2014 Fiscal Year Research-status Report
月探査データに基づく月面鉱物マップの作成とWeb-GISでの解析による月表層研究
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26400458
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| Research Institution | The University of Aizu |
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Principal Investigator |
小川 佳子 会津大学, 先端情報科学研究センター, 准教授 (90372656)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 月探査 / 地理情報システム / かぐや / スペクトルプロファイラ / 可視化 / 可視―近赤外スペクトル / 鉱物 / 宇宙風化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、日本の月周回探査機「かぐや」等によって得られた高精度で多様なリモートセンシングデータに対して、簡便な解析を可能とする、Web地理情報システム(Web-GIS)の構築を目指している。そして同時に、このWeb-GIS を用いて、月面全球の物質分布・構造・地殻活動について、月探査データを存分に活用することにより、明らかにすることを目標としている。作成するシステムやプロダクトは適時月科学研究者に開放・提供する予定である。
今年度は様々な種類の探査観測データを横断的に利用した、効果的な可視化と効率的な解析を実現するためのステップとして、具体的に下記の2つに取り組んだ。
「かぐや」に搭載された、可視-近赤外連続分光計：スペクトルプロファイラのスペクトルのデータのビューアである月面Web-GIS「月光」の正式運用を開始した。(2014年8月より. http://fructus.u-aizu.ac.jp/gekko_info/)。「月光」は、今後、月面主要鉱物や宇宙風化度マップの作成と公開に向けた拡張システムの基盤として位置づけられるものである。「月光」についてはその後2015年日本惑星科学会秋季講演会における口頭発表等を通じて、日本の惑星科学コミュニティーにアピールし、ユーザ拡大をはかっている。また、一方で、膨大な量の探査データ処理や解析を可能にするためのハイパフォーマンス・コンピューティングの導入に着手した。計算機内部で並列演算を実現する装置である汎用計算用GPU(Graphics Processing Unit：画像処理装置)を試験的に実装し、本研究課題で対象とするスペクトル分解の数値計算における性能評価を進めた。大量の探査データを高速・高精度で解析するための、システム、サーバ、など、特にハードウェアの面での並列計算環境を整備しつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
従来型の複数のCPU(中央演算処理装置)を利用した並列計算ではなく、より高性能であり応用範囲も広いGPU(画像処理装置)を利用した並列計算手法・技術の優位性に着目し、導入を進めた。GPUは計算機内部で並列演算を実現する比較的新しい技術である。その試験的な実装にあたっては、GPUコンピューティングが現時点で比較的新しい技術であり、特に惑星科学分野では一部を除きまだ実績が多くないために、当初の予想以上に、スペックの評価・選択のための情報収集は困難であった。また、GPU上で動く計算コードの並列化にも時間がさかれた。GPUに関するハードウェアとソフトウェアの両面で経験値を高めることはできたと考えており、来年度以降の本格導入に着実につなげたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
GPUコンピューティング環境を本格的に導入する。そのGPU計算機リソースを利用して、全球を範囲とした可視-近赤外波長域連続スペクトルの包括的な解析を行う。アルゴリズムは著者らの従来研究[Ogawa et al., 2011]で既に開発済のものを並列化して適用する予定である。結果として得られる高分解能の月面主要鉱物・宇宙風化度マップを運用中の月面Web-GIS「月光」に統合する。さらに「月光」をデータ可視化・解析を実現するシステムへと発展させていく予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度はGPU導入に際し、試験として最小限の実装にとどめ、評価に注力した。次年度は今年度の実績と評価に基づき、GPU並列計算機環境を本格的に導入し、環境構築を完了する。月全球の月面主要鉱物・風化度マップを作成する上で高性能計算の実現は鍵となっている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
探査データ解析を対象としたGPU並列計算を実施するためのハードウェア面での整備を再優先で行う。また、スペクトル分解を並列計算で行うためのソフトウェア開発に必要な経費を計上する。一方、計算結果を新しいデータプロダクトとして、Web-GIS「月光」に登録する予定であり、そのために必要な人件費等を計上する。さらに、国内外に見込まれる潜在ユーザ拡大のために国際学会で発表する上で必要な国内・外国出張旅費、並びに、学術雑誌での論文掲載のための英語校閲料、論文投稿料を計上する。
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