JP2016205930A - 天候情報予測装置、天候情報予測方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】天候に関する天候情報が関連付けられた複数の衛星画像を天候情報に基づきグループ化し、グループに属する衛星画像の特徴を取得し、取得された特徴情報に基づき、複数の衛星画像を再度グループ化し、天候情報を予測する際に用いられる予測対象衛星画像を取得し、予測対象衛星画像の特徴情報を取得し、取得された特徴情報に基づき、予測対象衛星画像に類似する衛星画像を抽出するグループを、特徴グループ分類部により分類されたグループから特定し、特定されたグループに属する衛星画像から、予測対象衛星画像に最も類似する衛星画像を抽出し、抽出された衛星画像に関連付けられた天候情報に基づき、将来の天候情報を予測する。
【選択図】図6
Description
また、過去に撮像された衛星画像から現在撮像された衛星画像と類似した画像を抽出し、日射量を予測する技術もある。
図1は、本実施形態による天候情報予測装置1の一例を示す概略ブロック図である。
天候情報予測装置1は、記憶部10及び制御部20を備えている。本実施形態では、各種天候情報を用いるため、それらが記憶されている記憶部10について最初に説明する。
ここで、「撮像時刻情報」は、衛星画像を撮像した撮像日時を示し、日付を示す情報と、時刻を示す情報とが含まれる。また、「衛星画像」は、衛星画像を示す画像データであり、本実施形態では可視画像を示す画像データとする。
「時刻情報」は、衛星画像が撮像された撮像日時を示す。「季節情報」は衛星画像が撮像された季節を示す。「気温」は撮像日時における気温を示す。「日射量」は撮像日時における日射量を示す。「特徴点」は、衛星画像において雲の集中している位置、または、雲があまりない位置などの衛星画像における特徴的な位置を示す。「平均輝度」は、衛星画像の平均輝度を示す。「エッジ情報」は、衛星画像の微分値を示す。「晴天指数」は、撮像日時における晴天指数を示す。この晴天指数とは、日射が大気を通過する際の雲などによる透過率を表す指数である。「輝度分布」は、衛星画像の輝度分布を示す。
また、「特徴点」は、「(XX1,YY1)」を示している。「平均輝度」は「XXX」を示している、「エッジ情報」は「エッジ情報A」を示している。「晴天指数」は「0.5」を示している。「輝度分布」は「輝度分布A」を示している。
図3に示すように、実績記憶部12は、天候情報として、「日付」、「時刻情報」、「日射量」、「気温」、及び「晴天指数」を関連付けて予め記憶している。このうち、「日付」及び「時刻情報」は、日時を示す。「日射量」は、例えば太陽光発電装置が設置されている場所での日射量を示す。「気温」は、例えば太陽光発電装置が設置されている場所での気温を示す。「晴天指数」は、例えば太陽光発電装置が設置されている場所での晴天指数を示す。
天候グループ分類部21は、画像記憶部11に記憶されている天候情報が関連付けられた複数の衛星画像を天候情報に基づきグループ化する。特徴取得部22(第1特徴取得部、第2特徴取得部)は、天候グループ分類部21によりグループ化された天候グループごとに、天候グループに属する衛星画像の特徴を取得する。
グループ特定部25は、取得された予測対象衛星画像の特徴に基づき、予測対象衛星画像に類似する衛星画像を抽出する特徴グループを特定する。抽出部26は、グループ特定部25により特定された特徴グループに属する衛星画像から、予測対象衛星画像に最も類似する衛星画像を抽出する。
予測部27は、抽出部26に抽出された衛星画像に関連付けられた天候情報に基づき、将来の天候情報(例えば、予測対象衛星画像が撮像された時間帯の日射量など)を予測する。
まず、天候グループ分類部21は、画像記憶部11に記憶された衛星画像から、晴天指数に基づき、天候グループA、B、C、Dの4つにグループ化する(S1)。天候グループAは、ほぼ1日快晴となった日に撮像された衛星画像のグループである。具体的に、天候グループAは、衛星画像が撮像された日に対応する実績記憶部12に記憶された「晴天指数」の平均値が0.7より大きく、かつ晴天指数の日変化が小さいグループである。
天候グループBは、ほぼ1日曇天か雨となった日に撮像された衛星画像のグループである。具体的に、天候グループBは、衛星画像が撮像された日に対応する実績記憶部12に記憶された「晴天指数」の平均値が0.4以下となっているグループである。
天候グループCは、晴れのち曇りに急変した日に撮像された衛星画像のグループである。具体的に、天候グループCは、衛星画像が撮像された日に対応する実績記憶部12に記憶された「晴天指数」が0.55以上で数時間継続したのち、短時間で0.4未満に低下したグループである。天候グループDは、天候グループA、B、Cのいずれにも属さない衛星画像のグループである。
また、領域41を、天候グループAに属する衛星画像の8割が含まれる領域とする。同様に領域42を、天候グループBに属する衛星画像の8割が含まれる領域とする。このとき、特徴取得部22は、天候グループAの特徴情報として、0≦P≦aと0≦P≦dとを取得し、天候グループBの特徴情報として、b≦P≦cと0≦P≦dとを取得する。
なお、特徴取得部22が特徴を抽出する対象は、グループに属する全ての衛星画像に限るものではない。例えば、グループに属する衛星画像のうち、予測対象衛星画像が撮像された日時、または略一致する日時などを示す撮像時刻情報に関連付けられた衛星画像や、同一季節に撮像された衛星画像を対象としてもよい。この場合、対象となる衛星画像が減少するため、特徴を抽出するための処理負荷を軽減できるので、効率よく特徴情報を取得できる。なお、上述した「予測対象衛星画像の撮像日時と略一致する撮像時刻」とは、例えば撮像日が一致し、撮像時刻が前後1時間以内の時刻である。
天候グループA(特徴情報A):「広域に雲がほとんどない」or「四国の南海上に筋状の雲があり、かつ朝鮮半島高松間の雲域が少ない」
天候グループB(特徴情報B):「関西地域の8割以上が雲に覆われている」or「高松の風上方向にまとまった雲域がある」
天候グループC(特徴情報C):「四国の南海上に筋状の雲があり、かつ四国山地地上に雲があり、かつ朝鮮半島とその西方の雲の距離が小さい」
例えば、図5に示されるように、点43が予測衛星画像のパラメータを示す場合、グループ特定部25は、特徴グループAが予測対象衛星画像の特徴情報と一致する特徴情報のグループであるので、予測対象衛星画像に類似する衛星画像を抽出するグループとして特徴グループAを特定する。図5の場合、特徴情報が一致するグループが特定されている。特徴情報が一致するグループがない場合、特徴情報が最も近いグループを特定する場合には、予測対象衛星画像のパラメータが示す点とユークリッド距離が最も小さい点を含むグループを特定するようにしてもよい。
次に、予測部27は、類似衛星画像に関連付けられているパラメータである日射量に基づき、日射量を予測する(S6)。例えば、予測部27は、類似衛星画像に関連付けられている日射量そのものを予測日射量とする。
特徴取得部22は、効率よく特徴を取得するために、予測対象衛星画像の撮像日時とほぼ一致する撮像時刻に関連付けられた衛星画像(日時一致衛星画像)を、晴天指数でグループ化された天候グループごとに取得する(ステップS103)。次いで、特徴取得部22は、天候グループごとに一致衛星画像の特徴情報を取得する(ステップS104)。ここで取得された特徴情報は、上記特徴情報A,B,Cとする。
次いで、グループ特定部25は、取得された特徴情報に基づき、予測対象衛星画像に類似する衛星画像を抽出するグループを、特徴グループ分類部24により分類されたグループから特定する(ステップS107)。次いで、抽出部26は、グループ特定部25により特定されたグループに属する日時一致衛星画像から、最も類似する類似衛星画像を抽出する(ステップS108)。ここでは、抽出部26は、予測対象衛星画像の輝度分布と類似する輝度分布をもつ衛星画像を抽出する。
予測部27は、日射量を予測する場合に、例えば図2のデータ例の「衛星画像」の画像Aが抽出部26により抽出されたときは、画像Aに関連付けられた「撮像時刻情報」が2013/4/10を示しているため、実績記憶部12に記憶されている2013/4/10の日射量を予測対象衛星画像が撮像された日の日射量として予測する。
さらに、本実施形態では、天候情報でグループ化し、その後特徴情報で再グループ化することから、従来技術のように天候情報を考慮せずに単純に衛星画像を画像として比較して抽出する場合と比較して、天候情報をより高精度に予測することができる。
また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD−ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。
10 記憶部
11 画像記憶部
12 実績記憶部
20 制御部
21 天候グループ分類部
22 特徴取得部
23 対象画像取得部
24 特徴グループ分類部
25 グループ特定部
26 抽出部
27 予測部
Claims (5)
- 天候に関する天候情報が関連付けられた複数の衛星画像を前記天候情報に基づきグループ化する天候グループ分類部と、
前記天候グループ分類部によりグループ化されたグループごとに、当該グループに属する前記衛星画像の特徴を取得する第1特徴取得部と、
前記第1特徴取得部により取得された特徴情報に基づき、前記複数の衛星画像を再度グループ化する特徴グループ分類部と、
天候情報を予測する際に用いられる予測対象衛星画像を取得する対象画像取得部と、
前記対象画像取得部により取得された前記予測対象衛星画像の特徴情報を取得する第2特徴取得部と、
前記第2特徴取得部により取得された特徴情報に基づき、前記予測対象衛星画像に類似する衛星画像を抽出するグループを、前記特徴グループ分類部により分類されたグループから特定する特定部と、
前記特定部により特定されたグループに属する衛星画像から、前記予測対象衛星画像に最も類似する衛星画像を抽出する抽出部と、
前記抽出部に抽出された衛星画像に関連付けられた前記天候情報に基づき、将来の天候情報を予測する予測部と
を有することを特徴とする天候情報予測装置。 - 前記天候情報は、晴天指数及び日射量を含み、
前記天候グループ分類部は、前記晴天指数に基づき前記複数の衛星画像をグループ化し、
前記予測部は、前記抽出部に抽出された衛星画像に関連付けられた前記日射量に基づき、将来の日射量を予測することを特徴とする請求項1記載の天候情報予測装置。 - 前記第1特徴取得部は、前記天候グループ分類部によりグループ化された前記グループに属する衛星画像のうち、前記予測対象衛星画像が撮像された日時に撮像された衛星画像の特徴を取得することを特徴とする請求項1または請求項2記載の天候情報予測装置。
- 天候に関する天候情報が関連付けられた複数の衛星画像を前記天候情報に基づきグループ化する天候グループ分類ステップと、
前記天候グループ分類ステップによりグループ化されたグループごとに、当該グループに属する前記衛星画像の特徴を取得する第1特徴取得ステップと、
前記第1特徴取得ステップにより取得された特徴情報に基づき、前記複数の衛星画像を再度グループ化する特徴グループ分類ステップと、
天候情報を予測する際に用いられる予測対象衛星画像を取得する対象画像取得ステップと、
前記対象画像取得ステップにより取得された前記予測対象衛星画像の特徴情報を取得する第2特徴取得ステップと、
前記第2特徴取得ステップにより取得された特徴情報に基づき、前記予測対象衛星画像に類似する衛星画像を抽出するグループを、前記特徴グループ分類ステップにより分類されたグループから特定する特定ステップと、
前記特定ステップにより特定されたグループに属する衛星画像から、前記予測対象衛星画像に最も類似する衛星画像を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップに抽出された衛星画像に関連付けられた前記天候情報に基づき、将来の天候情報を予測する予測ステップと
を有することを特徴とする天候情報予測方法。 - コンピュータに、
天候に関する天候情報が関連付けられた複数の衛星画像を前記天候情報に基づきグループ化する天候グループ分類ステップと、
前記天候グループ分類ステップによりグループ化されたグループごとに、当該グループに属する前記衛星画像の特徴を取得する第1特徴取得ステップと、
前記第1特徴取得ステップにより取得された特徴情報に基づき、前記複数の衛星画像を再度グループ化する特徴グループ分類ステップと、
天候情報を予測する際に用いられる予測対象衛星画像を取得する対象画像取得ステップと、
前記対象画像取得ステップにより取得された前記予測対象衛星画像の特徴情報を取得する第2特徴取得ステップと、
前記第2特徴取得ステップにより取得された特徴情報に基づき、前記予測対象衛星画像に類似する衛星画像を抽出するグループを、前記特徴グループ分類ステップにより分類されたグループから特定する特定ステップと、
前記特定ステップにより特定されたグループに属する衛星画像から、前記予測対象衛星画像に最も類似する衛星画像を抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップに抽出された衛星画像に関連付けられた前記天候情報に基づき、将来の天候情報を予測する予測ステップと
を実行させるためのプログラム。
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