JP2016062113A - 水溜り分布予測システム、水溜り分布予測装置、水溜り分布予測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】地表にできる水溜りの規模や分布を示し、歩行者や車両が移動経路や装備を選択する際の支援になり得る情報を提供することができる水溜り分布予測システムを提供する。【解決手段】水溜り分布予測装置１１と、水溜り分布予測装置によって予測された水溜り情報を表示する表示部を有する通信端末装置と、を含む水溜り分布予測システムを構成する。そして、水溜り分布予測装置１１を、地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定部１１１、演算領域毎に、演算領域に流れ込む水の流入量及び演算領域から流れ出す水の流出量を演算し、複数の演算領域の流入量及び流出量の収支から水溜り情報を演算する水溜り情報演算部１１５と、によって構成する。【選択図】図２

Description

本発明は、地表の形状や降雨量に応じて生じる水溜りの分布を予測する水溜り分布予測システム、水溜り分布予測装置及び水溜り分布予測プログラムに関する。

現在、降水量や河川の水位と地図情報とに基づいて、洪水や浸水を予測するハザードマップを作成するシステムが実用化されている。このようなシステムは、例えば、特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載のシステムは、堤防が破堤する地点を想定し、破堤が起こった個所の河川の幅や洪水時に予測される水位、さらに提地内の地盤の比高等を基にして氾濫流量を算出する。そして、システムは、氾濫流量分の水をメッシュ状に区切った提内地に流下させたことを想定して想定浸水深を算出する。さらに、特許文献１に記載のシステムは、想定浸水深からメッシュ状に分割された提内地の平均地盤高を差し引いて浸水深を算出し、浸水深が等しくなる地点を線で結んで示した等深線図を作成している。

特開２００３−１６８１７９号公報

しかしながら、降雨は、洪水や浸水といった災害を引き起こすほど強いものでなくても、歩行や車両の走行に支障をきたす場合がある。例えば、降雨によって水溜りができた個所は、人にとっては歩行し難く、運転者にとっては水しぶきが歩行者にかかる、あるいは車両が汚れるといった可能性を有する。さらに、運転者は、水溜りの規模によっては道路の走行を回避して他の走行路を選択する場合もある。また、歩行者は、水溜りの程度によっては防水性を有する靴を履く必要がある。

特許文献１に記載されたシステムは、災害時の浸水深を対象にしたハザードマップシステムであり、降雨によって地表にできる水溜りの規模や個所を示すものではない。したがって、特許文献１に記載のシステムにより、ユーザは、移動経路選択の支援となる水溜りの情報を得ることはできない。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、地表にできる水溜りの規模や分布を示し、歩行者や車両が移動経路や装備を選択する際の支援になり得る情報を提供することができる水溜り分布予測システム、水溜り分布予測装置及び水溜り分布予測プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の水溜り分布予測システムの一態様は、地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定部と、演算領域毎に、演算領域に流れ込む水の流入量及び演算領域から流れ出す水の流出量を演算し、複数の演算領域の流入量及び流出量の収支から水溜り情報を演算する水溜り情報演算部と、を備え、地表に生じる水溜りの分布の状態を予測する水溜り分布予測装置と、水溜り分布予測装置によって予測された水溜り分布を示す水溜り情報を表示する表示部を有する通信端末装置と、を含むことを特徴とする。

本発明の水溜り分布予測装置の一態様は、地表に生じる水溜りの分布の状態を予測する水溜り分布予測装置であって、地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定部と、演算領域毎に、演算領域に流れ込む水の流入量、隣接する演算領域に流れ出す流出量、演算領域から排水設備に流れ出す水の流出量及び排水設備に流れ込むことが抑止された水の流出抑止量を演算し、複数の演算領域の流入量、流出量及び流出抑止量の収支と、演算領域にあたる地表の形状とから、水溜り分布を示す水溜り情報を演算する水溜り情報演算部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の水溜り分布予測装置の一態様は、上記態様において、水溜り情報演算部が、降雨の量及び降雨の予測量の少なくとも一方を流入量とし、演算領域が排除できる水量を流出量として演算を行うことを特徴とする。
また、本発明の水溜り分布予測装置の一態様は、上記態様において、水溜り情報演算部が、演算領域に対応する土地が属する自治体が公表した水の排除能力を演算領域が排除できる水量として演算することを特徴とする。

また、本発明の水溜り分布予測装置の一態様は、上記態様において、水溜り情報演算部が、浸透施設の浸透能力及び貯留施設の貯水能力の少なくとも一方を使って演算領域が排除できる水量を演算することを特徴とする。
また、本発明の水溜り分布予測装置の一態様は、上記態様において、水溜り情報演算部が、同一の演算領域について繰返し水溜り情報を演算する場合、先の演算によって算出された水溜り情報が示す演算領域内の水溜りに関する情報をさらに用いて水溜り情報を演算することを特徴とする。

また、本発明の水溜り分布予測装置の一態様は、上記態様において、水溜り情報の取得の要求を受け付ける水溜り情報要求受付部と、水溜り情報の取得が要求された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、をさらに備え、演算領域設定部は、位置情報取得部によって取得された位置情報が示す位置を含む範囲を分割して複数の演算領域を設定することを特徴とする。

本発明の水溜り分布予測プログラムの一態様は、地表に生じる水溜りの分布を予測する水溜り分布予測プログラムであって、コンピュータに、地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定機能と、演算領域毎に、演算領域に流れ込む水の流入量及び演算領域から流れ出す水の流出量を演算し、複数の演算領域の流入量及び流出量の収支と、演算領域にあたる地表の形状とから水溜り情報を演算する水溜り情報演算機能と、を実現させることを特徴とする。

地表にできる水溜りの規模や分布を示し、歩行者や車両が移動経路や装備を選択する際の支援になり得る情報を提供することができる水溜り分布予測システム、水溜り分布予測装置及び水溜り分布予測プログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態の水溜り分布予測システムを説明するための図である。 図１に示した水溜り分布予測装置を説明するための機能ブロック図である。 本発明の一実施形態の要求範囲を示す地図情報を示した図である。 図３に示した要求範囲を拡大して演算領域を示した図である。 本発明の一実施形態の流入量、流出量を設定するための具体的な手順を説明するための図である。 本発明の一実施形態の通信端末装置のディスプレイ画面に表示された水溜り情報を例示した図である。 本発明の一実施形態の水溜り分布予測プログラムを説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
［水溜り分布予測システム］
図１は、本実施形態の水溜り分布予測システムを説明するための図である。本実施形態の水溜り分布予測システム１は、地表に生じる水溜りの分布を予測する水溜り分布予測装置１１と、水溜り分布予測装置１１によって求められた水溜り分布情報を表示する表示部を有する通信端末装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び通信端末装置１２ｄと、を含んでいる。図１に示した例では、通信端末装置１２ａ、１２ｃがスマートフォンであり、通信端末装置１２ｂがカーナビゲーション装置であり、通信端末装置１２ｄがタブレットである。
なお、本実施形態は、通信端末装置の数を４つに限定するものではなく、任意の数の通信端末装置を含む。

本実施形態の水溜り分布予測装置１１は、インターネット１７と接続するサーバ装置である。水溜り分布予測装置１１は、気象情報を配信する気象サーバ装置１３とインターネット１７を介して接続されている。通信端末装置１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、いずれもＧＰＳ（ジーピーエス：Global Positioning System）１５によって自身の位置を測位する機能を有している。なお、気象サーバ装置１３によって配信される気象情報としては、例えば、気象庁から配信されるナウキャスト降雨情報によって提供される降雨強度分布がある。

通信端末装置のユーザは、例えば、通信端末装置１２ａを操作して水溜り情報の送信を要求するための要求信号を水溜り分布予測装置１１に送信する。この際、通信端末装置１２ａは、要求信号と共に自身の位置を示す測位情報を送信する。通信端末装置１２ａには、ユーザが要求信号を送信する際、自身の位置を測位し、測位の結果得られた位置を示す位置情報を送信するアプリケーションが予めインストールされている。

［水溜り分布解析装置］
図２は、水溜り分布予測装置１１を説明するための機能ブロック図である。水溜り分布予測装置１１は、通信端末装置１２ａが送信した要求情報を受信する水溜り情報要求受付部１１１を備えている。また、水溜り分布予測装置１１は、地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定部１１３を備えている。そして、水溜り分布予測装置１１は、演算領域毎に、演算領域に流れ込む水の流入量、演算領域から排水設備に流れ出す水の流出量及び排水設備に流れ込むことが抑止された水の流出抑止量を演算し、複数の演算領域の流入量、流出量及び流出抑止量の収支と、演算領域にあたる地表の形状とから、水溜り分布を示す水溜り情報を演算する水溜り情報演算部１１５を備えている。

さらに、水溜り分布予測装置１１は、水溜り情報を演算する演算に使用する情報を格納する情報格納部２０を備えている。情報格納部２０は、地表情報格納部２０１、気象情報格納部２０３、雨水排除情報格納部２０５、浸透施設情報格納部２０７を備えている。
なお、本実施形態では、水が排水設備に流れ出て処理されることを「排水」あるいは「水の排除」と記す。また、本実施形態では、排水施設に流れ込むことなく（排水設備に負荷をかけることなく）演算領域内の地表から除かれる水を「浸透水」あるいは「貯留水」として排水と区別する。

水溜り情報要求受付部１１１は、サーバ装置である水溜り分布予測装置１１が備えるデータ受信部である。演算領域設定部１１３は、要求信号と共に送信されてきた位置情報が示す位置を中心にして、地図情報上において一定の範囲を定める。本実施形態では、一定の範囲を２ｋｍ×２ｋｍの正方形の範囲とする。本実施形態は、演算領域設定部１１３が設定した一定の範囲を「要求領域」と記す。さらに、演算領域設定部１１３は、要求領域を、さらに５ｍ×５ｍの複数の正方形の範囲に分割する。本実施形態は、分割後の複数の範囲を「演算領域」と記す。
なお、本実施形態は、要求領域を設定するにあたり、位置情報を中心にするものに限定されるものではない。本実施形態は、位置情報が示す位置を要求領域のいずれに設定するものであってもよい。

水溜り情報演算部１１５は、演算領域毎に、外部から演算領域に流れ込む水の量と、演算領域から排水設備に流れ出す水の量及び排水設備に流れ込むことが抑止された水の量とを算出する。本実施形態では、演算領域に流れ込む水の量を「流入量」、演算領域から流れ出す水の量を「流出量」、排水設備に流れ込むことが抑止された水の量を「排水抑止量」と記す。流入量、流出量及び「排水抑止量」は、降雨量、地表の高低や周囲との高低差（傾斜）、演算領域から水が排水設備に流れ込むことを防ぐための浸透設備、演算領域から流れ出した水を排除し得る排水設備の有無や能力等によって変化する。

本実施形態でいう排水設備とは、雨水を処理する屋内、屋外の排水管やマンホール等の設備をいう。浸透設備とは、排水設備に負荷をかけることなく水を地中に導く浸透桝や浸透施設、さらに、浸透舗装や浸透トレンチを指す。また、本実施形態の浸透施設は、浸透設備より大規模な浸透施設や貯留・浸透施設を含む。貯留施設とは、演算領域内にあった水を排水設備に流すことなく貯留し得る施設をいう。本実施形態では、浸透施設及び貯留施設を総称して、以降、「大規模施設」とも記す。

また、上記因子のうち、地表の高低や周囲との高低差に関する地表情報は、国土地理院等から予め取得され、地表情報格納部２０１に格納されている。さらに、国土地理院は、地表の土地利用や建物規模及び建物の分布に関する情報を提供している。なお、土地の利用とは、土地が農地、公園及び住宅地のいずれとして利用されているか等を指す。建物規模や建物分布に関する情報は、建物に備わっている浸透枡の規模や能力と関連する。本実施形態は、地表の形状の他、このような国土地理院が提供する情報をも利用して排水量や排水抑止量を算出することも可能である。

降雨量に関する情報は、気象サーバ装置１３によって与えられる。降雨量に関する情報は、現時点までに降った雨の量である降雨実績量と、今後降ると予測される降雨量である降雨予測量とを含んでいる。降雨実績量及び降雨予測量は、演算領域に対する流入量となる。配信された降雨実績量及び降雨予測量は、気象情報格納部２０３に格納される。各演算領域が水を排除し得る能力は、雨水排除情報格納部２０５に格納されている。雨水排除情報格納部２０５に格納されている水を排除する能力は、各演算領域内に設けられている排水路や雨水管、下水道管等の排水設備の能力によって決定される。

また、本実施形態では、大規模施設の各演算領域に対する浸透能力が、浸透施設情報格納部２０７に格納される。
水溜り情報演算部１１５は、演算領域の地表から除かれる水の量を、各演算領域内に設けられている排水設備、浸透設備、浸透施設の少なくとも１つの能力を使って演算している。ただし、浸透桝等の浸透設備による浸透水の量は排水設備等によって排除される水の量に対してわずかである。このことから、本実施形態では、浸透桝等の浸透能力が排水能力に含まれるように演算のパラメータを設定し、演算を行うようにした。
さらに、水溜り分布予測装置１１は、水溜り情報送信部２０９を備えている。水溜り情報送信部２０９は、サーバ装置である水溜り分布予測装置１１が備えるデータ送信部である。

［演算領域の設定］
図３、図４は、演算領域を設定する処理を説明するための図である。図３は、例えば、通信端末装置１２ａから要求信号が送信された位置を含む範囲の地図情報を示している。本実施形態の水溜り分布予測装置１１は、例えば、要求信号が送信されてきた地点を中心にして２ｋｍ×２ｋｍの要求範囲ｒを地図情報上で設定する。

次に、演算領域設定部１１３は、図３に示した要求範囲ｒを区切り、５ｍ×５ｍの演算領域を地図情報上で設定する。図４は、設定された演算領域が視認できるように、図３に示した要求範囲ｒ内の所定の領域を拡大した地図情報を示した図である。図４は、演算領域ｃ_０，０を基準としてｘ方向に１０個、ｙ方向に８個の演算領域を示している。図４、図５では、以下、演算領域の各々を、ｃ_ｘ，ｙの形式で特定して示す。

水溜り情報演算部１１５は、演算領域の各々に流れ込む流入量と流出量とを算出する。ここでは、例えば演算領域ｃ_５，３に着目して水溜り情報を算出する方法について説明する。演算領域ｃ_５，３への流入量は、降雨実績量、降雨予測量及び演算領域ｃ_５，３と隣接する演算領域ｃ_５，４、演算領域ｃ_４，３、演算領域ｃ_５，２、及び演算領域ｃ_６，３から流れ込む雨水の量によって決定する。演算領域ｃ_５，３と隣接する演算領域から流れ込む雨水の量は、演算領域ｃ_５，３と、演算領域ｃ_５，４、演算領域ｃ_４，３、演算領域ｃ_４，２、及び演算領域ｃ_６，３との地表の高低差や水溜りの規模、水が流入できる流路の有無や流入できる水の量等によって決定される。

また、演算領域ｃ_５，３からの流出量は、演算領域ｃ_５，３と隣接する演算領域へ流れ出す雨水の量をいう。流出量は、排水設備によって演算領域ｃ_５，３から排除される水の量、
演算領域ｃ_５，３が浸透設備による浸透水の量、大規模施設による浸透水あるいは貯留水の量、演算領域ｃ_５，３と、演算領域ｃ_５，４、演算領域ｃ_４，３、演算領域ｃ_６，３、及び演算領域ｃ_５，２との地表の高低差や水が流出できる流路の有無や流出できる水の量等によって決定される。
なお、着目される演算領域と、隣接する演算領域との間で流入または流出する水の量は、各演算領域の二次元の流動解析によって求められる。

［流入量、流出量の設定］
図５は、上記した流入量、流出量を設定するための具体的な手順を説明するための図である。図５は、演算領域ｃ_５，３に降る降雨実績量及び予測降雨量Ａ、隣接する演算領域との間で流入または流出する水の量Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、演算領域ｃ_５，３が排水設備によって排除できる水量である雨水排除能力値Ｆ及び大規模施設によって演算領域ｃ_５，３から排除される水量である大規模雨水排除能力値Ｇを示している。なお、本実施形態では、演算領域ｃ_５，３が浸透設備による浸透水の量を雨水排除能力値Ｆが含むように設定するものとした。
水溜り情報演算部１１５は、先ず、地表情報格納部２０１から地表情報を読出し、読み出された地表情報を各演算領域、あるいは各演算領域の境界を示す直線の交点等に設定する。地表情報は、例えば国土基準情報に基づいて決定した地表面標高値や土地利用に関する情報である。

次に、水溜り情報演算部１１５は、気象情報格納部２０３から降雨強度分布を読み出す。そして、読み出された降雨強度分布から、各演算領域の降雨実績及び予測降雨量Ａを設定する。即ち、本実施形態では、水溜り情報演算部１１５が、要求信号を受信した時刻の１時間前から受信時刻までの降雨量と、受信時刻から１時間後までの間で予測される降雨量の５分ごとの降雨強度分布に基づいて降雨実績及び予測降雨量Ａを設定する。設定された降雨実績及び予測降雨量Ａは、演算領域に対応付けられて気象情報格納部２０３に格納される。

また、水溜り情報演算部１１５は、各演算領域が排除できる水量を設定する。雨水排除情報格納部２０５には、演算領域に対応する水の排除能力が格納されている。本実施形態では、水の排除能力を、演算領域に対応する土地が属する自治体が公表した水の排除能力として雨水排除情報格納部２０５に格納する。さらに、本実施形態では、演算領域の透水性舗装の有無、透水性舗装の能力、各演算領域内の浸透設備の有無、浸透設備の能力、貯留施設の有無、貯留施設の能力の少なくとも１つが格納されている。水溜り情報演算部１１５は、雨水排除情報格納部２０５に格納されている情報に基づいて演算し、各演算領域が排除できる水量を決定する。

決定された水の量は、演算領域に対応付けられて雨水排除情報格納部２０５に格納される。なお、雨水排除情報格納部２０５に格納される水の量は、例えば、１０ｍｍ／５分等、予め設定された時間当たりに排除可能な水量として表される。本実施形態では、雨水排除情報格納部２０５に格納される演算領域毎の水の量を、演算領域の雨水排除能力値Ｆとする。
さらに、本実施形態は、浸透施設情報格納部２０７から大規模施設の浸透能力を読み出す。そして、読み出した浸透能力から、大規模施設が各演算領域に流入した水を排水することなく処理する大規模雨水排除能力値Ｇを算出する。大規模雨水排除能力値Ｇは、浸透施設情報格納部２０７に格納される。

水溜り情報演算部１１５は、地表情報格納部２０１、気象情報格納部２０３、雨水排除情報格納部２０５、浸透施設情報格納部２０７に格納された情報を使い、隣接する演算領域との間で流入または流出する水の量Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを算出する。そして、水溜り情報演算部１１５は、降雨実績量及び予測降雨量Ａ、雨水排除能力値Ｆ及び大規模雨水排除能力値Ｇと共に水の量Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを使って二次元の地表流動解析を実行し、要求範囲ｒ内の演算領域の全てについて、発生する水溜りの分布や深さを予測する水溜り情報を作成する。

上記水溜り情報の作成にあたり、本実施形態は、地表流動解析を一定の時間ごとに繰返し実行する。このため、本実施形態では、同一の演算領域について複数回水溜り情報を作成する場合、二回目以降の地表流動解析においては前回の地表流動解析で得られた演算領域内に生じた水溜りに関する情報を用いている。具体的には、水溜り情報演算部１１５は、先の演算で得た水溜り情報から、演算領域内に既に存在する水の量を算出する。さらに、水溜り情報演算部１１５は、算出された水量を、降雨実績量及び予測降雨量Ａに一定の値として加え、新たな水溜り情報の演算を行う。

図２に示した水溜り情報送信部２０９は、作成された水溜り情報を、要求信号を送信した例えば通信端末装置１２ａに送信する。水溜り情報は、通信端末装置１２ａに予めインストールされているソフトウェアにより、ディスプレイ画面に画像として表示される。
図６は、通信端末装置１２ａのディスプレイ画面に表示された水溜り情報を例示した図である。図６は、演算領域において水溜りが占める範囲と水溜りの深さとにより、演算領域毎に水溜りの程度を決定する例を示している。図６に示した例では、地図情報上に示した演算領域を、水溜りの程度に応じて色分けして示している。

図６に示した例では、演算領域の色を２種類の網掛けの種別によって表していて、相対的に濃度が濃い網掛けαで示す演算領域の水溜りの程度は、濃度が薄い網掛βけで示す演算領域の水溜りの程度よりも大きい。
本実施形態では、複数の演算領域（例えば３×３個）を１つの単位にして色分けを行っている。図６に示した例では、各演算領域ｃを図６に示した演算領域ｃ_０，０を基準にした座標で表すものとする。

図６に示した例によれば、演算領域ｃ_６，_６、演算領域ｃ_７，_６、演算領域ｃ_８，_６、演算領域ｃ_６，_７、演算領域ｃ_７，_７、演算領域ｃ_８，_７、演算領域ｃ_６，_８、演算領域ｃ_７，_８及び演算領域ｃ_８，_８の９つの演算領域のうち、例えば、３つ以上の演算領域が濃度αの網掛けで表される場合、９つの演算領域の全てを網掛けαで示す。
また、図６に示した例によれば、演算領域ｃ_０，_３、演算領域ｃ_１，_３、演算領域ｃ_２，_３、演算領域ｃ_０，_４、演算領域ｃ_１，_４、演算領域ｃ_２，_４、演算領域ｃ_０，_５、演算領域ｃ_１，_５及び演算領域ｃ_２，_５の９つの演算領域のうち、例えば、３つ以上の演算領域が濃度βの網掛けで表される場合、９つの演算領域の全てを網掛けβで示す。

なお、本実施形態は、９つの演算領域のうちの３つが網掛けαまたは網掛けβで表される場合に９つの演算領域の全てを網掛けαまたは網掛けβで示すものに限定されるものではない。本実施形態は、任意の数の演算領域を単位にして水溜りの程度を表すことができる。また、本実施形態は、１つの単位に含まれる演算領域のうちの任意の数が網掛けαまたは網掛けβで表される場合に、１つの単位に含まれる演算領域の全てを網掛けαまたは網掛けβで表してもよい。

さらに、本実施形態は、水溜り情報の表示を複数の演算領域毎に行うものに限定されるものではない。水溜り分布予測装置１１の処理能力が充分である場合、本実施形態は、演算領域の各々について水溜り情報を表示するようにしてもよい。
また、水溜りの範囲と深さの両方を使って演算領域毎の水溜りの程度を求める演算は、例えば、水溜りの範囲と深さとの積を求め、積を予め段階的に定めた閾値と比較することによって実現できる。また、このような演算において、水溜りの範囲や深さに重みを付すことも考えられる。

水溜りの範囲の重みとは、例えば、所定の範囲よりも広い範囲の水溜りや所定の深さよりも深い水溜りには、歩行者等が避けがたい水溜りであることを考慮して１以上の重みを付すことが考えられる。また、例えば、所定の範囲よりも狭い範囲の水溜りや所定の深さよりも浅い水溜りには、歩行者等が無視できる水溜りであることを考慮して１より小さい重みを付すことが考えられる。さらに、水溜りの広さよりも深さが車両等の通行の問題となる場合、深さに１以上の重みを付して水溜りの広さに乗算することが考えられる。

［水溜り分布予測プログラム］
図７は、本実施形態の水溜り分布予測プログラムを説明するためのフローチャートである。図７に示した水溜り分布予測プログラムは、図２に示した水溜り分布予測装置１１において実行される。
ステップＳ７０１において、水溜り情報要求受付部１１１は、例えば通信端末装置１２ａから送信された要求信号を受信し、水溜り情報の要求を受け付けたか否かを判断する。要求を受け付けていない場合、水溜り情報要求受付部１１１は、ステップＳ７０１において「Ｎｏ」と判断し、要求信号を受信するまで待機する。

一方、水溜り情報要求受付部１１１は、要求を受け付けた場合、ステップＳ７０１において「Ｙｅｓ」と判断し、処理はステップＳ７０２に進む。ステップＳ７０２において、水溜り情報要求受付部１１１は要求信号と共に受信した位置情報を取得し、処理はステップＳ７０３に進む。このとき、図２に示した演算領域設定部１１３は、ステップＳ７０３において、位置情報が示す地点を含む一辺が２ｋｍの正方形の要求範囲ｒを地図情報上で設定する。さらに、演算領域設定部１１３は、ステップＳ７０３において、要求範囲ｒを分割し、一辺が５ｍの正方形の演算領域を複数設定する。演算領域の設定の後、処理はステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０４において、水溜り情報演算部１１５は、地表情報格納部２０１から要求範囲ｒの地表の形状に係る地表情報を取得し、対応する演算領域の各々に設定する。地表情報の設定の後、処理はステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０５において、水溜り情報演算部１１５は、気象サーバ装置１３から配信された気象情報を気象情報格納部２０３から取得し、要求範囲ｒに含まれる演算領域の降雨実績量及び予測降雨量Ａを算出する。降雨実績量及び予測降雨量Ａの算出の後、処理はステップＳ７０６に進む。

ステップＳ７０６において、水溜り情報演算部１１５は、演算領域の排水設備等の能力を雨水排除情報格納部２０５から読出し、要求範囲ｒに含まれる演算領域の雨水排除能力値Ｆを算出する。雨水排除能力値Ｆの算出の後、処理はステップＳ７０７に進む。ステップＳ７０７において、水溜り情報演算部１１５は、大規模施設の浸透能力を浸透施設情報格納部２０７から読出し、要求範囲ｒに含まれる演算領域の大規模雨水排除能力値Ｇを算出する。大規模雨水排除能力値Ｇの算出の後、処理はステップＳ７０８に進む。

そして、水溜り情報演算部１１５は、ステップＳ７０８において、要求範囲ｒの地表の形状、降雨実績量及び予測降雨量Ａ、雨水排除能力値Ｆ及び大規模雨水排除能力値Ｇを使って二次元の流動解析を行い、要求範囲に含まれる演算領域の全てについて水溜り情報を作成するための演算を行う。演算の後、処理はステップＳ７０９に進む。水溜り情報演算部１１５は、ステップＳ７０９において、先の演算で算出された水溜り情報があるか否か判断する。判断の結果、保存されている水溜り情報がないと判断された場合、水溜り情報演算部１１５は、ステップＳ７１１において、ステップＳ７０２からステップＳ７０７において取得した各情報を使って水溜り情報を演算する。そして、水溜り情報演算部１１５は、ステップＳ７１２において、演算によって得られた水溜り情報を、図示しないバッファ等に格納する。水溜り情報送信部２０９は、演算によって算出された水溜り情報を、通信端末装置１２ａに送信する。

ステップＳ７０９において、同一の演算領域についての水溜り情報が保存されていると判断された場合、水溜り情報演算部１１５は、ステップＳ７１０において、保存されている水溜り情報を取得する。このとき、水溜り情報演算部１１５は、ステップＳ７１１において、取得した水溜り情報を考慮して水溜り情報を算出する。
ステップＳ７０９、ステップＳ７１０の処理は、同一の演算領域について繰返し水溜り情報を取得する場合、演算領域について既に生じている水溜りの規模や地表の水量を考慮するために行われる。

また、本実施形態は、ステップＳ７１３において水溜り情報を送信した後、水溜り情報の要求を受け付ける度に位置情報を取得して水溜り情報を演算している。このため、本実施形態の水溜り分布予測装置１１は、歩行者や車両の運転者が移動しながら要求信号を送信すれば、移動する歩行者等を中心にした要求範囲ｒについて順次水溜り情報を取得することができる。

以上説明した本実施形態によれば、洪水や浸水といった大規模な水害ばかりでなく、比較的小規模な地表の形状に応じて生じる水溜りの分布や深さをも予測することができる。水溜りは、歩行者にとっては歩き難く、運転者にとっては車両が汚れる、車両の運転に支障が生じる、あるいは歩行者に水しぶきをかける可能性があり、好ましくない。このため、水溜りの分布や深さは、歩行者や運転者にとって道路を選択する指針になり得る。また、歩行者にとっては、防水性のある靴を履いて外出するか否かを選択する指針となり得る。さらに、運転者にとっては、道路の通行を回避する必要があるか否かを選択する指針となり得る。
さらに、本実施形態は、水溜り分布をリアルタイムで予測することができる。このため、歩行者等は、後に通過する予定の経路における水溜りの分布を予測し、移動経路を選択することができる。

また、本実施形態は、以上説明した構成に限定されるものではない。例えば、上記した実施形態では、演算領域が排除できる水量を、演算領域に対応する土地が属する自治体が公表した水の排除能力として演算を行うようにしている。
自治体が水の排除能力を公表する場合、公表される水の排除能力は、整備目標値であって、実際の排除能力よりも高い数値として公表されている場合が多い。また、自治体が発表する水の排除能力は、マージンをみて実際の排除能力よりも低い数値として公表されている場合もある。このため、システム構築時に演算領域が排除できる水量を自治体が公表した水の排除能力とする場合において、本実施形態は、実際の水溜りの分布や深さに関する情報をフィードバックし、各演算領域が排除できる水量の設定を、実際の水溜りの分布や深さに演算結果が整合するように、水溜り情報演算部１１５が補正するようにしてもよい。

水の排除能力の補正は、例えば、図２に示した浸透施設情報格納部２０７や水溜り情報送信部２０９をオフライン状態にし、浸透施設情報格納部２０７及び水溜り情報送信部２０９に格納されている情報をメンテナンスする際に行うことが考えられる。情報のメンテナンスは、例えば、数か月に一度程度行うことが考えられる。なお、情報のメンテナンスは、水溜り分布予測システムの管理者が手動で行うことも考えられるし、自動で行うことも考えられる。

さらに、実際の水溜りの分布や深さの調査は、例えば、通信端末装置のユーザが実際の水溜りを撮影し、撮影した写真を水溜り分布予測システムの管理者に送信することによっても実現することができる。
また、本実施形態は、上記した方法によって水の排除能力を求めるものに限定されるものではない。本実施形態は、他の任意の方法により、各演算領域の水の排除能力を求めるものであってもよい。

また、上記した実施形態は、要求信号を送信した通信端末装置の位置情報と共に要求信号が水溜り分布予測装置に送信されている。しかし、本実施形態は、このような構成に限定されるものではない。例えば、ユーザは、任意の地点を指定して要求情報を送信してもよい。このとき、演算領域設定部１１３は、ユーザが指定した任意の地点を中心にして要求範囲を設定する。このようにすれば、ユーザは任意の位置の水溜り情報を取得することができる。

また、上記した実施形態は、水溜り情報の表示にあたり、水溜りの程度によって演算領域を色分けしている。しかし、本実施形態は、このような例に限定されるものではない。水溜り情報の表示は、例えば、水溜りを上方から見た場合の形状を表示するものであってもよい。さらに、水溜り情報の表示は、水溜りを深度が等しい線で結んだ等深線で表すものであってもよい。
さらに、水溜り情報の表示は、水溜りの程度を直接示すものに限定されるものではない。例えば、通信端末装置として図１に示したカーナビゲーション装置の通信端末装置１２ｂを用いた場合、本実施形態は、水溜りの状態に代えて水溜り分布を考慮した走行ルートを表示するようにしてもよい。

以上説明した本実施形態は、水溜りの分布を予測する技術を適用できる分野であれば、どのような分野にも適用することができる。例えば、本実施形態の水溜り分布予測システムは、上記実施形態の水溜り分布予測システムで予測された水溜り情報を使って水溜りの影響が少ない走行ルートを設定し、通信端末装置に送信することも可能である。また、本実施形態の水溜り分布予測装置は、リアルタイムで水溜り分布を予測することができるため、特に、ゲリラ豪雨のように短時間で発生する水溜りを予測することに有効である。

１ 水溜り分布予測システム
１１ 水溜り分布予測装置
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 通信端末装置
１３ 気象サーバ装置
１５ ジーピーエス
１７ インターネット
２０ 情報格納部
１１１ 水溜り情報要求受付部
１１３ 演算領域設定部
１１５ 水溜り情報演算部
２０１ 地表情報格納部
２０３ 気象情報格納部
２０５ 雨水排除情報格納部
２０７ 浸透施設情報格納部
２０９ 水溜り情報送信部

Claims (8)

1. 地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定部と、
   前記演算領域毎に、前記演算領域に流れ込む水の流入量及び前記演算領域から流れ出す水の流出量を演算し、複数の前記演算領域の前記流入量及び前記流出量の収支から水溜り情報を演算する水溜り情報演算部と、を備え、地表に生じる水溜りの分布の状態を予測する水溜り分布予測装置と、
   前記水溜り分布予測装置によって予測された水溜り分布を示す水溜り情報を表示する表示部を有する通信端末装置と、を含むことを特徴とする水溜り分布予測システム。
2. 地表に生じる水溜りの分布の状態を予測する水溜り分布予測装置であって、
   地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定部と、
   前記演算領域毎に、前記演算領域に流れ込む水の流入量、前記演算領域から排水設備に流れ出す水の流出量及び前記排水設備に流れ込むことが抑止された水の流出抑止量を演算し、複数の前記演算領域の前記流入量、前記流出量及び前記流出抑止量の収支と、前記演算領域にあたる地表の形状とから、水溜り分布を示す水溜り情報を演算する水溜り情報演算部と、
   を備えることを特徴とする水溜り分布予測装置。
3. 前記水溜り情報演算部は、
   降雨の量及び降雨の予測量の少なくとも一方を前記流入量とし、前記演算領域から前記排水設備に流れ出る水量及び前記演算領域において浸透される水量の少なくとも一方を前記流出量として演算を行うことを特徴とする請求項２に記載の水溜り分布予測装置。
4. 前記水溜り情報演算部は、
   前記演算領域に対応する土地が属する自治体が公表した水の排除能力を前記演算領域が排除できる水量として演算することを特徴とする請求項３に記載の水溜り分布予測装置。
5. 前記水溜り情報演算部は、
   浸透施設の浸透能力及び貯留施設の貯水能力の少なくとも一方を使って前記演算領域が排除できる水量を演算することを特徴とする請求項３に記載の水溜り分布予測装置。
6. 前記水溜り情報演算部は、
   同一の前記演算領域について繰返し前記水溜り情報を演算する場合、先の演算によって算出された前記水溜り情報が示す前記演算領域内の水溜りに関する情報をさらに用いて前記水溜り情報を演算することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の水溜り分布予測装置。
7. 前記水溜り情報の取得の要求を受け付ける水溜り情報要求受付部と、
   前記水溜り情報の取得が要求された位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、
   をさらに備え、
   前記演算領域設定部は、
   前記位置情報取得部によって取得された位置情報が示す位置を含む範囲を分割して複数の前記演算領域を設定することを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の水溜り分布予測装置。
8. 地表に生じる水溜りの分布を予測する水溜り分布予測プログラムであって、
   コンピュータに、
   地図情報上において複数の演算領域を設定する演算領域設定機能と、
   前記演算領域毎に、前記演算領域に流れ込む水の流入量及び前記演算領域から流れ出す水の流出量を演算し、複数の前記演算領域の前記流入量及び前記流出量の収支と、前記演算領域にあたる地表の形状とから水溜り情報を演算する水溜り情報演算機能と、を実現させることを特徴とする水溜り分布予測プログラム。

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