JP7110004B2 - Processing device, processing method, and program - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、処理装置、処理方法、およびプログラムに関する。 The embodiments of the present invention relate to processing apparatuses, processing methods, and programs.
気象レーダで観測される観測情報を用いて、大気中の粒子の種別を判別し、判別結果と、観測情報とに基づいて、降雨量や降雪量を推定する解析装置が知られている。しかしながら、この解析装置では、精度よく降雪に関する情報を精度よく導出することができない場合があった。 2. Description of the Related Art There is known an analysis device that determines the type of particles in the atmosphere using observation information observed by a weather radar, and estimates the amount of rainfall or snowfall based on the determination result and the observation information. However, in some cases, this analysis device cannot accurately derive information about snowfall.
本発明が解決しようとする課題は、より精度よく降雪に関する情報を導出することができる処理装置、処理方法、およびプログラムを提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a processing device, a processing method, and a program capable of deriving information on snowfall with higher accuracy.
実施形態の処理装置は、取得部と、導出部とを持つ。取得部は、観測領域が距離方向、方位方向、および鉛直方向に分割された複数の分割領域ごとの大気の状態を示す観測情報を取得する。導出部は、前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から選択された対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する降雪強度を示す情報を出力する第2推定モデルであって、前記第2推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた降雪強度を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第2推定モデルに、前記取得部により取得された観測情報を入力することで、前記対象分割領域の降雪強度を示す情報を導出し、前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪度合を示す情報を出力する第1推定モデルであって、前記第1推定モデルに前記降雪強度に基づく情報が入力されると前記降雪強度に基づく情報に対応付けられた積雪度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第1推定モデルに、前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報を入力することで、前記地上の積雪度合を示す情報を導出する。 A processing device according to an embodiment has an acquisition unit and a derivation unit. The acquisition unit acquires observation information indicating the state of the atmosphere for each of a plurality of divided areas obtained by dividing an observation area in a distance direction, an azimuth direction, and a vertical direction. When observation information of a target segmented region selected from among segmented regions included in a group of segmented regions having common positions in the distance direction and the azimuth direction is input, the derivation unit calculates snowfall corresponding to the target segmented region. A second estimation model for outputting information indicating intensity, wherein when the observation information is input to the second estimation model, the second estimation model is learned to derive information indicating snowfall intensity associated with the observation information. By inputting the observation information acquired by the acquisition unit into the second estimation model having the parameters, information indicating the snowfall intensity of the target divided area is derived, and information based on the snowfall intensity of the target divided area is input, the first estimation model outputs information indicating the degree of snow cover on the ground corresponding to the target divided area, wherein when information based on the snowfall intensity is input to the first estimation model, the snowfall By inputting the information based on the snowfall intensity of the target divided area into the first estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of snow cover associated with the information based on the intensity, Information indicating the degree of snow cover on the ground is derived.
以下、実施形態の処理装置、処理方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a processing apparatus, a processing method, and a program according to embodiments will be described with reference to the drawings.
図1は、処理システム1の構成を示す図である。処理装置20を含む処理システム1は、レーダ装置10と、処理装置20と、表示情報生成装置60と、学習装置80とを備える。処理装置20と、レーダ装置10または学習装置80とは、専用線などを介して通信する。処理装置20と、表示情報生成装置60とは、LAN(Local Area Network)等のネットワークNW1を介して通信する。また、表示情報生成装置50は、WAN(Wide Area Network)等のネットワークNW2を介して端末装置100と通信する。なお、処理装置20と、表示情報生成装置60とは一体に形成されていてもよい。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a
レーダ装置10は、アンテナ12と、アンテナ側制御装置14とを含む。レーダ装置10は、例えば大気の状態を観測する気象レーダである。また、アンテナ12は、例えば、複数のアンテナ素子を備え、指向角を電子的に変更可能なフェーズドアレイアンテナである。レーダ装置10は、仰角方向を電子的に走査しながら、アンテナ12を水平方向に回転駆動することで、大気の状態を三次元で観測する。アンテナ12は、アンテナ側制御装置14の制御に基づいて、電波を送受信する。
The
以下の説明では、レーダ装置10は、二重偏波フェーズドアレイレーダ装置であるものとして説明するが、これに代えて、二重偏波を用いたパラボラ型のレーダ装置であってもよい。二重偏波フェーズドアレイレーダ装置は、水平方向および垂直方向に振動する電波を送受信し、受信結果に基づいて、大気の状態を観測する。
In the following description, the
アンテナ側制御装置14は、レーダ側制御部16と、情報蓄積部18とを含む。レーダ側制御部16は、仰角ビーム幅の広いファンビームをアンテナ12に送信させる。レーダ側制御部16は、DBF(Digital Beam Forming)処理を行う。レーダ側制御部16は、送信したファンビームが降雪粒子などの散乱体に当たり、戻ってきた反射電波を一度に受信して複数の仰角範囲の観測情報(エコー強度)を同時に生成する。
The antenna-
情報蓄積部18は、レーダ側制御部16により取得された観測情報を蓄積し、蓄積した情報を処理装置20に送信する。
The
ここで、二重偏波フェーズドアレイレーダ装置の特性について説明する。図2は、レーダ装置10が放射する電波の概念図である。例えば、レーダ装置10は、図2の左図に示すように水平偏波h、図2の右図に示すように垂直偏波vとを大気に放射する。そして、レーダ装置10は、放射した2種類の電波が大気中の粒子に当たり、戻ってきた反射電波を取得する。レーダ装置10は、2種類の電波に対する反射電波を取得することにより、大気中の粒子の垂直方向に関する形状と水平方向に関する形状との情報を取得する。
Here, the characteristics of the dual polarization phased array radar system will be described. FIG. 2 is a conceptual diagram of radio waves emitted by the
例えば、大気中の雨滴は大きさによって形状が異なっている。また、あられや、雹、雪などは、それぞれ形状が異なる。例えば、大粒の雨滴RDは、扁平である場合がある。レーダ装置10は、水平偏波に対する反射電波から雨滴の水平方向に関する形状を示す情報を取得し、反射電波の強さ(エコー強度)だけでなく、垂直偏波に対する反射電波から雨滴の垂直方向に関する形状を示す情報を取得することができる。レーダ装置10は、例えば、上記の反射電波から反射因子差や偏波間相関係数、偏波間位相差変化率などの情報を取得することができる。反射因子差は、粒子の縦横比に関するパラメータである。偏波相関係数は、反射電波である、水平偏波と垂直偏波の受信電力(受信信号)の相関係数である。偏波間位相差変化率は、反射電波である、水平偏波の位相と垂直偏波の位相との位相差に関するパラメータである。
For example, raindrops in the atmosphere have different shapes depending on their size. Also, hail, hail, and snow have different shapes. For example, a large raindrop RD may be flat. The
また、二種類の電波が、扁平の形状等の粒子を通過すると、これらの電波の位相には差が生じる。レーダ装置10は、このような水平偏波と垂直偏波とのそれぞれについてレーダ装置10と粒子との間で往復する際の位相の差である偏波間位相差を取得することができる。偏波間位相差変化率は、この偏波間位相差の距離方向の変化量ないしは微分量である。
Also, when two kinds of radio waves pass through a particle having a flat shape or the like, a phase difference occurs between these radio waves. The
図3は、処理装置20、表示情報生成装置60、および学習装置80の構成を示す図である。処理装置20は、例えば、取得部22と、設定部24と、処理部26と、第1導出部28と、第1推定部30と、第2導出部32と、第2推定部34と、リスク導出部36と、情報送信部38と、記憶部40を備える。取得部22、設定部24、処理部26、第1導出部28、第1推定部30、第2導出部32、第2推定部34、リスク導出部36、および情報送信部38は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてよい。また、これらの機能部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。また、上記のプログラムは、予め記憶装置に格納されていてもよいし、DVDやCD-ROMなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体が処理装置20のドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶部40は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等の記憶装置により実現される。なお、処理部26、第1導出部28、第1推定部30、第2導出部32、および第2推定部34のうち一部または全部が「導出部」の一例である。
FIG. 3 is a diagram showing configurations of the
取得部22は、例えば、観測情報取得部22Aと、学習情報取得部22Bとを備える。観測情報取得部22Aは、レーダ装置10から観測情報42を取得する。取得した観測情報42は、記憶部40に記憶される。なお、処理装置20は、レーダ装置10と一体で形成されていてもよい。この場合、取得部22は、装置内の通信バス等を利用して、情報蓄積部18から観測情報42を取得する。
The acquisition unit 22 includes, for example, an observation
学習情報取得部22Bは、学習装置80から推定モデル44または最適パラメータ46を取得する。推定モデル44、および最適パラメータ46は、記憶部40に記憶される。推定モデル44は、処理装置20の処理で降雪に関する情報を導出する際に用いられるモデルである。最適パラメータ46とは、推定モデル44に適用されるパラメータである。
The learning
設定部24は、推定モデル44を対象の処理に用いることを決定し、決定した処理に対して推定モデル44を設定する。また、設定部24は、最適パラメータ46を対象の処理で用いられる推定モデル44に適用する。詳細については後述する。
The setting
処理部26が、降水粒子を判別する処理を行う。処理部26、および後述する機能部(第1導出部28、第1推定部30、第2導出部32、第2推定部34)の処理の詳細については後述する。
The
第1導出部28は、レーダ装置10の観測領域が水平方向および鉛直方向に分割された分割領域(メッシュ)ごとに降雪強度を導出する。第1推定部30は、降雪強度を用いて地上での積雪量を推定する。第2導出部32は、鉛直方向に連続した所定数のメッシュにおける降雪量を導出する。第2推定部34は、第2導出部32により導出された積算量に基づいて、地上に降り注ぎ積雪する量(積雪増加量)を推定する。
The
リスク導出部36は、第1推定部30や第2推定部34等の処理結果に基づいて、降雪や積雪に関するリスクを導出する。情報送信部38は、処理装置20の処理結果を表示情報生成装置60に送信する。
The risk deriving unit 36 derives risks related to snowfall and snow accumulation based on the processing results of the
表示情報生成装置60は、表示情報生成部62と、表示情報送信部64とを備える。表示情報生成部62は、情報送信部38から送信された処理結果に基づいて、処理結果を含む情報を端末装置100の表示部に表示させるための表示情報(画像情報)を生成する。表示情報送信部64は、表示情報生成部62により生成された表示情報を端末装置100に送信する。
The display
学習装置80は、取得部82と、学習部84と、提供部86と、記憶部90とを備える。取得部82は、例えば、外部端末装置から学習データを取得する。この学習データ92は、記憶部90に記憶される。外部端末装置は、ネットワークを介して学習装置80と通信する端末装置であり、気象に関する情報を提供する端末装置である。
The
学習部84は、学習データを用いた機械学習または深層学習を行い、推定モデル、または推定モデルに用いられる最適パラメータを導出する。また、学習部84は、推定モデルに用いられるパラメータを導出することに代えて(または加えて)推定モデル(例えば関数)自体を導出してもよい。学習部84の処理の詳細については後述する。提供部86は、学習部84により導出された最適パラメータ、または推定モデルを処理装置20に提供する。
The
[フローチャート(その1)]
図4は、最適パラメータを取得する処理の一例を示す図である。図4の例では、最適パラメータが設定されるものとして説明するが、学習装置80により導出された推定モデルが処理装置20の処理に適用される際にも本処理と同等の処理が行われる。
[Flowchart (Part 1)]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a process of acquiring optimum parameters. In the example of FIG. 4, the optimum parameters are set, but when the estimation model derived by the
まず、処理装置20が、積雪量に関する処理(後述する図6の処理)を開始するタイミングに到達したか否かを判定する(ステップS10)。積雪量に関する処理を開始するタイミングに到達した場合、設定部24は、最適パラメータの送信を学習装置80に指示する(ステップS12)。次に、設定部24は、学習情報取得部22Bが学習装置80により送信された最適パラメータを取得したか否かを判定する(ステップS14)。最適パラメータが取得された場合、設定部24は、取得した最適パラメータを、その最適パラメータを用いる推定モデルのパラメータとして設定する(ステップS16)。これにより本フローチャートの処理は終了する。
First, the
なお、上述した例では、処理装置20が最適パラメータの送信を指示することにより最適パラメータを取得するものとしたが、これに代えて(または加えて)、処理装置20は、所定間隔で最適パラメータを取得してもよい。この場合、学習装置80が最適パラメータを所定間隔で処理装置20に送信する。
In the above example, the
図5は、最適パラメータおよび推定モデルの概要を説明するための図である。例えば、処理装置20は、(A)の推定モデル(「第4推定モデル」の一例)、および(B)~(D)の最適パラメータを学習装置80から取得する。なお、処理装置20は、(B)~(D)に相当する推定モデル(関数)を学習装置80から取得してもよい。
FIG. 5 is a diagram for explaining an outline of optimum parameters and an estimation model. For example, the
(A)降水粒子の判別(図6のステップS104)におけるメンバーシップ関数(詳細は後述)
(B)降雪強度の導出(図6のステップS108)に用いられる式(1)「Rs[mm/h]=a×Zb」の「a」、「b」
(C)積雪量の推定(図6のステップS118)に用いられる式(2)「SF=c×Msd+τ×e」の「c」、「d」、「τ」
(D)積雪増加量の推定(図6のステップS122)に用いられる式(3)「δSF=τs×f×VISg-(1-τ)×e」の「τs」
式(2)、(1)、(3)は、それぞれ「第1推定モデル」、「第2推定モデル」、「第3推定モデル」の一例である。
(A) Membership function in determination of precipitation particles (step S104 in FIG. 6) (details will be described later)
(B) “a” and “b” of the formula (1) “Rs [mm/h]=a×Z b ” used for deriving the snowfall intensity (step S108 in FIG. 6)
(C) “c”, “d”, and “τ” of the formula (2) “SF=c×Ms d +τ×e” used for estimating snow cover (step S118 in FIG. 6)
(D) “τs” of the formula (3) “δSF=τs×f×VIS g− (1−τ)×e” used for estimating the amount of snow increase (step S122 in FIG. 6)
Equations (2), (1), and (3) are examples of the "first estimation model,""second estimation model," and "third estimation model," respectively.
[フローチャート(その2)]
図6は、処理装置20により実行される処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートの処理では、上述した推定モデル(メンバーシップ関数)および全ての最適パラメータが用いられるものとして説明するが、一部の最適パラメータが用いられてもよい。
[Flowchart (Part 2)]
FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing executed by the
まず、観測情報取得部22Aが、レーダ装置10の情報蓄積部18に蓄積された1周期分の観測情報Dを取得したか否かを判定する(ステップS100)。
First, the observation
観測情報Dは、メッシュおよび観測周期ごとにレーダ装置10により取得されたエコー強度を示す情報である。なお、観測情報Dは、エコー強度を示す情報に限らず、粒子の種別や粒子の形状、粒子の存在の有無等を判断することができる情報であればよい。
The observation information D is information indicating the echo intensity acquired by the
図7は、観測情報Dを説明するための図である。以下、必要に応じてXYZ座標を用いて説明する。観測情報Dは、レーダ装置10のアンテナ12が水平方向に駆動して、駆動の始点から終点における間に取得された情報である。始点から終点における間に取得された観測情報Dは、1周期で取得された観測情報である。メッシュMとは、レーダ装置10からの距離方向(Y方向)、方位方向(X方向)、および鉛直方向(Z方向)に対して、それぞれ所定幅で分割された分割領域である。図示する例では、レーダ装置10から十分に遠い位置の観測情報DであるためメッシュMは立方体で近似される。また、水平方向(距離方向および方位方向)が同じであり、鉛直方向(高度方向)のみが異なるメッシュMの集合を、「メッシュブロックMB」と称する。メッシュブロックMBは、「水平方向の位置が共通する分割領域群」の一例である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the observation information D. FIG. Hereinafter, description will be made using XYZ coordinates as necessary. Observation information D is information obtained by driving the
図6の説明に戻る。1周期分の観測情報Dを取得した場合(または観測対象である観測領域の観測情報Dを取得した場合)、処理部26が、観測情報Dに対応する複数のメッシュMのうち、一つのメッシュMを選択し(ステップS102)、選択したメッシュMについて降水粒子を判別する処理を行う(ステップS104)。この判別において、メッシュMに降水粒子(例えば、あられ、雹、氷晶、乾雪、湿雪、雨)が存在するか、非降水エコー(グランドクラッタ)が存在するかが判別され、判別結果は三次元のメッシュ毎に分類される。
Returning to the description of FIG. When the observation information D for one period is acquired (or when the observation information D of the observation area to be observed is acquired), the
処理部26は、公知の手法を用いて降水粒子を判別する処理を行う。処理部26は、例えば、学習装置80から取得したメンバーシップ関数をファジー理論に適用して、降水粒子の判別を行う。メンバーシップ関数とは、集合Xの要素xがファジー理論を適用する集合Aに対してどの程度属しているかを示す度合を出力する関数である。集合Aは、ある集合Xの要素xが曖昧性を含んだ状態で集合Aに属することを表現した集合で、メンバーシップ関数によって特徴付けられた集合である。
The
例えば、メンバーシップ関数は、集合Aに属している度合が高いほど「1」に近い値を出力し、集合Aに属している度合が低いほど「0」に近い値を出力する関数である。例えば、処理部26は、降水粒子の判別において、地上の観測情報や高層の観測情報、もしくはモデル情報から得られる気温や湿度の情報を観測対象のメッシュに対して対応付ける。この地上の観測情報や高層の観測情報、もしくは気温や湿度の情報は、メッシュに対して一様に対応付けられてもよいし、メッシュごとに異なる値が対応付けられてもよい。そして、処理部26は、メッシュに対応付けられた情報、およびファジー理論を用いて、メッシュに含まれる降水粒子を判別する。
For example, the membership function is a function that outputs a value closer to "1" when the degree of belonging to set A is higher, and outputs a value closer to "0" when the degree of belonging to set A is lower. For example, in determining precipitation particles, the
次に、処理部26は、ステップS104の処理結果に基づいて、降水粒子が存在し、その降水粒子が雪(例えば乾雪、湿雪)であるか否かを判定する(ステップS106)。降水粒子が雪でない場合、ステップS108以降には進まず、処理部26は、次の(未選択の)メッシュMを選択し、降水粒子判別(ステップS102、S104)を行う。具体的には、降水粒子が雪でない場合、処理部26は、全てのメッシュMで降水粒子を判別する処理が完了しているか否かを判定する(ステップS112)。全てのメッシュMで降水粒子を判別する処理が完了していない場合、ステップS102の処理に進む。全てのメッシュで降水粒子判別が完了している場合、ステップS114の処理に進む。
Next, the
降水粒子が雪である場合、第1導出部28は、メッシュMごとの降雪強度を導出する(ステップS108)。例えば、第1導出部28は、雪が存在していると判定されたメッシュMについて、式(1)を用いて、降雪強度Rsを導出する。
Rs[mm/h]=a×Zb・・・(1)
When the precipitation particles are snow, the
Rs [ mm/h]=a×Zb (1)
「Z」はレーダ反射因子[mm6m-3]である。レーダ反射因子Zは、電波を反射する粒子の粒径に応じて変動するパラメータである。レーダ反射因子Zは、レーダ装置10が電波を受信した際の受信電力と、電波を反射した粒子からレーダ装置10までの距離とに基づいて導出される。
"Z" is the radar reflectance factor [mm 6 m -3 ]. The radar reflection factor Z is a parameter that varies according to the particle size of particles that reflect radio waves. The radar reflection factor Z is derived based on the received power when the
次に、第1導出部28は、雪が存在していると判定されたメッシュMについて、ステップS108で導出された降雪強度[mm/h]を積雪量Ms[mm]に変換して積雪量を導出する(ステップS110)。第1導出部28は、単位時間(例えば1時間などの設定時間)を積分区間として降雪強度[mm/h]を積雪量Ms[mm]に変換する。ステップS110の処理後に、全てのメッシュMで降水粒子の判別処理(ステップS104)が完了していれば、次のステップへ進む。完了していない場合は、次のメッシュMが選択され、選択されたメッシュMついてステップS104から処理が実行される。以下に説明するステップS116およびS118と、ステップS120およびS122とは、例えば、並列して実行される処理である。
Next, the
次に、第1推定部30は、観測対象の複数のメッシュブロックMBの中から、処理対象のメッシュブロックMB(以下、対象メッシュブロック)を選択し(ステップS114)、対象メッシュブロックMBの中からステップS116における処理対象の対象メッシュを選択する(ステップS116)。処理対象のメッシュとは、山などの障害物によってマスクされずに観測情報が取得されたと推定されるメッシュMである。対象メッシュを選択するために、例えば数値地形データを参照してもよい。また、対象メッシュブロックMB内で雪が存在していると判定されたメッシュMがひとつも存在しない場合は、その対象メッシュブロックMBに対する対象メッシュMの選択をスキップしても良い。
Next, the
次に、第1推定部30は、対象メッシュブロックMB内の対象メッシュごとに単位時間あたりの地上での積雪量を推定する(ステップS118)。第1推定部30は、ステップS110で導出した降雪量Ms[mm]に基づいて、単位時間当たりの積雪量を推定する。例えば、第1推定部30は、式(2)を用いて、単位時間当たりの積雪量を推定する。
SF=c×Msd+τ×e・・・(2)
Next, the
SF=c×Ms d +τ×e (2)
「SF」は積分終了時点(単位時間経過時)の積雪量である。式(2)の右辺の第一項(「c×Msd」)は、ステップS110で導出された降雪量が実際の積雪量に変換されることを示している。「c」または「d」は、最適パラメータである。 "SF" is the amount of accumulated snow at the end of the integration (when the unit time has elapsed). The first term (“c×Ms d ”) on the right side of Equation (2) indicates that the amount of snowfall derived in step S110 is converted to the actual amount of snow cover. 'c' or 'd' is the optimum parameter.
右辺の第二項(「τ×e」)は、積分開始時点(単位時間の始点)での積雪量を示している。つまり、「e」は、対象メッシュにおいて、ある時刻(例えば積分開始時点)で観測または導出された積雪量そのものである。この積雪量「e」は、全対象メッシュに一様に同じ値が与えられてもよいし、二次元平面上(例えばXY平面上)の連続的な分布として与えられてもよい。 The second term (“τ×e”) on the right side indicates the amount of accumulated snow at the start point of integration (start point of unit time). In other words, “e” is the amount of accumulated snow observed or derived at a certain time (for example, at the start of integration) in the target mesh. The amount of snow "e" may be uniformly given the same value to all target meshes, or may be given as a continuous distribution on a two-dimensional plane (for example, on the XY plane).
「τ」は積雪増減量を表現する時定数であり、例えば積雪量「e」の観測時間とレーダ装置10の観測時間とに差がある場合に生じる積雪量の変化を吸収(抑制)する役割を有する。すなわち、「τ」は、導出された積雪量「e」を、次の積分開始時点における積雪量(時間の経過に伴って減少した後の積雪量)に変換する時定数である。例えば、「τ」は、1以下の数値であり、漸減等の傾向を示す時定数である。また、この時定数「τ」は、全メッシュMに一様に同じ値が与えられてもよいし、二次元平面上の連続的な分布として与えられてもよい。 "τ" is a time constant that expresses the amount of increase or decrease in snow cover. have That is, "τ" is a time constant for converting the derived snow amount "e" into the snow amount at the start of the next integration (snow amount after decreasing with the lapse of time). For example, "τ" is a numerical value of 1 or less and is a time constant indicating a tendency such as gradual decrease. Also, the time constant "τ" may be uniformly given to all the meshes M, or may be given as a continuous distribution on a two-dimensional plane.
図8は、ステップS118の処理の内容を概念的に示す図である。図示する例は、式(2)の第一項と第二項とに対応する積算量と、時刻との関係を示している。また、図8の縦軸は積雪量を示している。例えば、初期時刻T(積分開始時点)において、積算量「e」が存在するものとする。この積雪量「e」は、時刻Tにおいて観測または導出された積雪量である。この場合、時刻T+1では、式(2)に従って、「e×τ」の積算量(eが時刻T~T+1で減少した結果である積算量)と、「(c×Msd)」の積算量(時刻T~T+1で降雪した積算量)とを加算した積雪量(「e#」)となる。時刻T+2では、積算量「e#×τ」と、「(c×Msd)#」の積算量(時刻T~T+1で降雪した積算量)とを加算した積雪量となる。このとき、例えば時刻T+2に新たに観測または導出された「e」が存在する場合、時刻T+3においては、時刻T+2を初期時刻として積雪量を推定してもよい。
FIG. 8 is a diagram conceptually showing the contents of the processing in step S118. The illustrated example shows the relationship between the integrated amount corresponding to the first term and the second term of Expression (2) and the time. Moreover, the vertical axis of FIG. 8 indicates the amount of accumulated snow. For example, it is assumed that the integrated amount "e" exists at the initial time T (integration start time). This amount of snow "e" is the amount of snow observed or derived at time T. In this case, at
上述したように、処理装置20は、式(2)などの推定モデルと最適パラメータを用いて単位時間あたりの対象メッシュに対応する地上での積雪量を導出(推定)することができる。
As described above, the
次に、第2導出部32が、対象メッシュブロックMB内の鉛直積算の降雪量を導出する(ステップS120)。第2導出部32は、ステップS110で導出したメッシュMごとの積雪量Ms[mm]を、鉛直方向に積算する。鉛直方向に積算される区間は、メッシュブロックMB内の全てのメッシュMとしてもよいし、より地上付近の雪の存在量に着目し、例えば下層3kmまでのメッシュMなどとしてもよい。鉛直方向に積算された降雪量をVIS(Vertical Integrated Snow)と称する。「VIS」は、その雲が潜在的にもつ上空の降雪量と捉えられる。
Next, the
次に、第2推定部34は、ステップS120で導出された「VIS」に基づいて、対象メッシュブロックMB内の単位時間当たりに地上に降り注ぎ積雪する量(積雪増加量:δSF)を推定する(ステップS122)。第2推定部34は、例えば、式(3)を用いて積雪増加量を導出する。
δSF=τs×f×VISg-(1-τ)×e・・・(3)
Next, the
δSF=τs×f×VIS g− (1−τ)×e (3)
式(3)の右辺の第一項(「τs×f×VISg」)は、上空の雪量が単位時間あたりにどれだけの積雪となるかに変換する項である。すなわち、右辺の第一項は、上空に潜在する雪の総量が、地上付近を通過し積雪する可能性がある降雪量(積雪相当量)と換言することができる。「f」および「g」は所定の係数である。「τs」は時間あたりの増加量を示す時定数である。「VIS」は、「τs」「f」および「g」によって積雪相当量に変換される。 The first term (“τs×f×VIS g ”) on the right side of Equation (3) is a term for converting the amount of snow in the sky per unit time. In other words, the first term on the right-hand side can be rephrased as the amount of snowfall (amount equivalent to accumulated snow) in which the total amount of latent snow in the sky is likely to pass near the ground and accumulate. "f" and "g" are predetermined coefficients. “τs” is a time constant indicating the amount of increase per time. "VIS" is converted to snow equivalent by "τs", "f" and "g".
式(3)の右辺の第二項は、観測開始時点での積雪量を示している。つまり、「e」は、各メッシュMにおける、観測開始時点の積雪量そのものである。右辺の第二項の「(1-τ)×e」は、導出された積雪量「e」と、導出時点から次の観測開始時点における積雪量との差を示している。すなわち、積雪量「e」が導出された時点から次の観測開始地点において減少した積雪量を示している。右辺第一項の値が0となった場合、右辺の第二項を用いることで、積雪量の減少状況も表現できる。 The second term on the right side of Equation (3) indicates the amount of accumulated snow at the start of observation. In other words, “e” is the amount of accumulated snow in each mesh M at the start of observation. The second term “(1−τ)×e” on the right side indicates the difference between the derived snow amount “e” and the snow amount from the time of derivation to the next observation start time. In other words, it indicates the amount of snow that has decreased at the next observation start point from the point at which the amount of snow "e" was derived. When the value of the first term on the right side is 0, the second term on the right side can be used to express the decrease in snow cover.
なお、第2推定部34は、例えば、ステップS120で導出された積算量に関する鉛直方向の領域には一様に雪の粒子が存在しているものと仮定して、単位時間当たりの地上に降り注ぐ積雪増加量を導出する。また、第2推定部34は、例えば、所定のモデルに基づいて、単位時間当たりの地上に降り注ぐ積雪増加量を導出してもよい。例えば、所定のモデルとは、時間ごとに降雪する雪の量が導出されるモデルである。
Note that the
図9は、ステップS122の処理の内容を概念的に示す図である。図示する例は、式(3)の第一項と第二項とに対応する積算量と、積雪増加量と、時刻との関係を示している。また、図9の縦軸は積雪量を示している。例えば、時刻T#~T#+1の正味の積算増加量(δSF)は、「時刻T#~T#+1までの上空から積雪となった量である単純増加量「(τs×f×VISg)*」-時刻T#~T#+1までの既存積雪の減少量「(1-τ)×e」となる。 FIG. 9 is a diagram conceptually showing the contents of the processing in step S122. The illustrated example shows the relationship between the integrated amount corresponding to the first term and the second term of Expression (3), the amount of increase in snow cover, and time. Moreover, the vertical axis of FIG. 9 indicates the amount of accumulated snow. For example, the net cumulative increase (δSF) from time T# to T#+1 is "the amount of snow accumulated from the sky from time T# to T#+1, which is the amount of simple increase" (τs x f x VIS g )*”−the amount of decrease in the existing snow cover from time T# to T#+1 “(1−τ)×e”.
例えば、時刻T#において、積算量「τs×f×VISg(=e)」が存在するものとする。この場合、時刻T#+1では、例えば式(3)の時定数が1未満に設定されている場合、式(3)に従って積雪量は「(1-τ)×e」減少する。この状態で、時刻T#から時刻T#+1の間では、「(τs×f×VISg)*」の雪が降雪すると、式(3)に従って「(τs×f×VISg)*」から「(1-τ)×e」が減算された積雪量が、正味の積雪増加量(δSF)となる。つまり、正味の積雪増加量とは、ある期間で上空から降雪した雪が積雪する量から、既に積雪した雪が減少する量を減算した量である。例えば、既に積雪した雪の減少する量が、上空から降雪した雪が積雪する量より大きければ、正味の積雪増加量は負の値となり、積雪量の現象状況が表現できる。 For example, at time T#, it is assumed that an integrated amount "τs×f×VIS g (=e)" exists. In this case, at time T#+1, if the time constant of equation (3) is set to less than 1, the amount of accumulated snow decreases by "(1−τ)×e" according to equation (3). In this state, between the time T# and the time T#+1, when the amount of snow "(τs×f×VIS g )*" falls, from "(τs×f×VIS g )*" according to the equation (3) The amount of accumulated snow from which "(1-τ)×e" has been subtracted becomes the net increased amount of accumulated snow (δSF). In other words, the net amount of increase in snow cover is the amount obtained by subtracting the amount of decrease in already-covered snow from the amount of snow that has fallen from above in a certain period. For example, if the amount of snow that has already fallen is greater than the amount of snow that has fallen from above, the net amount of snow increase will be a negative value, and the phenomenon of the amount of snow can be expressed.
図10は、積雪増加度合の推移の一例を示す図である。図10の縦軸は積雪増加度合を示し、横軸は時間を示している。積雪増加度合は、気象状況によって刻々と変化する。例えば、ユーザや処理システム1の管理者等は、時刻Txにおいて、時刻Tx付近の積雪増加度合(例えば積雪増加度合の推移の傾向)に基づいて、将来の積雪増加度合の推移を推定することができる。例えば、図示するように時刻Txの前に積雪増加度合が減少傾向である場合、管理者等は、将来、図中、推移線Trのように積雪量は減少傾向に推移すると推定することができる。なお、処理装置20が、時刻Tx付近の積雪増加度合に基づいて、将来の積雪増加度合の推移を推定してもよい。
FIG. 10 is a diagram showing an example of changes in the degree of increase in snow cover. The vertical axis in FIG. 10 indicates the degree of increase in snow cover, and the horizontal axis indicates time. The degree of increase in snow cover varies from moment to moment depending on weather conditions. For example, at time Tx, the user, the administrator of the
図6の説明に戻る。ステップS118およびステップS122の処理後、処理部26は、観測対象のすべてのメッシュブロックMBについてステップS116~S122の処理か完了したか否かを判定する(ステップS124)。すべてのメッシュブロックMBについてステップS116~S122の処理か完了していない場合、ステップS114の処理に戻り、未選択のメッシュブロックMBを選択し、ステップS116~S122の処理を実行する。
Returning to the description of FIG. After the processing of steps S118 and S122, the
すべてのメッシュブロックMBについてステップS116~S122の処理か完了している場合、リスク導出部36が、上述した処理結果に基づいて、積雪に関するリスクを導出する(ステップS126)。例えば、リスク導出部36は、降雪量や、積雪量、積雪量の増加の予測に基づいて、積雪リスクを導出する。例えば、リスク導出部36は、降雪量と積雪量に着目した直近(数10分先)の積雪リスクや、積雪量と積雪量の増加の予測を用いた中長期的(数時間先)の積雪リスクを導出してもよい。 If the processes of steps S116 to S122 have been completed for all mesh blocks MB, the risk derivation unit 36 derives the risk of snow cover based on the above-described process results (step S126). For example, the risk deriving unit 36 derives the snow risk based on the amount of snowfall, the amount of snowfall, and the prediction of an increase in the amount of snowfall. For example, the risk derivation unit 36 can calculate the most recent (several 10 minutes ahead) snowfall risk by focusing on the amount of snowfall and snow cover, and the medium- to long-term (several hours ahead) snow cover risk using the prediction of the amount of snowfall and increase in snow cover. Risk may be derived.
また、リスク導出部36は、メッシュMごとに導出された積雪リスクから、その地域などの特異性を考慮して、ユーザに適した積雪リスクに関する情報を生成してもよい。例えば、リスク導出部36は、積雪リスクに対して、鉄道路線周辺や幹線道路周辺、災害緊急道路周辺などの地域ごとに付与された重みを、その地域に対応する積雪リスクに付与して、積雪リスクを導出してもよい。 Further, the risk derivation unit 36 may generate information on the snow risk that is suitable for the user from the snow risk derived for each mesh M, taking into account the specificity of the area. For example, the risk deriving unit 36 assigns a weight assigned to each region, such as around a railway line, around a main road, around a disaster emergency road, etc., to the snow risk corresponding to the region, and Risk may be derived.
また、リスク導出部36は、更に長期的な積雪リスクの判断の材料として、数値気象モデルの予報データと、処理結果とを組み合わせてリスク判断してもよい。例えば、リスク導出部36は、上記の数値気象モデルから得られた情報や、積算リスク等を数値化し、数値化した数値に対して加減乗除算することよって積算リスクを導出し、導出した積算リスクと閾値とを比較することで最終的な積算リスクを導出してもよい。また、リスク導出部36は、上記の数値気象モデルから得られた情報や、積算リスク等を数値化し、上記の数値化した数値を確率予測モデルや学習型モデルに適用して積雪リスクを導出してもよい。 Further, the risk derivation unit 36 may make a risk judgment by combining the forecast data of the numerical weather model and the processing result as materials for further long-term snow accumulation risk judgment. For example, the risk derivation unit 36 quantifies the information obtained from the numerical weather model, the integrated risk, etc., derives the integrated risk by adding, subtracting, multiplying, and dividing the digitized numerical value, and derives the derived integrated risk. A final integrated risk may be derived by comparing with a threshold value. In addition, the risk derivation unit 36 quantifies the information obtained from the numerical weather model and the accumulated risk, etc., and applies the quantified values to the probability prediction model and the learning model to derive the snow risk. may
次に、情報送信部38は、解析データを表示情報生成装置60に送信する(ステップS128)。解析データは、降雪量や、積雪量、積雪量の増加の予測、積雪リスクなどを含む。これにより本フローチャートの1ルーチンの処理は終了する。 Next, the information transmission unit 38 transmits the analysis data to the display information generation device 60 (step S128). The analysis data includes snowfall amount, snow cover amount, prediction of increase in snow cover amount, snow cover risk, and the like. This completes the processing of one routine in this flow chart.
表示情報生成装置60の表示情報生成部62は、情報送信部38から送信された処理結果に基づいて表示情報を生成する。そして、表示情報送信部64は、表示情報生成部62により生成された表示情報を端末装置100に送信する。端末装置100は、表示情報を取得し、取得した表示情報に応じた画像IMを端末装置100の表示部に表示させる。図11は、端末装置100の表示部に表示される画像IMの一例を示す図である。画像IMには、積雪リスクが高、中、低の地域を示す情報や、積雪リスクに関する注意報などの情報が含まれる。
A display information generation unit 62 of the display
[学習部が行う処理]
図12は、学習装置80により実行される処理の概念図である。まず、学習装置80の取得部82が、学習データを取得する(1)。学習データは、レーダ装置10(または他のレーダ装置)により取得された観測情報と、例えば以下の(A)~(D)の情報のうち一以上の情報との組み合わせである。(A)は地上の観測器により観測された積雪に関する情報、(B)はSNSなどのネットワーク上において提供されている積雪に関する情報(例えば投稿された積雪に関する情報)、(C)は車載カメラや車載レーダにより取得された積雪情報、(D)は企業や自治体により提供された積雪情報である。また、学習データは、気象モデルデータであってもよい。気象モデルデータは、仮想的に生成された観測情報と、この観測情報をモデルに適用して導出された降雪強度や、積雪量、積雪増加量等である。
[Processing performed by the learning unit]
FIG. 12 is a conceptual diagram of processing executed by the
学習部84は、学習データを用いた機械学習または深層学習を行い、観測情報が入力されると降雪度合を導出する推定モデル、または推定モデルに適用される最適パラメータを導出する(2)。そして、提供部86が、導出された推定モデル、または最適パラメータを処理装置20に提供する(3)。
The
学習部84は、例えば、メンバーシップ関数、式(1)、(2)、(3)におけるパラメータを変更して、レーダ装置10の観測情報を入力した場合に、メンバーシップ関数、式(1)、(2)、(3)を適用して出力される情報が実際に観測等された情報(教師データ)に近づくような推定モデル、または最適パラメータを導出する。学習部84は、例えば、ニューラルネットワークや、回帰モデル、サポートベクターマシンなどのモデルを用いて推定モデル、または最適パラメータを導出する。また、学習部84は、上記手法に限らず、加減乗除算によって最適パラメータを導出してもよい。
For example, the
[まとめ]
本実施形態によれば、二重偏波フェーズドアレイ気象レーダから得られる高頻度で隙間無く観測されたデータを用いることで、数10秒周期で、時空間的に連続した降雪量・積雪量の分布や時間変化を高頻度かつ高確度に推定し、積雪リスクを判定することが可能となる。さらに、観測データとしての積雪リスクと、土地情報や路線情報、交通情報を組み合わせてリスク情報を生成することで、人的および経済的な大雪によるリスクを、高精度かつ迅速に通知、提供することが出来るようになる。具体的には、一般向けのアプリケーションソフトやSNSなどを通して情報を提供することで、一般市民への注意喚起、避難喚起の一助となることが期待される。また、地方公共団体、道路管理者、鉄道運行管理者、バス運行管理者等の大雪時の対応迅速化に対して有効に寄与することが期待される。
[summary]
According to the present embodiment, by using data obtained from a dual-polarized phased-array weather radar that is observed at high frequency without gaps, spatio-temporally continuous snowfall and snowfall amounts can be obtained at intervals of several tens of seconds. It is possible to estimate the distribution and time change with high frequency and accuracy, and determine the risk of snow cover. Furthermore, by generating risk information by combining observational data of snow risk, land information, route information, and traffic information, it is possible to quickly and accurately notify and provide human and economic risks due to heavy snow. will be able to Specifically, by providing information through application software for the general public, SNS, etc., it is expected to help alert the general public and urge them to evacuate. In addition, it is expected that the system will effectively contribute to speeding up responses to heavy snowfall by local governments, road administrators, railway operation administrators, and bus operation administrators.
[比較例]
ここで、単偏波レーダの気象レーダで得られる情報では、降水粒子の判別を行うことができず、地上に降り注ぐ粒子が雨なのか雪なのかをレーダによって判別することができなかった。その後登場した二重偏波気象レーダでは、観測で得られる偏波パラメータを用いて降水粒子判別を行う技術が開発され、これによって、レーダで観測された粒子が雨なのか、雪なのか、などの情報が得られるようになった。
[Comparative example]
Here, the information obtained by the weather radar of the single-polarized wave radar cannot distinguish precipitation particles, and the radar cannot distinguish whether the particles falling on the ground are rain or snow. In the dual-polarized weather radar that appeared later, a technology was developed to distinguish precipitation particles using the polarization parameters obtained from observations. information has become available.
しかしながら、これらの粒子判別結果の精度向上には、これまでは雲内を直接観測して得られる情報とレーダで得られる情報から解析した粒子判別結果とを照合してパラメータ調整する方法が主であり、この方法は限られた事例での検証であるため、時々刻々と変化し、豊かな地域性をもつ気象現象、特にここでは降雪現象に対して、常に最適なパラメータを取っているとは言いがたい。 However, in order to improve the accuracy of these particle discrimination results, the main method has been to compare the information obtained by directly observing the inside of the cloud with the particle discrimination results analyzed from the information obtained by radar, and to adjust the parameters. However, since this method has been verified with a limited number of cases, it is unlikely that it always takes the optimal parameters for meteorological phenomena that change from moment to moment and have rich regional characteristics, especially for snowfall phenomena here. hard to say
降雪量、または積雪量という点に注目すると、一般的に、ある特定地点(例えばアメダス地点など)での情報が空間的に疎な情報としてだけ提供され、交通や市民生活に対して十分な情報であるとは言いがたい。つまり、時々刻々と変化する降雪量や積雪量を連続的かつ二次元平面的に得られる手段は未だかつて確立されていない。 Focusing on the amount of snowfall or amount of accumulated snow, in general, information at a specific point (such as an AMeDAS point) is provided only as spatially sparse information, and sufficient information is not available for traffic and civic life. It is hard to say that it is. In other words, there has not yet been established a means for continuously and two-dimensionally obtaining the amount of snowfall or amount of snow cover that changes from moment to moment.
気象レーダの観測手法に着目する。パラボラ型の気象レーダで得られるデータは、平面的なデータの集合であり、鉛直方向に疎なものである。そのため、雲内の物理量、特に鉛直方向に積算した量を求める際には、高い精度で解析することは困難であった。また、3次元的に降水雲や降水システムを解析するために必要なレーダデータを得るためには、例えば4分~10分の時間を要し、時々刻々と変化する気象現象の特徴を連続的に捉えることは困難であった。 Focus on the observation method of weather radar. The data obtained by the parabolic weather radar is a collection of two-dimensional data and is sparse in the vertical direction. Therefore, it is difficult to analyze with high accuracy when obtaining the physical quantity in the cloud, especially the quantity integrated in the vertical direction. In addition, it takes 4 to 10 minutes, for example, to obtain radar data necessary for three-dimensional analysis of precipitation clouds and precipitation systems. It was difficult to capture
災害をもたらし、また経済的に損失を発生させる大雪は、短時間で積雪量が増加することが多く、また、降水以上に地域性を考慮した積雪量の予測が重要である。しかし、上記に述べた理由から、有益な降雪・積雪情報(つまり、時空間的に連続で精度の高い情報)を提供することは困難であるという問題がある。 Heavy snowfall, which causes disasters and causes economic loss, often increases the amount of snowfall in a short period of time, and it is important to predict the amount of snowfall in consideration of regional characteristics rather than precipitation. However, for the reasons described above, there is a problem that it is difficult to provide useful snowfall/snow cover information (that is, spatio-temporally continuous and highly accurate information).
本実施形態の処理装置20は、二重偏波フェーズドアレイ気象レーダで得られる高頻度で隙間無く観測される偏波パラメータ観測データと、様々な手段で取得可能な地上情報を有効に活用することで、降雪量・積雪量の推定方式が最適化され、その結果レーダ情報を基礎とした時空間的に連続で精度の高い降雪量・積雪量情報を提供することができる。これにより、災害リスクや経済活動の阻害リスクの判断精度の向上が期待できる。
The
例えば、処理装置20は、滑走路や、線路が敷設された地域などの降雪に関する情報を導出することができる。これにより、交通状況を管理する管理者は、航空機の離陸や着陸、鉄道の運行などに影響を及ぼす降雪が起こる可能性等を認識することができる。そして、管理者は、航空機や鉄道の運行スケジュールを事前に調整することができる。
For example, the
以上説明した実施形態によれば、観測領域が水平方向および鉛直方向に分割された複数の分割領域ごとの大気の状態を示す観測情報を取得する取得部22と、水平方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から選択された対象分割領域の観測情報が入力されると、対象分割領域に対応する地上の積雪度合を示す情報を出力する第1推定モデルであって、第1推定モデルに観測情報が入力されると観測情報に対応付けられた積雪度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する第1推定モデルに、取得部22により取得された観測情報を入力することで、地上の積雪度合を示す情報を導出する導出部(26、28、30、32)とを持つことにより、より精度よく降雪に関する情報を導出することができる。 According to the embodiment described above, the acquisition unit 22 acquires the observation information indicating the state of the atmosphere for each of a plurality of divided regions obtained by dividing the observation region in the horizontal direction and the vertical direction, and the divided regions having the same horizontal position. A first estimation model for outputting information indicating a degree of snow cover on the ground corresponding to a target divided area when observation information of a target divided area selected from among the divided areas included in the area group is input, the first estimation model comprising: Observation information acquired by an acquisition unit 22 is input to a first estimation model having parameters learned so that information indicating the degree of snow cover associated with the observation information is derived when the observation information is input to the first estimation model. By inputting the derivation units (26, 28, 30, 32) for deriving information indicating the degree of snow cover on the ground, it is possible to derive information on snowfall with higher accuracy.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1‥処理システム、10‥レーダ装置、20‥処理装置、22‥取得部、24‥設定部、26‥処理部、28‥第1導出部、30‥第1推定部、32‥第2導出部、34‥第2推定部、36‥リスク導出部、38‥情報送信部、40‥記憶部、42‥観測情報、44‥推定モデル、46‥最適パラメータ、60‥表示情報生成装置、62‥表示情報生成部、64‥表示情報送信部、80‥学習装置、82‥取得部、84‥学習部、86‥提供部、92‥学習データ、100‥端末装置
1
Claims (10)
前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から選択された対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する降雪強度を示す情報を出力する第2推定モデルであって、前記第2推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた降雪強度を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第2推定モデルに、前記取得部により取得された観測情報を入力することで、前記対象分割領域の降雪強度を示す情報を導出し、
前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪度合を示す情報を出力する第1推定モデルであって、前記第1推定モデルに前記降雪強度に基づく情報が入力されると前記降雪強度に基づく情報に対応付けられた積雪度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第1推定モデルに、前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報を入力することで、前記地上の積雪度合を示す情報を導出する導出部と、
を備える処理装置。 an acquisition unit that acquires observation information indicating the state of the atmosphere for each of a plurality of divided areas obtained by dividing an observation area in a distance direction, an azimuth direction, and a vertical direction;
When observation information of a target segmented region selected from among segmented regions included in a segmented region group having a common position in the distance direction and the azimuth direction is input, information indicating snowfall intensity corresponding to the target segmented region and has parameters learned so that information indicating snowfall intensity associated with the observation information is derived when the observation information is input to the second estimation model Deriving information indicating the snowfall intensity of the target divided area by inputting the observation information acquired by the acquisition unit into the second estimation model,
A first estimation model that, when information based on the snowfall intensity of the target divided area is input, outputs information indicating the degree of snow accumulation on the ground corresponding to the target divided area, wherein the snowfall intensity is applied to the first estimation model When the information based on the snowfall intensity is input, the first estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of snowfall associated with the information based on the snowfall intensity is added to the snowfall intensity of the target divided area a derivation unit that derives information indicating the degree of snow cover on the ground by inputting information based on
A processing device comprising:
前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から鉛直方向に連続した所定数の分割領域を選択し、前記所定数の対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪増加度合を示す情報を出力する第3推定モデルであって、前記第3推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた地上の積雪増加度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第3推定モデルに、前記取得部により取得された観測情報を入力することで、前記地上の積雪増加度合を示す情報を導出する導出部と、
を備える処理装置。 an acquisition unit that acquires observation information indicating atmospheric conditions for each of a plurality of divided areas obtained by dividing an observation area in a distance direction, an azimuth direction, and a vertical direction;
A predetermined number of vertically continuous divided areas are selected from divided areas included in a group of divided areas having common positions in the distance direction and the azimuth direction , and observation information of the predetermined number of target divided areas is input. Then, a third estimation model that outputs information indicating the degree of snow cover increase on the ground corresponding to the target divided area, wherein when the observation information is input to the third estimation model, the observation information is associated with By inputting the observation information acquired by the acquisition unit into the third estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of snow increase on the ground, the degree of snow increase on the ground is calculated. a derivation unit for deriving information indicating
A processing device comprising:
前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から鉛直方向に連続した所定数の分割領域を選択し、前記所定数の対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する降雪強度を示す情報を出力する第2推定モデルであって、前記第2推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた降雪強度を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第2推定モデルに、前記取得部により取得された観測情報を入力することで、前記対象分割領域の降雪強度を示す情報を導出し、
前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪増加度合を示す情報を出力する第3推定モデルであって、前記第3推定モデルに前記降雪強度に基づく情報が入力されると前記降雪強度に基づく情報に対応付けられた地上の積雪増加度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第3推定モデルに、前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報を入力することで、前記地上の積雪増加度合を示す情報を導出する導出部と、
を備える処理装置。 an acquisition unit that acquires observation information indicating the state of the atmosphere for each of a plurality of divided areas obtained by dividing an observation area in a distance direction, an azimuth direction, and a vertical direction;
A predetermined number of vertically continuous divided areas are selected from divided areas included in a group of divided areas having common positions in the distance direction and the azimuth direction , and observation information of the predetermined number of target divided areas is input. a second estimation model for outputting information indicating the snowfall intensity corresponding to the target divided area, wherein when the observation information is input to the second estimation model, the snowfall intensity associated with the observation information Deriving information indicating the snowfall intensity of the target divided area by inputting the observation information obtained by the obtaining unit into the second estimation model having parameters learned so as to derive information indicating ,
A third estimation model for outputting information indicating a degree of snowfall increase on the ground corresponding to the target divided area when information based on the snowfall intensity of the target divided area is input, wherein the snowfall intensity is input to the third estimation model When the information based on the intensity is input, the third estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of snow accumulation increase on the ground associated with the information based on the snowfall intensity, the target division a derivation unit for deriving information indicating the degree of snow accumulation increase on the ground by inputting information based on the snowfall intensity of the area ;
A processing device comprising:
請求項1または3に記載の処理装置。 The derivation unit is a fourth estimation model that outputs information indicating a type of particles contained in the target divided area when observation information of the target divided area is input, wherein the observation information is added to the fourth estimation model. By inputting the observation information acquired by the acquisition unit into the fourth estimation model trained so that information indicating the type of particle associated with the observation information is derived when is input, deriving information indicating the type of particles contained in the target divided area, and deriving information indicating the snowfall intensity of the target divided area when the derived type of particles is snow;
4. The processing apparatus according to claim 1 or 3 .
前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応する分割領域に対応する降雪強度を示す情報を出力する第2推定モデルであって、前記取得部に取得された学習データの前記観測情報が前記第2推定モデルに入力されると、前記学習データの前記観測情報に対応する分割領域に対応付けられた降雪強度を示す情報が導出されるように、前記第2推定モデルに与えるパラメータを学習し、
前記降雪強度に基づく情報が入力されると前記降雪強度に基づく情報に対応する分割領域に対応付けられた地上の積雪度合を示す情報を出力する第1推定モデルであって、前記学習データの前記観測情報から得られた前記降雪強度に基づく情報が前記第1推定モデルに入力されると、前記学習データの前記観測情報から得られた前記降雪強度に基づく情報に対応する分割領域に対応付けられた地上の積雪度合を示す情報が導出されるように、前記第1推定モデルに与えられるパラメータを学習する学習部と、
前記観測情報を前記第2推定モデルに入力することで、前記観測情報に対応する分割領域に対応付けられた前記降雪強度を示す情報を導出し、前記降雪強度に基づく情報を前記第1推定モデルに入力することで、前記降雪強度に対応する分割領域に対応付けられた地上の積雪度合を示す情報を導出する導出部に、少なくとも前記学習部により学習されたパラメータを提供する提供部と、
を備える処理装置。 Observation information indicating the state of the atmosphere for each of a plurality of divided areas obtained by dividing the observation area in the distance direction, the azimuth direction, and the vertical direction, and the degree of snow cover on the ground associated with each of the divided areas are associated with each other. an acquisition unit that acquires learning data or virtually generated learning data in which the observation information and the degree of snow cover on the ground are associated with each other;
A second estimation model that outputs information indicating snowfall intensity corresponding to a divided area corresponding to the observation information when the observation information is input, wherein the observation information of the learning data acquired by the acquisition unit is the Learning parameters to be given to the second estimation model so that information indicating the snowfall intensity associated with the divided regions corresponding to the observation information of the learning data is derived when input to the second estimation model ,
A first estimation model for outputting information indicating the degree of snow cover on the ground associated with the divided area corresponding to the information based on the snowfall intensity when the information based on the snowfall intensity is input, wherein the When the information based on the snowfall intensity obtained from the observation information is input to the first estimation model, it is associated with the divided regions corresponding to the information based on the snowfall intensity obtained from the observation information of the learning data. a learning unit that learns the parameters given to the first estimation model so as to derive information indicating the degree of snow cover on the ground;
By inputting the observation information into the second estimation model, information indicating the snowfall intensity associated with the divided area corresponding to the observation information is derived, and the information based on the snowfall intensity is transferred to the first estimation model. a providing unit that provides at least the parameter learned by the learning unit to a derivation unit that derives information indicating the degree of snow cover on the ground associated with the divided area corresponding to the snowfall intensity by inputting to
A processing device comprising:
前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応する分割領域に対応付けられた地上の積雪増加度合を示す情報を出力する第3推定モデルであって、前記取得部に取得された学習データの前記観測情報が前記第3推定モデルに入力されると、前記学習データの前記観測情報に対応付する分割領域に対応付けられた地上の積雪増加度合を示す情報が導出されるように、前記第3推定モデルに与えられるパラメータを学習する学習部と、
前記観測情報を前記第3推定モデルに入力することで、前記観測情報に対応する分割領域に対応付けられた地上の積雪増加度合を示す情報を導出する導出部に、少なくとも前記学習部により学習されたパラメータを提供する提供部と、
を備える処理装置。 Observation information indicating the state of the atmosphere for each of a plurality of sub-areas obtained by dividing the observation area in the distance direction, the azimuth direction, and the vertical direction, and the degree of snow cover increase on the ground associated with each of the sub-areas are associated with each other. an acquisition unit that acquires learning data that has been obtained, or virtually generated learning data in which the observation information and the degree of increase in snow cover are associated with each other;
A third estimation model that, when the observation information is input, outputs information indicating the degree of snow cover increase on the ground associated with the divided area corresponding to the observation information, wherein the learning data acquired by the acquisition unit When the observation information is input to the third estimation model, the third estimation model is adapted to derive information indicating a degree of snow cover increase on the ground associated with the divided areas associated with the observation information of the learning data. 3 a learning unit that learns the parameters given to the estimation model;
By inputting the observation information into the third estimation model, a derivation unit that derives information indicating the degree of snow cover increase on the ground associated with the divided area corresponding to the observation information is learned by at least the learning unit. a provider that provides parameters for
A processing device comprising:
観測領域が距離方向、方位方向、および鉛直方向に分割された複数の分割領域ごとの大気の状態を示す観測情報を取得し、
前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から選択された対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する降雪強度を示す情報を出力する第2推定モデルであって、前記第2推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた降雪強度を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第2推定モデルに、取得した観測情報を入力することで、前記対象分割領域の降雪強度を示す情報を導出し、
前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪度合を示す情報を出力する第1推定モデルであって、前記第1推定モデルに前記降雪強度に基づく情報が入力されると前記降雪強度に基づく情報に対応付けられた積雪度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第1推定モデルに、前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報を入力することで、前記地上の積雪度合を示す情報を導出する、
処理方法。 the computer
Acquire observation information that indicates the state of the atmosphere for each of the multiple divided areas in which the observation area is divided in the distance direction, the azimuth direction, and the vertical direction,
When observation information of a target segmented region selected from among segmented regions included in a segmented region group having a common position in the distance direction and the azimuth direction is input, information indicating snowfall intensity corresponding to the target segmented region and has parameters learned so that information indicating snowfall intensity associated with the observation information is derived when the observation information is input to the second estimation model Deriving information indicating the snowfall intensity of the target divided area by inputting the acquired observation information into the second estimation model,
A first estimation model that, when information based on the snowfall intensity of the target divided area is input, outputs information indicating the degree of snow accumulation on the ground corresponding to the target divided area, wherein the snowfall intensity is applied to the first estimation model When the information based on the snowfall intensity is input, the first estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of snowfall associated with the information based on the snowfall intensity is added to the snowfall intensity of the target divided area Deriving information indicating the degree of snow cover on the ground by inputting information based on
Processing method.
観測領域が距離方向、方位方向、および鉛直方向に分割された複数の分割領域ごとの大気の状態を示す観測情報を取得させ、
前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から選択された対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する降雪強度を示す情報を出力する第2推定モデルであって、前記第2推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた降雪強度を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第2推定モデルに、取得させた観測情報を入力することで、前記対象分割領域の降雪強度を示す情報を導出させ、
前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪度合を示す情報を出力する第1推定モデルであって、前記第1推定モデルに前記降雪強度に基づく情報が入力されると前記降雪強度に基づく情報に対応付けられた積雪度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第1推定モデルに、前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報を入力することで、前記地上の積雪度合を示す情報を導出させる、
プログラム。 to the computer,
Acquiring observation information indicating the state of the atmosphere for each of a plurality of divided areas in which the observation area is divided in the distance direction, the azimuth direction, and the vertical direction,
When observation information of a target segmented region selected from among segmented regions included in a segmented region group having a common position in the distance direction and the azimuth direction is input, information indicating snowfall intensity corresponding to the target segmented region and has parameters learned so that information indicating snowfall intensity associated with the observation information is derived when the observation information is input to the second estimation model Deriving information indicating the snowfall intensity of the target divided area by inputting the acquired observation information into the second estimation model,
A first estimation model that, when information based on the snowfall intensity of the target divided area is input, outputs information indicating the degree of snow accumulation on the ground corresponding to the target divided area, wherein the snowfall intensity is applied to the first estimation model When the information based on the snowfall intensity is input, the first estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of snowfall associated with the information based on the snowfall intensity is added to the snowfall intensity of the target divided area Deriving information indicating the degree of snow cover on the ground by inputting information based on
program.
観測領域が距離方向、方位方向および鉛直方向に分割された複数の分割領域ごとの大気の状態を示す観測情報を取得し、
前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から鉛直方向に連続した所定数の分割領域を選択し、前記所定数の対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪増加度合を示す情報を出力する第3推定モデルであって、前記第3推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた地上の積雪増加度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第3推定モデルに、取得した観測情報を入力することで、前記積雪増加度合を示す情報を導出する、
処理方法。 the computer
Acquire observation information that indicates the state of the atmosphere for each of the multiple divided areas in which the observation area is divided in the distance direction, the azimuth direction, and the vertical direction,
A predetermined number of vertically continuous divided areas are selected from divided areas included in a group of divided areas having common positions in the distance direction and the azimuth direction , and observation information of the predetermined number of target divided areas is input. Then, a third estimation model that outputs information indicating the degree of snow cover increase on the ground corresponding to the target divided area, wherein when the observation information is input to the third estimation model, the observation information is associated with Deriving information indicating the degree of increase in snow cover by inputting the acquired observation information into the third estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of increase in snow cover on the ground.
Processing method.
観測領域が距離方向、方位方向、および鉛直方向に分割された複数の分割領域ごとの大気の状態を示す観測情報を取得し、
前記距離方向および前記方位方向の位置が共通する分割領域群に含まれる分割領域の中から鉛直方向に連続した所定数の分割領域を選択し、前記所定数の対象分割領域の観測情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する降雪強度を示す情報を出力する第2推定モデルであって、前記第2推定モデルに前記観測情報が入力されると前記観測情報に対応付けられた降雪強度を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第2推定モデルに、取得した観測情報を入力することで、前記対象分割領域の降雪強度を示す情報を導出し、
前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報が入力されると、前記対象分割領域に対応する地上の積雪増加度合を示す情報を出力する第3推定モデルであって、前記第3推定モデルに前記降雪強度に基づく情報が入力されると前記降雪強度に基づく情報に対応付けられた地上の積雪増加度合を示す情報が導出されるように学習されたパラメータを有する前記第3推定モデルに、前記対象分割領域の降雪強度に基づく情報を入力することで、前記積雪増加度合を示す情報を導出する、
処理方法。 the computer
Acquire observation information that indicates the state of the atmosphere for each of the multiple divided areas in which the observation area is divided in the distance direction, the azimuth direction, and the vertical direction,
A predetermined number of vertically continuous divided areas are selected from divided areas included in a group of divided areas having common positions in the distance direction and the azimuth direction , and observation information of the predetermined number of target divided areas is input. a second estimation model for outputting information indicating the snowfall intensity corresponding to the target divided area, wherein when the observation information is input to the second estimation model, the snowfall intensity associated with the observation information Deriving information indicating the snowfall intensity of the target divided area by inputting the acquired observation information into the second estimation model having parameters learned so as to derive information indicating
A third estimation model for outputting information indicating a degree of snowfall increase on the ground corresponding to the target divided area when information based on the snowfall intensity of the target divided area is input, wherein the snowfall intensity is input to the third estimation model When the information based on the intensity is input, the third estimation model having parameters learned so as to derive information indicating the degree of snow accumulation increase on the ground associated with the information based on the snowfall intensity, the target division Deriving information indicating the degree of increase in snow cover by inputting information based on the snowfall intensity of the region ;
Processing method.
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