2014 Fiscal Year Research-status Report
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25350505
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
金 寛 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90243170)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
牛尾 知雄 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50332961)
中村 佳敬 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (70609817)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 気象用レーダ / 大容量データ / レーダネットワーク / 圧縮センシング / 降雨減衰補正 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気象災害に対する警戒情報を提供するレーダネットワークを用いた観測システムの開発に必須となるレーダネットワーク信号処理手法を開発し、本手法の有効性を評価することを目的とし、以下のように研究を実施した。
１．前年度で開発した圧縮手法をフェーズドアレイレーダ（PAR）で観測された6事例のレーダ反射因子の各々のデータに対し、圧縮率（圧縮数/観測数）0.2、0.3、0.4、0.5及び0.6での離散ウェーブレット変換による圧縮及び復元を行った。各圧縮率において全方位の平均復元率は、73.8%、81.9%、86.9%、90.7%及び93.3%となり、圧縮率0.3以上で復元率80%以上を達成でき、平均誤差の換算降雨量から、1mm/h の精度（30dBZ以上の場合）を保証するとするならば、圧縮率0.3が妥当であることを示した。また、レーダ分解能の違いによる影響を検討するため、Ku帯広帯域レーダ（BBR）のレーダ反射因子のデータにも適用し、PARのデータへの適用結果とほぼ同様の結果が得られた。以上の結果をまとめた論文「圧縮センシングを用いた気象用レーダの大容量観測データの圧縮」を電気学会論文誌A部門に投稿した（学会発表2件）。
２．2台のPAR（大阪大学吹田キャンパスと神戸市西区にそれぞれ設置）を対象としたレーダネットワーク状況下における降雨減衰補正手法を提案した。本手法はネットワーク領域における反射因子の合成値を各PARから観測点までの距離の2乗による重み付け平均を用いて求める手法である。提案手法で求めた合成値と、神戸市立工業高等専門学校に設置されたディスドロメータから算出された反射因子値とを比較した結果、相関係数は0.778、RMSEは5.48 [dB]となった。反射因子の値が35 dBZ以上のデータについては、降雨減衰による影響が大きく十分な補正が行えなかった結果となり、さらなる改良手法が必要であることが確認できた（学会発表1件）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
圧縮センシングを用いた圧縮手法を2種類の気象レーダ（フェーズドアレイレーダ、Ku帯広帯域レーダ）で観測された大容量のデータ（7事例）に適用し、得られた結果の評価結果から圧縮率30%で平均誤差の換算降雨量から、1mm/h の精度を保証できることを示した。また、レーダネットワーク環境下における2台のフェーズドアレイレーダの観測データに改良した降雨減衰補正手法を適用し、その効果も確かめられた。以上のことから、研究目的が平成26年度の研究計画に沿って、おおむね達成できていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．開発した圧縮手法をより多くの事例に適用して手法の有効性を検討するとともに、復元率向上のためのより高精度な再構成手法を検討する。得られた結果を取りまとめ、国際会議にて発表する。
２．降雨減衰補正改良手法は、ネットワーク領域内のある観測点に対して、各PAR の距離ごとの減衰量を伝搬経路上で積分したPIA(Path-Integrated Attenuation)を変数として求めたHB解の分散 の重みによって各PARで求めたHB解を合成する手法である。２台のPARで観測された反射因子のデータに改良手法を適用し、改良前後の結果の比較検討を行う。得られた結果を学会にて発表する。また、ドップラー速度折り返し手法および２・３次元風速の算出を行い、得られた結果を学会にて発表する。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた研究発表する国際会議がなかったため、26年度の研究費に未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したが、27年度開催の37th Conference on Radar Meteorologyの国際会議に発表する予定であり、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
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