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2015 年度 実績報告書

地球流体シミュレーションのための多変量データ可視化手法の開発とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 26700010
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)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード可視化 / シミュレーション / 地球科学
研究実績の概要

大気シミュレーションデータを用いた雲の3次元構造の自動的な抽出および特徴分類手法の開発に成功した。開発手法では、3次元の雲水量および雲氷量の総和から雲の3次元構造を抽出し、個々の雲に対してラベリングを行う。それらの各雲に対して、雲頂高度、雲底高度、水蒸気量、鉛直風速等の物理的特徴から、十種雲形を簡易化した6種類に自動的に分類を行う。開発手法を雲解像モデルNICAM(水平解像度3.5km)によるデータに適用し、熱帯における積雲の成長過程や熱帯低気圧の生成・発達過程の可視化を試みた結果、従来の雲画像と比較して、雲の物理的特徴と分布および時間変化を直感的に理解可能な形で効果的に可視化できていることを確認した。
また、海洋シミュレーションデータを用いた渦の自動的な抽出および追跡手法の開発に成功した。開発手法では、海面高度および速度場から渦構造の抽出および特徴分類を行い、overlapping法による時間変化の追跡およびイベント抽出を行う。さらに、生成や分離、併合、海流からの切離やトラップといったイベント発生時の渦をハイライト表示する機能を実装した。開発手法を渦解像準海洋大循環モデルOFES(水平解像度3.3km)の北西太平洋領域データに適用したところ、黒潮付近の渦の振る舞いを高精度に抽出できていることを確認した。また、抽出されたイベントに対して明度をコントロールして可視化することにより、膨大な量のシミュレーション結果から注視領域のみを効果的に表現することに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当該年度中に開発した手法を用いた研究成果を、2本の論文としてまとめた(1本アクセプト、1本投稿中)。また、関連研究は、2件の表彰を受けた。大気および海洋における事例研究の成功例として、当該研究が順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

平成26年度および27年度に開発した手法を用い、引き続き大気、海洋、地震・津波分野における事例研究を行う。特に平成28年度においては、海洋における熱塩循環および個体地球における地震波を対象とした研究を進める。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A New Approach to Ocean Eddy Detection, Tracking and Event Visualization -Application to the Northwest Pacific Ocean-2016

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

      Procedia Computer Science

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 海洋大循環モデルで再現された海洋渦の抽出,追跡および可視化2016

    • 著者名/発表者名
      松岡 大祐, 荒木 文明, 井上 由美, 佐々木 英治
    • 雑誌名

      流体力学会誌 ながれ

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple Scatter Plots-based Multi-Dimensional Transfer Function and its Application to Ocean Data Visualization2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka, Fumiaki Araki and Yumi Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering

      巻: 2 ページ: 292-308

    • DOI

      http://doi.org/10.15748/jasse.2.292

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large-scale, High-speed Tsunami Prediction for the Great Nankai Trough Earthquake on the K Computer2015

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Baba, Kazuto Ando, Daisuke Matsuoka, Mamoru Hyodo, Takane Hori, Narumi Takahashi, Ryoko Obayashi, Yoshiyuki Imato, Dai Kitamura, Hitoshi Uehara, Toshihiro Kato and Ryotaro Saka
    • 雑誌名

      International Journal of High Performance Computing Applications

      巻: 30 ページ: 71-84

    • DOI

      10.1177/1094342015584090

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高解像度海洋大循環モデルが再現する海洋渦の抽出,追跡およびイベントの可視化2016

    • 著者名/発表者名
      松岡 大祐, 荒木 文明, 井上 由美, 佐々木 英治
    • 学会等名
      第153回ハイパフォーマンスコンピューティング研究発表会
    • 発表場所
      道後温泉ホテル椿舘(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2016-03-01
  • [学会発表] 高解像度海洋大循環モデルが再現する海流・渦の抽出・追跡および可視化2016

    • 著者名/発表者名
      松岡 大祐, 荒木 文明, 井上 由美, 佐々木 英治
    • 学会等名
      第28回テレイマージョン技術研究会
    • 発表場所
      東京都市大学横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-02-26
  • [学会発表] 特徴追跡にもとづく現象の可視化―海洋渦への応用―2016

    • 著者名/発表者名
      松岡 大祐, 荒木 文明, 井上 由美, 佐々木 英治
    • 学会等名
      バーチャルリアリティなどによる可視化表現法に関する研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所(岐阜県土岐市)
    • 年月日
      2016-01-12
  • [学会発表] 海洋大循環モデルで再現された海洋渦の抽出, 追跡および可視化2015

    • 著者名/発表者名
      松岡 大祐, 荒木 文明, 井上 由美
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス(福岡県大野城市)
    • 年月日
      2015-12-16
  • [学会発表] 地球流体シミュレーションのための多変量データ可視化とビジュアル分析2015

    • 著者名/発表者名
      松岡大祐
    • 学会等名
      日本学術会議 第5回計算力学シンポジウム
    • 発表場所
      日本学術会議講堂(東京都港区)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Extraction, classification and visualization of cloud simulated by atmospheric general circulation model2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka and Kazuyoshi Oouchi
    • 学会等名
      JSST 2015 International Conference on Simulation Technology
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Scientific visualization and visual analytics for High-Resolution OGCM2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Matsuoka, Fumiaki Araki and Yumi Yamashita
    • 学会等名
      日本海洋学会2015年度秋季大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2015-09-26

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公開日: 2017-01-06  

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