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2018 年度 実績報告書

大気・海洋シミュレーションのための超高時間分解能特徴追跡とイベント可視化

研究課題

研究課題/領域番号 16K13885
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

松岡 大祐  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球情報基盤センター, 技術研究員 (80543230)

研究分担者 川原 慎太郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球情報基盤センター, 技術研究員 (60415982)
山下 由美  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球情報基盤センター, 技術研究員 (80633883) [辞退]
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード可視化 / 海洋 / 海流 / 海洋渦 / 雲 / 熱帯低気圧
研究実績の概要

本研究では、大気や海洋の高解像度全球シミュレーションデータに対して、高時間分解能での特徴構造の抽出および追跡を行い、そこで発生する現象の効果的な可視化表現手法の開発を行った。特に、海洋における現象では海流や海洋渦、モード水を、大気における現象としては積乱雲や熱帯低気圧の時間変化を対象として事例研究を行った。特に、膨大な情報量のシミュレーションデータの可視化結果(静止画または動画)から、解析者にとって注視するべき領域またはタイミングを、自動的に強調する可視化表現プログラムを実装した。その結果、海流と海洋渦の相互作用の様子や、積乱雲または熱帯低気圧の発達・衰退時における詳細な描像、または雲形と降雨量との隠れた関係性を明らかにすることに成功した。
スーパーコンピュータ上でシミュレーションを実行する際に、いったんストレージ上に保存することは、データI/Oのコストが大きいことが知られているが、本研究ではシミュレーションを実行しながら、ストレージに全データを保存することなくオンメモリで特徴構造の抽出からパターン分類、時間発展の追跡を行うことで、大きなコスト削減につながった。高時間分解能で処理を行うことによって、従来には困難であった、より微細な構造をもった流れの抽出または追跡につながった。これら一連の研究により、情報量過多な超高解像度シミュレーションの可視化および解析における課題に対して、一つの解決策を示したと言える。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] Monash University(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      Monash University
  • [雑誌論文] Event Detection and Visualization of Ocean Eddies Simulated by Ocean General Circulation Model2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka, Fumiaki Araki, Hideharu Sasaki
    • 雑誌名

      International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1142/S1793962319500181

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Deep learning approach for detecting tropical cyclones and their precursors in the simulation by a cloud-resolving global nonhydrostatic atmospheric model2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka, Masuo Nakano, Daisuke Sugiyama, Seiichi Uchida
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 5 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40645-018-0245-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] VR空間におけるモード水領域の形状比較のための視点選択2018

    • 著者名/発表者名
      矢野 緑, 伊藤 貴之, 田中 裕介, 松岡 大祐, 荒木 文明, Tobias Czauderna, Kingsley Stephens
    • 雑誌名

      芸術科学会論文誌

      巻: 17 ページ: 105-114

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 観測・同化・シミュレーションの3種類の海洋データを用いたモード水領域の比較可視化2019

    • 著者名/発表者名
      矢野 緑里,伊藤 貴之,田中 裕介,松岡 大祐,荒木 文明
    • 学会等名
      第2回ビジュアリゼーションワークショップ
  • [学会発表] PCPと等値面を用いたモード水領域の3次元形状比較2018

    • 著者名/発表者名
      矢野 緑里,伊藤 貴之,田中 裕介,松岡 大祐,荒木 文明
    • 学会等名
      第46回可視化情報シンポジウム
  • [学会発表] VR空間におけるモード水領域の形状比較のための視点選択2018

    • 著者名/発表者名
      矢野 緑里,伊藤 貴之,田中 裕介,松岡 大祐,荒木 文明, Tobias Czauderna, Kingsley Stephens
    • 学会等名
      NICOGRAPH 2018
  • [学会発表] Scientific Visualization of Climate Simulation Data for Deep Convolutional Neural Network2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2018

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公開日: 2019-12-27  

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