apparatus information providing server 41. The ubiquitous buoy download file 95 records the buoy ID, alias, owner, operation start date, operation end date, latitude, and longitude as common data, and the measurement data of each buirobo 23 as measurement data. Yes. The ubiquitous buoy download file 95 is stored in the storage device of the ubiquitous observation device information providing server 41. The observation information general processing server 11 acquires the ubiquitous buoy download file 95 from the ubiquitous observation apparatus information providing server 41. This download is acquired by an appropriate method such as HTTP download by a PHP program or FTP download.

図2(G)は、気象予報データの1つである今日明日天気予報データを気象予報情報提供システム5からダウンロードした今日明日天気予報ダウンロードファイル97を示す説明図である。   FIG. 2 (G) is an explanatory diagram showing a tomorrow weather forecast download file 97 tomorrow that has been downloaded from the weather forecast information providing system 5 as tomorrow weather forecast data as one of the weather forecast data.

今日明日天気予報ダウンロードファイル97は、予報対象の地域を示す地域データ、今朝、日中、今夜、明日、明後日等の予報対象時期を示す時期データ、晴れ、くもり、雨等の天気を示す天気データ、日中の最高気温を示す最高気温データ、裁定気温を示す最低気温データ、風の方向を示す風向データ、風の強さを示す風速データ、降水確率を示す降水確率データ、波の高さを示す波高データ、津波を示す津波データ等をXML形式で記録している。   Today's tomorrow weather forecast download file 97 includes regional data indicating the area to be forecasted, time data indicating the forecast target time such as this morning, daytime, tonight, tomorrow, the day after tomorrow, weather data indicating the weather such as sunny, cloudy, rainy etc. , Maximum temperature data indicating daytime maximum temperature, minimum temperature data indicating arbitrage temperature, wind direction data indicating wind direction, wind speed data indicating wind strength, precipitation probability data indicating precipitation probability, wave height Wave height data shown, tsunami data showing a tsunami, etc. are recorded in XML format.

これらの観測データ及び気象予報データは、管理プログラム11bによって随時取得されて記録されていく。管理プログラム11bは、例えば毎正時の5〜10分後、好ましくは7分後に各観測装置情報提供サーバ21,31,41から観測データの取得を実施し、HUB52から更新通知を受信すると気象予報提供サーバ51から気象予報データを取得する。気象予報データの取得について詳述すると、管理プログラム11bは、30秒毎にフィードの確認を行い、フィードがあれば随時XML形式の気象予報データを取得する。そして、管理プログラム11bは、取得した各データを、次に説明する図3に示すように適切な形に加工して観測データ総合データベース12およびWEBサーバ17の記憶装置に保存する   These observation data and weather forecast data are acquired and recorded as needed by the management program 11b. The management program 11b, for example, acquires observation data from each observation device information providing server 21, 31, 41 after 5 to 10 minutes, preferably after 7 minutes, and receives an update notification from the HUB 52. Weather forecast data is acquired from the providing server 51. The acquisition of the weather forecast data will be described in detail. The management program 11b checks the feed every 30 seconds, and if there is a feed, acquires the weather forecast data in XML format as needed. Then, the management program 11b processes each acquired data into an appropriate form as shown in FIG. 3 to be described next, and stores it in the observation data general database 12 and the storage device of the WEB server 17.

図3は、取得した観測データを加工した後に観測情報総合処理サーバ11の観測データ総合データベース12およびWEBサーバ17の記憶装置に閲覧用データ17b(図1参照)として保存する設定データ(101,102)、優先順位決定用データ103、閲覧用データ(104,105,106,107,108)、およびグラフ画像データ109bの構造を説明する説明図である。なお、WEBサーバ17は、その都度演算して表示するためのデータとしてブイロボ閲覧用データ106を記憶しておけば良く、グラフ画像17cやHTMLデータを記憶しておけば他の閲覧用データ(104,105,107,108)を記憶しなくても良い。   FIG. 3 shows setting data (101, 102) stored as browsing data 17b (see FIG. 1) in the observation data general database 12 of the observation information general processing server 11 and the storage device of the WEB server 17 after processing the acquired observation data. ), Priority order determination data 103, browsing data (104, 105, 106, 107, 108), and graph image data 109b. The WEB server 17 only needs to store the brobo browsing data 106 as data to be calculated and displayed each time. If the graph image 17c and HTML data are stored, other browsing data (104 , 105, 107, 108) need not be stored.

図3(A)は、気象連動型予測演算用設定データ101の構造を示す。気象連動型予測演算用設定データ101は、X項目、Y項目、水温半旬、気温半旬、始半旬、終半旬、平年値係数、上流要素係数、(self−α)項目係数、および切片の各項目で構成されている。   FIG. 3A shows the structure of the weather-linked prediction calculation setting data 101. The weather-linked prediction calculation setting data 101 includes an X item, a Y item, a water temperature half-season, a temperature half-season, a start half-season, a half-end, a normal value coefficient, an upstream element coefficient, a (self-α) item coefficient, and Each section is composed of items.

X項目は、気温などの上流要素(上流の実測値または上流予測情報)を示す。つまり、演算対象となっている所定層が第1層であれば気温を示し、演算対象となっている所定層が第2層以下であれば1つ上流の層の水温(所定層予測水温情報)を示す。なお、上流要素は、この実施例では1つ上流としているが、これに限らず、各層の計算時に使用可能な種々の上流要素を使用する構成としてもよい。この場合、その層における予測に最適な上流要素を自由に選択して演算することができる。
Y項目は、どのブイのどの層の水温を予測するのかを示す。
水温半旬は、何半旬前の自身(Y項目)の値(水温の実測値)を使用するのかを示す。ここで指定された水温が、演算における所定層実測水温情報となる。
気温半旬は、X項目として何半旬前のものを使用するのかを示す。
The X item indicates an upstream element such as an air temperature (upstream actual measurement value or upstream prediction information). That is, if the predetermined layer which is the calculation target is the first layer, the temperature is indicated. If the predetermined layer which is the calculation target is the second layer or less, the water temperature of the one upstream layer (predetermined layer predicted water temperature information) ). The upstream element is one upstream in this embodiment, but is not limited to this, and various upstream elements that can be used when calculating each layer may be used. In this case, it is possible to freely select and calculate an upstream element optimum for prediction in the layer.
Y item shows which water temperature of which layer of which buoy is predicted.
The half-water temperature indicates how many half-months ago (Y item) value (measured value of the water temperature) is used. The water temperature designated here becomes the predetermined layer actually measured water temperature information in the calculation.
The mid-air temperature indicates how many half-months ago is used as the X item.

始半旬は、本データを使用する期間の始期を示す。
終半旬は、本データを使用する期間の周期を示す。この始半旬と終半旬により、例えば1年の全期間に渡って使用するデータなのか、それとも春季、夏季、秋季、冬季等の所定の時期にのみ使用するデータなのかを示す。従って、季節ごとにデータを異ならせることを可能としている。
The first half indicates the beginning of the period in which this data is used.
The last half shows the period of the period when this data is used. The start half and end half indicate, for example, whether the data is used for the entire period of one year or only for a predetermined period such as spring, summer, autumn, winter. Therefore, it is possible to vary the data for each season.

平年値係数は、平年値に乗算するための係数を示す。
上流要素係数は、上流要素に乗算するための係数を示す。ここで上流とは、「気温半旬」で指定される半旬の「X項目」で指定される要素であり、自身が第1水深となる1m層であれば上流は気温、自身が第2水深となる15m層であれば上流は第1水深である1m層の水温、自身が第3水深となる30m層であれば上流は第2水深である15m層の水温といったように、自身より1つ上の層(自身が最上層の場合は気温、そうでなければ自身より1層上の水温)を指す。
The normal value coefficient indicates a coefficient for multiplying the normal value.
The upstream element coefficient indicates a coefficient for multiplying the upstream element. Here, the upstream is an element specified by the “X item” in the middle of the season specified by “temperature half-season”, and if it is a 1 m layer at the first water depth, the upstream is the temperature, and itself is the second If the water depth is 15 m, the upstream water temperature of the 1 m layer, which is the first water depth, and if it is 30 m water layer, which is the third water depth, the upstream is the water temperature of the 15 m layer, which is the second water depth. It refers to the upper layer (temperature if it is the top layer, otherwise water temperature one layer above itself).

(self−α)項目係数は、「水温半旬」で指定される半旬の「Y項目」で指定されるブイの水温(測定値)に対して乗算する係数を示す。
切片は、そのデータを用いた演算結果に加算する数を示す。
The (self-α) item coefficient indicates a coefficient to be multiplied by the water temperature (measured value) of the buoy specified by the “Y item” in the half season specified by “water temperature half-season”.
An intercept shows the number added to the calculation result using the data.

これらのデータを用いて、予測プログラム11cにより気象連動型水温予測モデルで演算する場合に、次の演算式を用いて演算する。   Using these data, when calculating with a weather-linked water temperature prediction model by the prediction program 11c, the calculation is performed using the following equation.

Y = 「平年値係数」×「予測対象半旬の自身の水温平年値」
+「上流要素係数」×「指定半旬前の上流の実測値または予測値」
+「(self−α)項目係数」×「指定半旬前の自身の水温」
+切片
※Y:Y項目で指定されるブイ及び層の予測対象半旬の予測水温を示す。
※予測対象半旬の平年値:「Y項目」で指定されるブイの予測対象半旬の水温平年値
※指定半旬前の上流の実測値または予測値:「気温半旬」で指定される半旬前(つまり、指定される過去の半旬)の「X項目」で指定されるブイの実測値または予測値(気温または水温)
※指定半旬前の自身の水温:「水温半旬」で指定される半旬前(つまり、指定される過去の半旬)の「Y項目」で指定されるブイの実測値(水温)
Y = “average value coefficient” x “average water temperature average for the forecasted half-season”
+ "Upstream element coefficient" x "Upstream actual or predicted value before specified half-year"
+ "(Self-α) item coefficient" x "Own water temperature before the specified half-year"
+ Intercept * Y: Indicates the predicted water temperature of the target buoy and layer specified in the Y item in the mid-season.
* Forecast half-year average value: Water temperature average value for the buoy forecast half specified by “Y item” * Upstream measured or predicted value before the designated half-time: Designated by “temperature half-season” The actual or predicted value of the buoy specified in the “X item” before half of the season (that is, the specified past half-season) (temperature or water temperature)
* The water temperature of the buoy specified in the “Y item” before the half-time specified in the “water temperature half-time” (that is, the specified half-past in the past) (water temperature)

この演算式では、「指定半旬前」が「0」であれば、現在の半旬を示す。例えば、現在の半旬の一日目に演算する場合であれば、今日明日天気予報データの今日と明日の予想最高気温及び予想最低気温と、週間天気予報データの2日後から4日後までの予想最高気温及び予想最低気温を取得し、この期間の半旬(つまり現在の半旬)の予想平均気温を算出する。現在の半旬の3日目に演算するなど半旬の途中の場合は、過去の気象予報データも用いて、該当する半旬の各日の予想最高気温及び予想最低気温を取得して該当期間の半旬の予想平均気温を算出する。なお、過去については実測値が得られているような場合には、この実測値を用いる構成としても良いし、実測値を使わずに過去の気象予報データをそのまま用いても良い。   In this calculation formula, if “before half of the designated time” is “0”, the current half of the season is indicated. For example, if the calculation is performed on the first day of the current half-day, today's tomorrow weather forecast data today and tomorrow's expected maximum and minimum temperatures, and the forecast from 2 to 4 days after the weekly weather forecast data The highest temperature and the lowest expected temperature are acquired, and the expected average temperature in the middle of this period (that is, the current half) is calculated. In the case of half-season, such as calculating on the third day of the current half-season, use the past meteorological forecast data to obtain the expected maximum temperature and the expected minimum temperature for each applicable half-day, and the corresponding period. Calculate the expected average temperature in mid-season. In the case where measured values are obtained for the past, this measured value may be used, or past weather forecast data may be used as it is without using the measured value.

このようにしても求めた予測平均気温を0半旬前の上流の予測値とし、第1層である1m層の水温予測値を算出できる。第2層である15m層の水温予測値を算出するときは、上述のようにして先に第1層の水温予測値を算出しておくことで、何半旬前の上流の予測値を使う場合でも演算することができる。   The predicted average temperature obtained in this way can also be used as a predicted value upstream of 0 half an hour ago, and the predicted water temperature value of the 1 m layer, which is the first layer, can be calculated. When calculating the predicted water temperature of the 15m layer, which is the second layer, use the predicted value upstream of what half a month earlier by calculating the predicted water temperature of the first layer as described above. Even if it can be calculated.

なお、平年値係数、上流要素係数、(self−α)項目係数、及び切片の値は、気象連動型予測演算式作成プログラム11dが、過去のブイ別層別の水温と予想気温とを用いて重回帰分析によって予め算出しておく。   The normal value coefficient, the upstream element coefficient, the (self-α) item coefficient, and the intercept value are calculated by the weather-linked prediction calculation formula creation program 11d using the past water temperature and predicted temperature for each buoy. It is calculated in advance by multiple regression analysis.

図3(B)は、自己回帰型予測演算用設定データ102の構造を示す。自己回帰型予測演算用設定データ102は、項目と係数で構成されている。項目には、自己回帰型水温予測モデルの各係数を意味するa1,a2,…と、各ブイと層の固有ベクトル(変動の度合い)を意味するwt1_ta,wt2_ta,wt3_ta,…が記憶され、それぞれに係数が設定されている。   FIG. 3B shows the structure of the setting data 102 for autoregressive prediction calculation. The autoregressive prediction calculation setting data 102 includes items and coefficients. In the items, a1, a2,..., Which mean coefficients of the autoregressive water temperature prediction model, and wt1_ta, wt2_ta, wt3_ta,..., Which mean eigenvectors (degrees of fluctuation) of each buoy and layer are stored. The coefficient is set.

これらのデータを用いて、予測プログラム11cにより自己回帰型水温予測モデルで演算する場合に、次の演算式(式1)〜(式4)を用いて演算する。   Using these data, when the auto-regressive water temperature prediction model is calculated by the prediction program 11c, the calculation is performed using the following arithmetic expressions (Expression 1) to (Expression 4).

(式1)
ある半旬の主成分スコアZ = 「係数A」×「第1ブイ第1層平均偏差」
+「係数B」×「第1ブイ第2層平均偏差」
+「係数C」×「第1ブイ第3層平均偏差」
+「係数D」×「第1ブイ第4層平均偏差」
+「係数E」×「第2ブイ第1層平均偏差」
+「係数F」×「第2ブイ第2層平均偏差」
+ …
(式1の一例)
= 0.275TA1 + 0.263TA15 + 0.250TA30
+ 0.223TAb + 0.317AO1 + 0.309AO15
+ 0.309AO30 + 0.270AOb + 0.334TO1
+ 0.314TO15 + 0.303TO30 + 0.278TOb
(※数値は係数。TA1は平舘ブイ1m層、TA15は平舘ブイ15m層、TA30は平舘ブイ30m層、TAbは平舘ブイ底層。同様に、AO1〜bは青森ブイ1m層〜底層、TO1〜bは東湾ブイ1m層〜底層。)
(Formula 1)
Principal component score Z 1 = “coefficient A” × “first buoy first layer average deviation”
+ "Coefficient B" x "1st buoy 2nd layer average deviation"
+ "Coefficient C" x "1st buoy 3rd layer average deviation"
+ "Coefficient D" x "1st buoy 4th layer average deviation"
+ "Coefficient E" x "second buoy first layer average deviation"
+ "Coefficient F" x "2nd buoy 2nd layer average deviation"
+…
(Example of Formula 1)
Z 1 = 0.275 TA1 + 0.263 TA15 + 0.250 TA30
+ 0.223 TAb + 0.317 AO1 + 0.309 AO15
+ 0.309 AO30 + 0.270 AOb + 0.334 TO1
+ 0.314 TO15 + 0.303 TO30 + 0.278 TOb
(* Values are coefficients. TA1 is flat buoy 1m layer, TA15 is flat buoy 15m layer, TA30 is flat buoy 30m layer, TAb is flat buoy bottom layer. Similarly, AO1-b are Aomori buoy 1m layer-bottom layer, TO1-b. Is East Bay buoy 1m layer ~ bottom layer.)

(式2)
予測対象半旬の自己回帰値スコア値Z
=「係数a1」×「対象の層の1半旬前の主成分スコア」
+「係数a2」×「対象の層の2半旬前の主成分スコア」
+「係数a3」×「対象の層の3半旬前の主成分スコア」
+「係数a4」×「対象の層の4半旬前の主成分スコア」
+「係数a5」×「対象の層の5半旬前の主成分スコア」
(式2の一例)
= 1.09983×Zn−1 − 0.24522×Zn−2
+0.08854×Zn−3 − 0.08006×Zn−4
+0.07005×Zn−5
(※数値は係数。Zn−1〜Zn−5は指定半旬前の主成分スコア)
(Formula 2)
Autoregressive score value Z n for the forecasted half-season
= “Coefficient a1” × “principal component score one half before the target layer”
+ "Coefficient a2" x "principal component score of two and a half months before the target layer"
+ "Coefficient a3" x "principal component score before 3 half months of target layer"
+ "Coefficient a4" x "principal component score of the target layer 4 quarters before"
+ "Coefficient a5" x "principal component score before half of the target layer"
(Example of Formula 2)
Z n = 1.09983 × Z n−1 −0.24522 × Z n−2
+ 0.08854 × Z n−3 −0.08006 × Z n−4
+ 0.07005 × Z n-5
(* Numbers are coefficients. Zn -1 to Zn -5 are principal component scores before the designated half-year)

(式3)
予測偏差 =「対象の層の固有ベクトル」×予測対象半旬の自己回帰値スコア値
(Formula 3)
Prediction deviation = “Eigenvector of the target layer” x Autoregressive score score value for the prediction target half-season

(式4)
予測水温 =「予測偏差」+「平年水温」
(Formula 4)
Predicted water temperature = "Predicted deviation" + "Normal water temperature"

以下、上記(式1)〜(式4)による演算について説明する。
まず、自己回帰型水温予測モデルとは、測定した水温から将来の予測水温を求めるモデル、つまり自らのデータを用いて未来の自らを予測するモデルをいう。このモデルでは、まず、変動のパターンを把握するために主成分分析を行う。
Hereinafter, the calculations according to the above (formula 1) to (formula 4) will be described.
First, the autoregressive water temperature prediction model is a model for obtaining a future predicted water temperature from the measured water temperature, that is, a model for predicting the future self using its own data. In this model, first, principal component analysis is performed in order to grasp the variation pattern.

主成分分析は、多くの変量の値をできるだけ情報の損失なしに、1個または少数個の総合的指標で代表させる分析方法である。主成分の選択には、各主成分の固有値と寄与率を比較する必要がある。   Principal component analysis is an analysis method in which the values of many variables are represented by one or a few comprehensive indicators with as little information loss as possible. In selecting the principal component, it is necessary to compare the eigenvalue and contribution ratio of each principal component.

主成分選択の目安としては、(1)固有値が1以上であること、(2)直近の寄与率との差が大きいこと、(3)累積寄与率が80%以上であることがあげられる。自己回帰型水温予測モデルの主成分の中でこれに該当するのは第1主成分(z)のみであるため、これを採用している。この結果を利用し、第1主成分を使用した水温予測のための自己回帰モデルとして、上述した(式1)を用いて計算する。 As a guideline for selecting the principal component, (1) the eigenvalue is 1 or more, (2) the difference from the latest contribution rate is large, and (3) the cumulative contribution rate is 80% or more. Of the principal components of the autoregressive water temperature prediction model, only the first principal component (z 1 ) corresponds to this, and this is adopted. Using this result, calculation is performed using (Equation 1) described above as an autoregressive model for water temperature prediction using the first principal component.

次に、赤池情報量基準を用いて、モデルの次数を行う。なお、AICはモデルの当てはまりの良さを示す統計量であり、数値が小さいほど良くなる。AICの結果から、水温予測には例えば5半旬前(一例)までの主成分スコアの採用が適当とされれば、水温予測自己回帰モデルは、上述した(式2)のようになる。なお、ここでは5半旬前までが適当として説明したが、それ以外にも他の半旬前が適当の場合もある。その場合には、必要な半旬前の係数を準備しておくと良い。   Next, the order of the model is performed using the Akaike information criterion. AIC is a statistic indicating how well the model is applied, and the smaller the numerical value, the better. From the results of AIC, if it is appropriate to adopt principal component scores up to, for example, five and a half months before (for example) from the results of AIC, the water temperature prediction autoregressive model becomes as described above (Formula 2). In addition, although it was described here that the period before half a month was appropriate, there may be cases where other half a month is also appropriate. In that case, it is better to prepare the necessary pre-half-time coefficient.

(式3)に示すように、この自己回帰スコア値Zに固有ベクトルを乗じ、(式4)に示すように平年値(平年水温)を加算することで、予測値(予測水温)を算出できる。 As shown in (Equation 3), multiplied by eigenvectors in the autoregressive score Z n, can be calculated by adding average year value as shown in (Equation 4) (average year temperature), the predicted value (predicted temperature) .

このように、自己回帰型水温予測モデルは、1〜5半旬前(過去の複数の期間別)の全層のデータを用いて予測を行うことができる。なお、全ブイの全層を用いることに限らず、特定のブイについてそのブイの全層(あるいは所定数の層)のデータを用いて予測する構成としてもよい。この場合は、その特定のブイについて3〜8半旬前までのデータを用いて予測すればよい。   In this manner, the autoregressive water temperature prediction model can perform prediction using data of all layers 1 to 5 months before (by a plurality of past periods). Note that the configuration is not limited to using all layers of all buoys, and a specific buoy may be predicted using data of all layers (or a predetermined number of layers) of the buoy. In this case, what is necessary is just to estimate about the specific buoy using the data until 3-8 months ago.

図3(C)は、優先順位決定用データ103(優先順位決定情報)の構造を示す。優先順位決定用データ103は、Y、wt_HJ、AT_HJ、Method、R^2の各項目を有しており、1レコード(1行)に1つの演算設定データ(演算設定情報)が記録されている。   FIG. 3C shows the structure of the priority determination data 103 (priority determination information). The priority determination data 103 has items Y, wt_HJ, AT_HJ, Method, and R ^ 2, and one calculation setting data (calculation setting information) is recorded in one record (one line). .

Yは、どのブイのどの層の水温の予測に対する優先順位であるかを示す。
wt_HJは、自身の何半旬前の水温データを演算に使用するのかを示す実測指定情報である。
Y indicates which priority is given to predicting the water temperature of which layer of which buoy.
wt_HJ is actual measurement designation information indicating how many months before the water temperature data is used for calculation.

AT_HJは、上流の何半旬前の水温データ(又は気温データ)を演算に使用するのかを示す上流指定情報である。   AT_HJ is upstream designation information that indicates how many months before the upstream water temperature data (or temperature data) is used for the calculation.

Methodは、水温予測モデルとして気象連動型水温予測モデル(値が2のとき)と自己回帰型水温予測モデル(値が1のとき)のどちらを使用するのかを示す算出手法指定情報である。   Method is calculation method designation information indicating which of the weather-linked water temperature prediction model (when the value is 2) or the autoregressive water temperature prediction model (when the value is 1) is used as the water temperature prediction model.

R^2は、wt_HJとAT_HJとMethodで指定された内容で演算した場合の一致度を示す。この一致度は、過去のデータを用いた演算シミュレーションにより算出されたものであり、最大値である1に近い(つまり値が大きい)ほど一致度が高いことを示す。   R ^ 2 indicates the degree of coincidence when calculation is performed using the contents specified by wt_HJ, AT_HJ, and Method. This degree of coincidence is calculated by a calculation simulation using past data, and the degree of coincidence is higher as the value is closer to 1 (that is, the value is larger) which is the maximum value.

優先順位決定用データ103内のデータは、R^2に記憶されている一致度の高い順にソートされており、上から順にサーチして利用される。具体的には、演算したい所定のブイの所定の層と「Y」が一致し、かつ、「wt_HJ」と「AT_HJ」でそれぞれ指定された各データが得られているデータ(レコード)を一致度の高いデータから順にサーチしてヒットした時点のデータを用いて、そのデータで指定された水温予測モデルにより演算する。   The data in the priority determination data 103 is sorted in descending order of the degree of coincidence stored in R ^ 2, and is used by searching in order from the top. Specifically, the degree of coincidence is defined as data (record) in which “Y” matches a predetermined layer of a predetermined buoy to be calculated and each data specified by “wt_HJ” and “AT_HJ” is obtained. Using the data at the time of a search and hit in order from the highest data, the calculation is performed by the water temperature prediction model specified by the data.

この優先順位決定用データ103は、全てのブイ及び層別に演算設定データが記録されている。また、優先順位決定用データ103は、1つのブイ及び層について、気象予測データのいつの半旬を用いるか(AT_HJ)、および、自身の観測データのいつの半旬を用いるか(wt_HJ)を異ならせて、それに応じて他の値も異ならせた複数種類の演算設定データが記録されている。従って、あるブイのある層の水温予測を行う際には、そのブイ及び層のために存在する複数種類の演算設定データの中から現在得られるデータで計算できて最も一致度の高いものが選択される。   The priority setting data 103 stores operation setting data for all buoys and layers. In addition, the priority determination data 103 is different for each buoy and stratum when to use half of the weather forecast data (AT_HJ) and when to use half of its own observation data (wt_HJ). Accordingly, a plurality of types of calculation setting data, in which other values are also changed accordingly, are recorded. Therefore, when predicting the water temperature of a layer of a buoy, the one with the highest degree of coincidence that can be calculated from the currently obtained data is selected from the multiple types of calculation setting data that exist for that buoy and layer. Is done.

この優先順位決定用データ103は、水温予測モデルやどの半旬のデータを使うか等でグループ化することなく一致度のみでソートされているため、最も精度の良い演算方法を容易かつ適切に選択できる。   This priority determination data 103 is sorted only by the degree of coincidence without being grouped according to the water temperature prediction model, which half-time data is used, etc., so the most accurate calculation method can be selected easily and appropriately. it can.

図3(D)は、水温を保存するブイロボ閲覧用データ104の構造を示し、図3(E)は、観測データから演算により求めた日平均の値を保存するブイロボ閲覧用データ105の構造を示し、図3(F)は、日平均から演算により求めた半旬平均のブイロボ閲覧用データ106の構造を示す。なお、半旬とは、旬日の半分すなわち5日を指し、本実施形態では所定時間単位として半旬を用いている。ブイロボ閲覧用データ104,105,106は、ブイロボファイル85(図2(B)参照)と同じ構造を有しており、IDと状態と観測値で構成されている。なお、水温以外の他の観測項目については、ブイロボ閲覧用データ104と同じ構造で保存されるため、図示による説明を省略する。   FIG. 3D shows the structure of the brobo browsing data 104 that stores the water temperature, and FIG. 3E shows the structure of the brobo browsing data 105 that stores the daily average value obtained by calculation from the observation data. FIG. 3 (F) shows the structure of the semi-averaged brobo browsing data 106 obtained by calculation from the daily average. Note that “half-season” refers to half of a seasonal day, that is, five days, and in this embodiment, half-season is used as a predetermined time unit. The brobo browsing data 104, 105, 106 has the same structure as the brobo file 85 (see FIG. 2B), and is composed of an ID, a state, and an observed value. Note that the observation items other than the water temperature are stored in the same structure as the brobo browsing data 104, and thus the description thereof is omitted.

図3(G)は、簡易ブイ閲覧用データ107のデータ構造を示す。この簡易ブイ閲覧用データ107は、図2と共に説明した波高ブイメール本文データ91、簡易ブイメール本文データ92、および簡易ブイ添付ファイル93を基にブイロボ閲覧用データ104,105,106と同じ形式に加工したデータであり、IDと状態と観測値(1mの水温等)で構成されている。なお、メール本文の時刻はメール送信時刻であるため正時ではないが、観測はGPSから得る時刻等によって正時に正確に行われているため、電子メールから得たデータを正時に測定されたデータとして取り扱う。なお、正時とは、毎時0分のことを指す。   FIG. 3G shows the data structure of the simple buoy browsing data 107. The simple buoy browsing data 107 is in the same format as the brobo browsing data 104, 105, 106 based on the wave height bumail text data 91, the simple buoy text data 92, and the simple buoy attachment file 93 described with reference to FIG. It is processed data, and consists of ID, state, and observed value (1m water temperature etc.). Note that the time of the mail text is not the hour because it is the mail transmission time, but since the observation is performed accurately at the hour based on the time obtained from the GPS, the data obtained from the email is the data measured at the hour Treat as. The hour on the hour means 0 minutes per hour.

図3(H)は、ユビキタスブイ閲覧用データ108のデータ構造を示す。このユビキタスブイ閲覧用データ108は、ユビキタスブイダウンロードファイル95(図2(F)参照)から必要な観測データ(日付、時刻、外気温、各層の水温)を抽出し、ブイロボ閲覧用データ104,105,106と同じ形式に加工したデータであり、IDと状態と観測値(1mの水温等)で構成されている。ユビキタスブイ閲覧用データ108のデータは、測定時刻が基準時(正時)と異なるために基準時の値に補正した値を保存している。   FIG. 3H shows the data structure of the ubiquitous buoy browsing data 108. The ubiquitous buoy browsing data 108 extracts necessary observation data (date, time, outside temperature, water temperature of each layer) from the ubiquitous buoy download file 95 (see FIG. 2 (F)), and buoy robot browsing data 104, 105. , 106 and processed in the same format as the ID, state, and observed value (1 m water temperature, etc.). The data of the ubiquitous buoy browsing data 108 stores a value corrected to the reference time value because the measurement time is different from the reference time (normal time).

これらの簡易ブイ閲覧用データ107とユビキタスブイ閲覧用データ108も、ブイロボ閲覧用データ104,105,106と同じように、データ種別特定フォルダの下位に観測項目を示す観測項目フォルダが設けられ、その下位に、単位時間である1時間単位でデータを記録するファイルが保存されており、各ファイルは、ブイ名、年、層等を識別できるファイル名に設定されている。   These simple buoy browsing data 107 and ubiquitous buoy browsing data 108 are also provided with observation item folders indicating observation items below the data type specific folder, similar to the buirobo browsing data 104, 105, 106. A file for recording data in units of one hour, which is a unit time, is stored in the lower part, and each file is set to a file name that can identify a buoy name, year, layer, and the like.

図3(I)は、ホームページの出力置換テーブル109aのデータ構造を示す。この出力置換テーブル109aは、変数名と値を並べたテキストデータであり、1レコードに1つの変数名と値を並べている。なお、出力置換テーブル109aは、カンマ区切りで変数名と値が記憶されているデータであるが、図示では分かり易いように表形式にして表示している。この出力置換テーブル109aには、各ブイの各層の予測値、各ブイの各層での実測値、及び気象等、HTMLのひな形から適宜置換をするための全ての情報を記憶している。これにより、観測データ閲覧画面作成プログラム11aは、実測値と予測値を容易に画面表示することができる。   FIG. 3I shows the data structure of the output replacement table 109a on the home page. This output replacement table 109a is text data in which variable names and values are arranged, and one variable name and value are arranged in one record. Note that the output replacement table 109a is data in which variable names and values are stored in a comma-separated form, but is shown in a table format for easy understanding in the drawing. This output replacement table 109a stores all information for appropriately replacing HTML models, such as predicted values for each layer of each buoy, measured values for each layer of each buoy, and weather. Thereby, the observation data browsing screen creation program 11a can easily display the actual measurement value and the predicted value on the screen.

図3(J)は、水温予測を示す予測グラフ画像109bの構成図である。縦軸を観測項目の値(水温)とし、横軸を日時としている。この予測グラフ画像109bは、実測値を黒、予測値を赤で表示するといったように線色や線種等を用いて実測値と予測値を種類分けして1画面内に表示している。予測値の演算をした際にこの予測グラフ画像109bを作成してWEBサーバ17の記憶装置等に記憶しておくことで、現在までの実測値とこれからの予測値を表示した予測グラフ画像109bを、WEBサイトにアクセスしてきた利用者に即座に提供することができる。   FIG. 3J is a configuration diagram of a prediction graph image 109b showing water temperature prediction. The vertical axis is the observation item value (water temperature), and the horizontal axis is the date and time. The predicted graph image 109b displays the measured value and the predicted value in one screen using a line color, a line type, or the like so that the measured value is displayed in black and the predicted value is displayed in red. When the predicted value is calculated, the predicted graph image 109b is created and stored in the storage device or the like of the WEB server 17, so that the predicted graph image 109b displaying the measured value up to now and the predicted value in the future is displayed. It can be immediately provided to users who have accessed the WEB site.

図4は、WEBサーバ17の閲覧プログラム17aがユーザ端末7,8に表示させる水温予測表示画面110の画面構成図である。この水温予測表示画面110は、半旬予測水温データ表示部111と、ブイ及び層別に予測水温をグラフ表示する複数の予測水温グラフ表示部115と、ブイ及び層別に過去のデータによる予測の一致度と的中率を示す予測精度データ表示部119とを備えている。   FIG. 4 is a screen configuration diagram of the water temperature prediction display screen 110 that the browsing program 17 a of the WEB server 17 displays on the user terminals 7 and 8. This water temperature prediction display screen 110 includes a half-season predicted water temperature data display unit 111, a plurality of predicted water temperature graph display units 115 that display the predicted water temperature for each buoy and layer, and the degree of coincidence of prediction based on past data for each buoy and layer. And a prediction accuracy data display unit 119 indicating the hit rate.

半旬予測水温データ表示部111は、直近の半旬の実測値を示す実測値表示部112と、6半旬先までの予測値を示す予測値表示部113とを有している。実測値表示部112と予測値表示部113は、ブイ及び層別に実測水温または予測水温をそれぞれ表示している。   The half-season predicted water temperature data display unit 111 includes an actual measurement value display unit 112 that indicates an actual measurement value in the latest half-season, and a predicted value display unit 113 that indicates an estimated value up to six half-ahead. The measured value display unit 112 and the predicted value display unit 113 display the measured water temperature or the predicted water temperature for each buoy and layer.

予測水温グラフ表示部115は、縦軸を水温、横軸を半旬とするグラフであり、過去6半旬の実測値グラフ116と、現在を含む将来の6半旬の予測値グラフ117を一続きの折れ線グラフで表示する。実測値グラフ116と予測値グラフ117は、一続きでありながら明確に区別できるように、例えば値を示す点(プロット)と線の太さと形状は同じでありながら色を異ならせるなど、共通要素と差異要素を持たせて表示する。   The predicted water temperature graph display unit 115 is a graph in which the vertical axis represents the water temperature and the horizontal axis represents half-season. The predicted water temperature graph display unit 115 includes a measured value graph 116 for the past six and a half and a predicted value graph 117 for the next six and a half years including the present. Displayed as a continuous line graph. The measured value graph 116 and the predicted value graph 117 are common elements such as, for example, a point (plot) indicating a value and a line thickness and shape that are the same but different in color so that they can be clearly distinguished. And display with different elements.

また、過去の平年値を示す平年値グラフ118を実測値グラフ116および予測値グラフ117とは異なる形(例えば色と線種を変える)で表示する。
予測精度データ表示部119は、ブイ及び層別に一致度と的中率を表示する。
Further, the normal value graph 118 indicating the past normal value is displayed in a form different from the actual value graph 116 and the predicted value graph 117 (for example, the color and line type are changed).
The prediction accuracy data display unit 119 displays the degree of coincidence and the hit rate for each buoy and layer.

図5は、観測情報総合処理サーバ11の制御装置が予測プログラム11cによって予測処理を実行する動作のフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart of an operation in which the control device of the observation information general processing server 11 executes the prediction process by the prediction program 11c.

制御装置は、HUB52から更新信号を受信するまで待機する(ステップS1:No)。更新信号を受信すると(ステップS1:YES)、制御装置は、気象予報提供サーバ51から今日明日天気予報データと週間天気予報データを取得する(ステップS2)。
制御装置は、閲覧用観測データ13から予測に必要な範囲の観測データを取得する(ステップS3)。このとき、観測情報総合処理サーバ11の制御装置は、所定層実測水温情報取得手段として機能する。
The control device waits until an update signal is received from the HUB 52 (step S1: No). When the update signal is received (step S1: YES), the control device acquires tomorrow weather forecast data and weekly weather forecast data from the weather forecast providing server 51 (step S2).
The control device acquires observation data in a range necessary for prediction from the browsing observation data 13 (step S3). At this time, the control device of the observation information integrated processing server 11 functions as a predetermined layer actually measured water temperature information acquisition unit.

制御装置は、所定ブイの所定層の所定半旬の予測値を算出するために、まず、優先順位決定用データ103を参照して、この予測値を算出するためのデータが得られていて最も一致度の高い演算方式を決定する(ステップS4)。このとき、制御装置は、一致度の高い演算方式を選択する選択手段として機能する。   In order to calculate the predicted value of the predetermined half of the predetermined layer of the predetermined buoy, the control device first refers to the priority order determination data 103 and the data for calculating this predicted value is obtained most. A calculation method having a high degree of coincidence is determined (step S4). At this time, the control device functions as a selection unit that selects a calculation method having a high degree of coincidence.

制御装置は、決定した演算方式と得られているデータにより予測値を算出する(ステップS5)。このとき、自己回帰型水温予測モデルと気象連動型水温予測モデルのうち優先順位決定用データ103で決定されたモデルと、得られたデータを利用して予測値を算出する。気象連動型水温予測モデルを用いる場合、制御装置は気象連動型所定層予測水温算出手段として機能し、自己回帰型水温予測モデルを用いる場合、制御装置は自己回帰型所定層予測水温算出手段として機能する。   The control device calculates a predicted value based on the determined calculation method and the obtained data (step S5). At this time, a predicted value is calculated using the model determined by the priority determination data 103 among the autoregressive water temperature prediction model and the weather-linked water temperature prediction model and the obtained data. When the weather-linked water temperature prediction model is used, the control device functions as a weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculation means, and when the autoregressive water temperature prediction model is used, the control device functions as an auto-regressive predetermined layer predicted water temperature calculation means. To do.

制御装置は、必要範囲の予測値の計算が完了するまで(ステップS6:No)、予測対象を次に進め(ステップS7)、ステップS4に戻って処理を繰り返す。このとき、予測値を算出している現在の層よりも下流の層が存在していれば、1つ下流の層を予測対象とし、最下層の層(例えば底)まで到達していれば、1つ先の半旬の最上流層(例えば1m層)を予測対象とする。そして、現在のブイに関して予測限界となる将来の半旬(例えば6半旬先)の全層についての予測が完了すれば、別のブイについて直近の最上層から順番に予測値の算出を実行する。   The control device advances the prediction target next (step S7) until the calculation of the predicted value of the necessary range is completed (step S6: No), returns to step S4, and repeats the process. At this time, if there is a layer downstream from the current layer for which the predicted value is calculated, one downstream layer is targeted for prediction, and if the lowest layer (for example, the bottom) is reached, The most upstream half layer (for example, 1 m layer) ahead is set as the prediction target. Then, when prediction for all layers in the future half of the current buoy, which is the prediction limit (for example, six half years ahead), is completed, prediction values are calculated in order from the most recent highest layer for another buoy. .

制御装置は、必要範囲の予測値の計算が完了すると(ステップS6:Yes)、得られたブイ別層別時期別の予測データとしてWEBサーバ17の閲覧用データ17bに記録するように出力する(ステップS8)。このとき、制御装置は、予測水温グラフ表示部115も作成し、WEBサーバ17の記憶装置に保存する。   When the calculation of the predicted value of the necessary range is completed (step S6: Yes), the control device outputs the obtained buoy-by-layer stratified forecast data to be recorded in the browsing data 17b of the WEB server 17 ( Step S8). At this time, the control device also creates a predicted water temperature graph display unit 115 and stores it in the storage device of the WEB server 17.

以上の構成及び動作により、将来の水温を精度よく予測することができる。
水温を層別に予測するため、1m層等の水温に日照の影響を受けやすい層と、底層等の水温に日照の影響を受けにくい層をいずれも高精度に予測することができる。
With the above configuration and operation, the future water temperature can be accurately predicted.
Since the water temperature is predicted for each layer, it is possible to predict with high accuracy both the layer such as the 1 m layer that is easily affected by sunlight and the layer such as the bottom layer that is not easily affected by sunlight.

また、上流の予測値を用いて算出するため、予測気温を用いて最上流層(例えば1m層)を予測し、その予測結果を用いて直下の下流層(例えば15m層)を予測するといったように、深い層まで順次予測していくことができる。   In addition, since it is calculated using the upstream predicted value, the most upstream layer (for example, 1 m layer) is predicted using the predicted temperature, and the immediately downstream layer (for example, 15 m layer) is predicted using the prediction result. In addition, it is possible to predict up to the deep layer one after another.

また、自己回帰型予測演算式作成プログラム11eを用いることにより、少なくとも1〜5半旬前の全層のデータを用いて過去の水温変化に基づいた高い精度で安定した予測を比較的長期間(例えば4〜6半旬先)に渡って実施することができる。   In addition, by using the autoregressive prediction formula creation program 11e, a highly accurate and stable prediction based on the past water temperature change can be performed for a relatively long period of time using data of all layers at least 1 to 5 months ago. For example, it can be carried out over a period of 4 to 6 months.

また、自己回帰型予測演算式作成プログラム11eを用いることで、気象予測が得られなくとも水温だけで算出することができる。また、自己回帰型予測演算式作成プログラム11eは、通年の水温カーブを忠実に再現することができる。   Further, by using the autoregressive prediction calculation formula creation program 11e, it is possible to calculate only by the water temperature even if the weather prediction cannot be obtained. Further, the autoregressive prediction formula creation program 11e can faithfully reproduce the water temperature curve for the whole year.

また、予測プログラム11cの気象連動型水温予測モデルを用いることにより、直近(例えば2〜3半旬先、長ければ4〜5半旬先)の水温を急激な気象変動にも対応して高精度に予測できる。   In addition, by using the weather-linked water temperature prediction model of the prediction program 11c, the latest water temperature (for example, two to three and a half years ahead, 4 to 5 half a year ahead) can be used with high accuracy in response to sudden weather fluctuations. Can be predicted.

また、予測プログラム11cの気象連動型水温予測モデルを用いることにより、未経験の水温にも対応することができ、1〜5半旬前の全層のデータが得られなくとも少ないデータで予測ができる。   In addition, by using the weather-linked water temperature prediction model of the prediction program 11c, it is possible to cope with inexperienced water temperature, and prediction can be made with a small amount of data even if data of all layers before the first to the fifth half is not obtained. .

また、気象連動型水温予測モデルで演算する予測プログラム11cは、上流の予測値と、自身の実測値に加えて、過去の平年値も用いた演算とすることで、より高精度の予測を実現することができる。   In addition, the prediction program 11c that calculates with the weather-linked water temperature prediction model realizes more accurate prediction by using the past normal value in addition to the upstream predicted value and its own actual measured value. can do.

また、気象連動型水温予測モデルで演算する予測プログラム11cは、演算式に演算対象となっている所定層の水温平年値(平年水温情報)をさらに代入して演算するため、より安定した高精度の予測を実現できる。   In addition, the prediction program 11c that calculates with the weather-linked water temperature prediction model performs calculation by further substituting the water temperature average value (average water temperature information) of the predetermined layer that is the calculation target into the calculation formula, so that more stable and highly accurate Can be predicted.

また、予測プログラム11cは、気象連動型水温予測モデルと自己回帰型水温予測モデルのうち予測精度の高い方をブイ別層別に選択する構成であるため、両モデルの良いところを取って高精度な予測を実現することができる。   Moreover, since the prediction program 11c is a structure which selects the higher prediction accuracy according to a buoy layer among a weather-linked water temperature prediction model and an autoregressive water temperature prediction model, it takes high points of both models and provides high accuracy. Prediction can be realized.

特に、概ね0.96等の高い一致度での計算ができる自己回帰型水温予測モデルで、一致度が0.75や0.89と下がってしまう夏季のピーク水温についても、気象連動型水温予測モデルを用いることで0.91や0.95といった一致度に精度向上することができる。   In particular, it is an autoregressive water temperature prediction model that can perform calculations with a high degree of coincidence of approximately 0.96, etc., and even for summer peak water temperatures where the degree of coincidence falls to 0.75 or 0.89, weather-linked water temperature prediction By using the model, the accuracy can be improved to a degree of coincidence such as 0.91 and 0.95.

これにより、夏季以上高水温によって大量へい死が問題となっている帆立貝の養殖について、精度の高い予測によって養殖している深さを早目に移動させてへい死を防止することができる。つまり、従来であれば、帆立貝の成長が止まる20℃を超えて体力消耗が始まる23℃からへい死の危険が出てくる25℃までの間に移動させていた。これは、それより早くに移動させると結局水温がそれほど上昇せずに無駄な作業となることもあり、しかも水深が深い方へ移動させると帆立貝の餌が少なく成長も悪くなるため、この水温でするのが作業効率上最適であったことによっている。これに対して、本発明により、この先の水温がどの程度まで上昇するか予測して示せるため、従来よりも早い時点で移動の要否を判断して移動指示を行うことができる。これにより、無駄な作業を発生させずに帆立貝のへい死を防止することができる。   As a result, for scallop farming where large-scale mortality is a problem due to high water temperature during the summer, it is possible to prevent mortality by moving the depth of the culturing early with high-precision prediction. In other words, in the past, the scallops were moved from 23 ° C., where the growth of scallops stopped, to 23 ° C., where physical exhaustion began, and to 25 ° C., where there was a risk of death. This is because if the water is moved faster than that, the water temperature will not increase so much and it will be a wasteful work, and if it is moved deeper, the scallops will eat less and the growth will worsen. This is because it was optimal in terms of work efficiency. On the other hand, according to the present invention, it is possible to predict and indicate how much the water temperature will rise, so that it is possible to determine whether or not to move and to give a movement instruction at a point earlier than before. As a result, it is possible to prevent scallop mortality without causing unnecessary work.

また、優先順位別に並べた優先順位決定用データ103を用いて、得られるデータを用いて算出できる演算方式のうち最も一致度の高い(精度の高い)演算方式で予測を行うため、全層の全期間に渡って高精度の予測を実現することができる。   In addition, using the priority order determination data 103 arranged according to the priority order, prediction is performed using a calculation method having the highest degree of coincidence (high accuracy) among the calculation methods that can be calculated using the obtained data. Precise predictions can be realized over the entire period.

また、優先順位決定用データ103は、1つのブイ及び層について、演算に用いる気象予報データ及び観測データについて、どの半旬の気象予報データとどの半旬の観測データを用いるかを異ならせた複数種類の演算設定データを記録していて、一致度の高い順に選択できるようになっている。このため、観測データに欠測がある場合であっても、観測できている半旬の観測データと気象予報データを用いて予測することができる。しかも、得られた観測データおよび気象予報データで演算可能な演算設定データのうち最も一致度の高い演算設定データを選択して演算するため、得られたデータでベストの予測を行うことができる。   In addition, the priority order determination data 103 includes a plurality of different weather forecast data and observation data to be used for the weather forecast data and observation data used for calculation for one buoy and layer. Various types of calculation setting data are recorded and can be selected in descending order of coincidence. For this reason, even if there is a missing measurement in the observation data, it is possible to make a prediction using the observed observation data and weather forecast data in mid-season. In addition, since the calculation setting data having the highest degree of coincidence is selected and calculated from the calculation setting data that can be calculated from the obtained observation data and weather forecast data, the best prediction can be performed using the obtained data.

水温予測表示画面110は、既に観測済みの観測データと、その先の予測データを一続きの折れ線グラフとして表示し、かつ、観測データ部分と予測データ部分を色分けする等によって差異要素を持たせて表示するため、利用者が実際の水温推移とその先の予測水温推移を直観的に容易に理解することができる。   The water temperature prediction display screen 110 displays the observation data that has already been observed and the prediction data ahead of it as a continuous line graph, and has different elements by color-coding the observation data portion and the prediction data portion. Because it is displayed, the user can intuitively easily understand the actual water temperature transition and the predicted water temperature transition ahead.

この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、観測データ閲覧画面作成装置としての観測情報総合処理サーバ11とWEBサーバ17を別個のサーバとして構築したが、これに限らず一台のサーバコンピュータに両方の機能を兼ね備える構成とするなど、適宜の構成にすることができる。
The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
For example, the observation information general processing server 11 and the WEB server 17 as the observation data browsing screen creation device are constructed as separate servers. However, the present invention is not limited to this, and a single server computer has both functions. It can be configured as follows.

また、ブイロボ23、簡易ブイ33、およびユビキタスブイ43の3種類に対応し、データ形式もFTPでダウンロードする形式と電子メールで受信する形式に対応したが、この中の一部に対応する、あるいはこれよりも多くのものに対応するなど、適宜の構成とすることができる。   Also, it corresponds to the three types of buirobo 23, simple buoy 33, and ubiquitous buoy 43, and the data format also corresponds to the format downloaded by FTP and the format received by e-mail, but it corresponds to some of these, or It is possible to adopt an appropriate configuration such as handling more than this.

また、観測データと気象予報データを半旬単位で演算し出力する構成としたが、これに限らず、適宜定めた期間単位(例えば1日単位、1週間単位等)で実測値と予測値を出力する構成してもよい。この場合は、定めた期間単位で予測値を算出することができる。
また、予測気象情報として予想最高気温と予想最低気温の平均値をさらに半旬で平均した予想気温を用いたが、これに限らず得られる情報に応じて適宜の予測気象情報を用いる構成とすることができる。
また、気象予報データとして異常天候早期警戒情報を取り込み、予測精度を向上させる構成としてもよい。
In addition, the observation data and the weather forecast data are calculated and output in half-season units. However, the present invention is not limited to this. It may be configured to output. In this case, the predicted value can be calculated in a determined period unit.
Moreover, although the predicted temperature obtained by averaging the average value of the predicted maximum temperature and the predicted minimum temperature in half-season is used as the predicted weather information, the present invention is not limited to this, and appropriate predicted weather information is used according to the obtained information. be able to.
Moreover, it is good also as a structure which takes in abnormal weather early warning information as weather forecast data, and improves a prediction precision.

また、上流と下流を重力方向(鉛直方向)としたが、これに限らず水平方向としてもよい。この場合、例えば同じ水深で入口側の水温を上流、奥部側の水温を下流として演算を行えばよい。これにより、鉛直方向に予測を進めるよりも水平方向に予測を進める方が高精度となるような海の環境に対応でき、高精度な予測をより多種類の環境でも実現することができる。   Moreover, although the upstream and downstream were made into the gravitational direction (vertical direction), not only this but a horizontal direction is good. In this case, for example, calculation may be performed at the same water depth with the water temperature on the inlet side being upstream and the water temperature on the back side being downstream. As a result, it is possible to cope with a marine environment in which the prediction in the horizontal direction is more accurate than the prediction in the vertical direction, and high-precision prediction can be realized in more types of environments.

この発明は、海洋において将来の水温を精度よく予測するシステムに利用することができるが、これに限らず、様々な予測システム、特に深さ方向に何層も観測点が存在するようなシステムでの予測に利用することができる。   The present invention can be used in a system that accurately predicts the future water temperature in the ocean. However, the present invention is not limited to this, and various prediction systems, particularly systems in which multiple observation points exist in the depth direction. Can be used to predict

11…総合処理サーバ
11c…予測プログラム
11 ... Integrated processing server 11c ... Prediction program

Claims (6)

将来の気象に関する予測気象情報を取得する予測気象情報取得手段と、
水深方向の所定の層にて水温が観測された所定層実測水温情報を取得する所定層実測水温情報取得手段と、
前記予測気象情報と前記所定層実測水温情報に基づいて前記所定層の将来の水温を予測した所定層予測水温情報を算出する気象連動型所定層予測水温算出手段とを備え、
前記気象連動型所定層予測水温算出手段は、
水上側を上流とし水深方向の深い方を下流として、前記所定層より上流の所定層予測水温情報又は前記予測気象情報である上流予測情報と、当該所定層の前記所定層実測水温情報とを演算式に代入して前記所定層予測水温情報を算出する構成である
所定層予測水温算出装置。
Predicted weather information acquisition means for acquiring predicted weather information about future weather;
Predetermined layer actual water temperature information acquisition means for acquiring predetermined layer actual water temperature information in which the water temperature was observed in a predetermined layer in the water depth direction;
A weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculating means for calculating a predetermined layer predicted water temperature information obtained by predicting a future water temperature of the predetermined layer based on the predicted weather information and the predetermined layer actually measured water temperature information;
The weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculating means is:
Calculates the predetermined layer predicted water temperature information upstream of the predetermined layer or the upstream predicted information that is the predicted weather information, and the predetermined layer actually measured water temperature information of the predetermined layer, with the upstream side as the upstream and the deeper in the depth direction as the downstream. A predetermined layer predicted water temperature calculation device configured to calculate the predetermined layer predicted water temperature information by substituting into an equation.
前記所定層実測水温情報取得手段は、前記所定層実測水温情報を過去の複数の期間別に取得する構成であり、
取得した複数の所定層実測水温情報に基づいて当該所定層の将来の予測水温である所定層予測水温情報を算出する自己回帰型所定層予測水温算出手段と、
前記気象連動型所定層予測水温算出手段と前記自己回帰型所定層予測水温算出手段のうち予測水温を算出する予測対象所定層毎に予測精度の高い方を選択する選択手段とを備えた
請求項1記載の所定層予測水温算出装置。
The predetermined layer actually measured water temperature information acquisition means is configured to acquire the predetermined layer actually measured water temperature information for each of a plurality of past periods,
Autoregressive predetermined layer predicted water temperature calculating means for calculating predetermined layer predicted water temperature information, which is a future predicted water temperature of the predetermined layer, based on the acquired predetermined layer actual water temperature information;
A selection unit that selects the one with higher prediction accuracy for each predetermined layer to be predicted for calculating the predicted water temperature among the weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculating unit and the autoregressive predetermined layer predicted water temperature calculating unit. The predetermined layer predicted water temperature calculation device according to 1.
前記気象連動型所定層予測水温算出手段と前記自己回帰型所定層予測水温算出手段のうちいずれを用いて算出するのかを指定する算出手法指定情報と、
前記上流予測情報のうちどの時期の情報を使用するかを指定する上流指定情報と、
前記所定層実測水温情報としてどの時期の情報を使用するかを指定する実測指定情報とで構成される演算設定情報を、
層別に予測精度の高低を判別可能に記憶した優先順位決定情報を有し、
前記選択手段は、
前記優先順位決定情報を参照し、取得できた情報により算出できる演算設定のうち最も優先順位の高いものを採用する構成である
請求項2記載の所定層予測水温算出装置。
Calculation method designation information for designating which of the weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculating means and the autoregressive predetermined layer predicted water temperature calculating means is to be used for calculation;
Upstream designation information for designating which time of the upstream prediction information is used;
Calculation setting information composed of actual measurement designation information for designating which period of information is used as the predetermined layer actual water temperature information,
It has priority determination information that memorizes the level of prediction accuracy for each layer so that it can be distinguished,
The selection means includes
The predetermined layer predicted water temperature calculation device according to claim 2, wherein the predetermined setting water temperature calculation device is configured so as to employ a calculation setting that can be calculated based on the acquired information with reference to the priority determination information.
前記所定層実測水温情報は、上流から下流へ複数層について層別に記憶されており、
前記選択手段により選択された演算手法によって所定層予測水温情報を算出する処理を、上流の層から下流の層へ順番に実行していき、時間方向については直近から将来へ順番に実行していくことで、複数層について複数時期の予測値を算出する構成である
請求項3記載の所定層予測水温算出装置。
The predetermined layer actually measured water temperature information is stored for each of a plurality of layers from upstream to downstream,
The process of calculating the predetermined layer predicted water temperature information by the calculation method selected by the selection unit is sequentially executed from the upstream layer to the downstream layer, and the time direction is sequentially executed from the latest to the future. The predetermined layer predicted water temperature calculation device according to claim 3, wherein the predicted value of a plurality of times is calculated for a plurality of layers.
将来の気象に関する予測気象情報を取得する予測気象情報取得手段と、
水深方向の所定の層にて水温が観測された所定層実測水温情報を取得する所定層実測水温情報取得手段と、
前記予測気象情報と前記所定層実測水温情報に基づいて前記所定層の将来の水温を予測した所定層予測水温情報を算出する気象連動型所定層予測水温算出手段とを用い、
前記気象連動型所定層予測水温算出手段により、
水上側を上流とし水深方向の深い方を下流として、前記所定層より上流の所定層予測水温情報又は前記予測気象情報である上流予測情報と、当該所定層の前記所定層実測水温情報とを演算式に代入して前記所定層予測水温情報を算出する
所定層予測水温算出方法。
Predicted weather information acquisition means for acquiring predicted weather information about future weather;
Predetermined layer actual water temperature information acquisition means for acquiring predetermined layer actual water temperature information in which the water temperature was observed in a predetermined layer in the water depth direction;
Using a weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculating means for calculating a predetermined layer predicted water temperature information for predicting a future water temperature of the predetermined layer based on the predicted weather information and the predetermined layer actually measured water temperature information;
By the weather interlocking type predetermined layer predicted water temperature calculating means,
Calculates the predetermined layer predicted water temperature information upstream of the predetermined layer or the upstream predicted information that is the predicted weather information, and the predetermined layer actually measured water temperature information of the predetermined layer, with the upstream side as the upstream and the deeper in the depth direction as the downstream. A predetermined layer predicted water temperature calculation method for calculating the predetermined layer predicted water temperature information by substituting into a formula.
コンピュータを、
将来の気象に関する予測気象情報を取得する予測気象情報取得手段と、
水深方向の所定の層にて水温が観測された所定層実測水温情報を取得する所定層実測水温情報取得手段と、
前記予測気象情報と前記所定層実測水温情報に基づいて前記所定層の将来の水温を予測した所定層予測水温情報を算出する気象連動型所定層予測水温算出手段として機能させ、
前記気象連動型所定層予測水温算出手段は、
水上側を上流とし水深方向の深い方を下流として、前記所定層より上流の所定層予測水温情報又は前記予測気象情報である上流予測情報と、当該所定層の前記所定層実測水温情報とを演算式に代入して前記所定層予測水温情報を算出する
所定層予測水温算出プログラム。
Computer
Predicted weather information acquisition means for acquiring predicted weather information about future weather;
Predetermined layer actual water temperature information acquisition means for acquiring predetermined layer actual water temperature information in which the water temperature was observed in a predetermined layer in the water depth direction;
Functioning as a weather-coupled predetermined layer predicted water temperature calculating means for calculating predetermined layer predicted water temperature information for predicting a future water temperature of the predetermined layer based on the predicted weather information and the predetermined layer actually measured water temperature information;
The weather-linked predetermined layer predicted water temperature calculating means is:
Calculates the predetermined layer predicted water temperature information upstream of the predetermined layer or the upstream predicted information that is the predicted weather information, and the predetermined layer actually measured water temperature information of the predetermined layer, with the upstream side as the upstream and the deeper in the depth direction as the downstream. A predetermined layer predicted water temperature calculation program for calculating the predetermined layer predicted water temperature information by substituting into a formula.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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