JP4323565B1 - 降雨による河川氾濫予測情報を導出する端末及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】端末は、河川上流に位置する第1の水位観測地点と、第1の水位観測地点よりも河川下流に位置する予測すべき第2の水位観測地点とを設定する地点設定手段と、水位データベースから、第1の水位観測地点における水位情報を取得する水位情報取得手段と、降水データベースから、第1−第2の水位観測地点間流域の降水量情報を取得する降水量情報取得手段と、河川における第1−第2の水位観測地点間の水の到達時間τ21を特定する到達時間特定手段と、水位情報、降水量情報及び到達時間τ21に基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+Iに発生すべき第2の水位観測地点における水位情報を算出する水位情報算出手段とを有する。
【選択図】図1
Description
河川上流に位置する第1の水位観測地点と、第1の水位観測地点よりも河川下流に位置する第2の水位観測地点と、第2の水位観測地点よりも河川下流に位置する予測地点とを設定する地点設定手段と、
水位データベースから、第1の水位観測地点の第1の水位情報、及び第2の水位観測地点の第2の水位情報を取得する水位情報取得手段と、
降水データベースから、第1−第2の水位観測地点間における降水量情報を取得する降水量情報取得手段と、
河川における第1−第2の水位観測地点間における洪水の到達時間τ21を特定する到達時間特定手段と、
第1の水位情報及び第2の水位情報と降水量情報と到達時間τ21とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+Iに発生すべき第2の水位観測地点における中間予測水位情報を算出し、該中間予測水位情報と、第2の水位観測地点から予測地点までの河道情報とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+I+αに発生すべき予測地点における予測水位情報を更に算出する水位情報算出手段と
を有することを特徴とする。
水位情報算出手段は、水位情報を流水断面積として算出するものであって、
現在時刻tから予測したい未来時刻t+Iまでの第2の水位観測地点における流水断面積の差ΔA2を、河道の到達時間τ21だけ上流の第1の水位観測地点における流水断面積の差ΔA1と、時刻t−τ21から現在時刻tまでの第1の水位観測地点及び第2の水位観測地点の間の降雨量に基づく流水断面積の増分とによって算出し、
水位情報算出手段は、更に、第2の水位観測地点から予測地点の水位を算出することも好ましい。
予測地点周辺の地図画像を蓄積した地図画像サーバと、予測地点周辺の標高データ蓄積した標高データベースと更に通信し、
予測地点周辺の地図画像と、予測地点周辺の標高データとを、位置に対応付けて蓄積した地図画像蓄積手段と、
水位情報算出手段によって算出された予測地点の水位情報が、予測地点の地図画像における河川堤防部分の標高よりも高くなった際に、予測地点におけるその水位に基づいた河川氾濫画像を、予測地点の地図画像に重畳した画像を生成する河川水位予測画像生成手段と
を更に有することも好ましい。
地図画像蓄積手段が蓄積する標高データは、河川内及びその周辺をレーザプロファイラでスキャンすることにより得られた3次元地形データであり、地図画像は、そのスキャンと同時に撮影デジタル写真画像をオルソ空中写真に変換したものであることも好ましい。
端末は、携帯端末又は携帯電話機であって、
測位電波を受信し、現在位置を測位する測位手段を更に有し、
地点設定手段は、測位手段によって測位された現在位置を、予測地点として特定することも好ましい。
河川上流に位置する第1の水位観測地点と、第1の水位観測地点よりも河川下流に位置する第2の水位観測地点と、第2の水位観測地点よりも河川下流に位置する予測地点とを設定する地点設定手段と、
水位データベースから、第1の水位観測地点の第1の水位情報、及び第2の水位観測地点の第2の水位情報を取得する水位情報取得手段と、
降水データベースから、第1−第2の水位観測地点間における降水量情報を取得する降水量情報取得手段と、
河川における第1−第2の水位観測地点間における洪水の到達時間τ21を特定する到達時間特定手段と、
第1の水位情報及び第2の水位情報と降水量情報と到達時間τ21とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+Iに発生すべき第2の水位観測地点における中間予測水位情報を算出し、該中間予測水位情報と、第2の水位観測地点から予測地点までの河道情報とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+I+αに発生すべき予測地点における予測水位情報を更に算出する水位情報算出手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
t:現在時刻
I:予測したい未来の時間
t+I:予測したい未来時刻
τ21:第1の水位観測地点から第2の水位観測地点までの河道の到達時間
t−τ21:現在時刻から、τ21だけ過去の時刻
t+I−τ21:予測したい未来時刻から、τ21だけ過去の時刻
A1:第1の水位観測地点における流水断面積
A2:第2の水位観測地点における流水断面積
ΔA2:現在時刻tと未来時刻t+Iでの第2の水位観測地点における流水断面積の差
U(τ):時刻τにおける単位図をm倍したもの
r(τ):時刻τにおける有効雨量
p,αA:河道断面における特性値
L:第1の水位観測地点と第2の水位観測地点間の河道距離
N:マンニングの粗度係数
Ie:エネルギー勾配
f:第1の水位観測地点と第2の水位観測地点間における斜面の流出係数
ΔA2=A2(t+I)−A2(t)
=k1{A1(t+I−τ21)−A1(t−τ21)} 式(1)
ΔA3(t)=k2{A2(t+I+α)−A2(t−α)} 式(4)
但し、以下のように変数を規定する。
t:現在時刻
I:予測したい未来の時間
t+I:予測したい未来時刻
j:上流からj番目の水位観測所をあらわす添字で、1からnまで存在する
n:上流からn番目の水位観測所をあらわす添字で、流水断面積を高精度に予測すべき地点を表す。
τj+1,j:第jの地点から第j+1の地点までの到達時間
t−τj+1,j:現在時刻から、τj+1,jだけ過去の時刻
t+I−τj+1,j:予測したい未来時刻から、τj+1,jだけ過去の時刻
Aj:第jの地点における流水断面積
An:第nの地点における流水断面積
ΔAn:現在時刻tから未来時刻t+Iまでの第nの地点における流水断面積の差
Uj(τ):第jの地点から第j+1の地点の間の流域の時刻τにおける単位図をMj倍したもの
rj(τ):第jの地点から第j+1の地点の間の流域の時刻τにおける有効雨量
pj,αA,j:第jの地点の河道断面における特性値
Lj:第jの地点から第j+1の地点の間の河道距離
Nj:第jの地点のマンニングの粗度係数
Ie,j:第jの地点のエネルギー勾配
fj:第jの地点から第j+1の地点の間の斜面の流出係数
ΔAn+1(t)=Kn+1{An(t+I−α)−An(t−α)} 式(6)
α:第2の水位観測地点と第3の予測地点までの河道の到達時間
t:現在時刻
I:予測したい未来の時間
t+I:予測したい未来時刻
i:支流をあわらす添字で、1からnまで存在する
n:支流の数
H:高精度に予測すべき地点をあらわす添字
τi:第iの支流の観測点から合流点Tまでの到達時間
τH:合流点tから高精度に予測すべき地点までの到達時間
Ai:第iの地点における流水断面積
AH:高精度に予測すべき地点Hにおける流水断面積
ΔAH:現在時刻tから未来時刻t+Iまでの第nの地点における流水断面積の差
Ui(τ):第iの支流の流域の時刻τにおける単位図u(τ)をmj倍したもの
UH(τ):第iの支流の流域の時刻τにおける単位図u(τ)をmH倍したもの
ri(τ):第iの支流の流域の時刻τにおける有効雨量
pi,αA,i:第iの地点の河道断面における特性値
Li:第iの地点から第i+1の地点の間の河道距離
Ni:第iの地点のマンニングの粗度係数
Ie,i:第iの地点のエネルギー勾配
fi:第iの地点から合流点Tの間の斜面の流出係数
ΔAH+1=kn+1{AH(t+I−α)−AH(t−α)} 式(8)
101 通信インターフェース
102 測位部
103 ユーザ操作部
104 ディスプレイ部
111 地点設定部
112 水位情報取得部
113 降水量情報取得部
114 到達時間特定部
115 水位情報算出部
116 地図情報蓄積部
117 河川予測画像生成部
118 地図画像取得部
119 標高データ取得部
120 氾濫データ取得部
121 氾濫データ蓄積部
122 画像送信部
2 水位センサ
3 水位データベース
4 降水データベース
5 地図サーバ
6 標高データベース
7 氾濫データベース
Claims (6)
- 河川に設置された水位センサの地点毎に計測された水位情報を蓄積した水位データベースと、地点間流域の降水量情報を蓄積した降水データベースと通信し、河川氾濫予測情報をディスプレイに表示する端末であって、
河川上流に位置する第1の水位観測地点と、第1の水位観測地点よりも河川下流に位置する第2の水位観測地点と、第2の水位観測地点よりも河川下流に位置する予測地点とを設定する地点設定手段と、
前記水位データベースから、第1の水位観測地点の第1の水位情報、及び第2の水位観測地点の第2の水位情報を取得する水位情報取得手段と、
前記降水データベースから、第1−第2の水位観測地点間における降水量情報を取得する降水量情報取得手段と、
前記河川における第1−第2の水位観測地点間における洪水の到達時間τ21を特定する到達時間特定手段と、
第1の水位情報及び第2の水位情報と前記降水量情報と前記到達時間τ21とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+Iに発生すべき第2の水位観測地点における中間予測水位情報を算出し、該中間予測水位情報と、第2の水位観測地点から予測地点までの河道情報とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+I+αに発生すべき予測地点における予測水位情報を更に算出する水位情報算出手段と
を有することを特徴とする端末。 - 前記水位情報算出手段は、水位情報を流水断面積として算出するものであって、
現在時刻tから予測したい未来時刻t+Iまでの第2の水位観測地点における流水断面積の差ΔA2を、河道の到達時間τ21だけ上流の第1の水位観測地点における流水断面積の差ΔA1と、時刻t−τ21から現在時刻tまでの第1の水位観測地点及び第2の水位観測地点の間の降雨量に基づく流水断面積の増分とによって算出し、
前記水位情報算出手段は、更に、第2の水位観測地点から前記予測地点の水位を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の端末。 - 予測地点周辺の地図画像を蓄積した地図画像サーバと、予測地点周辺の標高データ蓄積した標高データベースと更に通信し、
予測地点周辺の地図画像と、予測地点周辺の標高データとを、位置に対応付けて蓄積した地図画像蓄積手段と、
前記水位情報算出手段によって算出された予測地点の水位情報が、予測地点の地図画像における河川堤防部分の標高よりも高くなった際に、予測地点におけるその水位に基づいた河川氾濫画像を、予測地点の地図画像に重畳した画像を生成する河川水位予測画像生成手段と
を更に有することを特徴とする請求項2に記載の端末。 - 前記地図画像蓄積手段が蓄積する前記標高データは、河川内及びその周辺をレーザプロファイラでスキャンすることにより得られた3次元地形データであり、前記地図画像は、そのスキャンと同時に撮影デジタル写真画像をオルソ空中写真に変換したものであることを特徴とする請求項3に記載の端末。
- 前記端末は、携帯端末又は携帯電話機であって、
測位電波を受信し、現在位置を測位する測位手段を更に有し、
前記地点設定手段は、前記測位手段によって測位された現在位置を、予測地点として特定することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の端末。 - 河川に設置された水位センサの地点毎に計測された水位情報を蓄積した水位データベースと、地点間流域の降水量情報を蓄積した降水データベースと通信し、河川氾濫予測情報をディスプレイに表示する端末に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
河川上流に位置する第1の水位観測地点と、第1の水位観測地点よりも河川下流に位置する第2の水位観測地点と、第2の水位観測地点よりも河川下流に位置する予測地点とを設定する地点設定手段と、
前記水位データベースから、第1の水位観測地点の第1の水位情報、及び第2の水位観測地点の第2の水位情報を取得する水位情報取得手段と、
前記降水データベースから、第1−第2の水位観測地点間における降水量情報を取得する降水量情報取得手段と、
前記河川における第1−第2の水位観測地点間における洪水の到達時間τ21を特定する到達時間特定手段と、
第1の水位情報及び第2の水位情報と前記降水量情報と前記到達時間τ21とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+Iに発生すべき第2の水位観測地点における中間予測水位情報を算出し、該中間予測水位情報と、第2の水位観測地点から予測地点までの河道情報とに基づいて、現在時刻tから予測したい未来時刻t+I+αに発生すべき予測地点における予測水位情報を更に算出する水位情報算出手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする端末用のプログラム。
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