多次元データ解析・可視化ソフトウェア GAVE A Grid Data Analyzer and Viewer, GAVE 竹本和彰北海道大学理学部地球科学科地球流体力学研究室４年 2004年2月3日１．目次       背景特徴機能動作インストールまとめ２．多次元データを取巻く環境 • 多様なプラットフォーム数値シミュレーション • 多様なデータ生成法衛星観測インターネット多次元データ GrADS 多量のデータデータデータ解析・可視化ツール GAVE IDL 多様なデータ形式手軽に解析・可視化を行いたい３．GAVE の開発背景  既存多次元データ解析・可視化ソフトウェアに対する不満    CUI（手軽さにかける）商用（高価・改変不可）開発基盤となるライブラリの存在   解析・可視化のライブラリ：電脳 Ruby プロジェクト Rubyで使えるGUIライブラリ４．電脳 Ruby プロジェクト   解析・可視化・数値シミュレーションのためにオブジェクト指向スクリプト言語 Ruby を使うプロジェクト Ruby用各種ライブラリ開発中  Ruby/NetCDF:   Ruby/DCL：   Ruby用NetCDF（自己記述・機種非依存型データ形式）I/Oライブラリ Ruby用DCL（描画・数値処理ライブラリ） GPhys:   多次元物理量クラス解析機能を持つ５．GAVE とは    多次元データの解析・可視化ソフトウェア電脳 Ruby プロジェクトのライブラリを利用開発者：西澤誠也氏（京都大学）６．特長（１）  手軽なユーザーインターフェース  GUI    日本語に対応    手軽で対話的な操作直感的に機能把握ウィンドウの文字が日本語に対応ただし図には英語のみ CUI的な処理も可能  スクリプト保存機能７．特長（２）  オープン/フリー    複数のデータ形式に対応   無料 → 誰でも使いやすい改変可能 → ソースを見て, 望むように機能を加えられる現在 NetCDF, GrADS 地球流体科学用の機能   地図投影欠損値処理８．機能（１）  可視化  描画方法   地図投影    等値線図（地図投影も可能）, 折れ線現時点で正射図法, ポーラーステレオ図法など4種類アニメーションその他描画範囲設定, 欠損値処理, 等値線間隔設定, 対数軸… ９．機能（２）  解析   属性表示   平均, 最大, 最小, 標準偏差の4種類 NetCDFファイルに自己記述された情報を表示可視化結果保存   画像（PNG, JPEG, PPM … ） Ruby スクリプト１０．動作描画（折れ線、等値線、地図投影）解析（最大、最小、平均、標準偏差）クイックビュー用の手順ファイルオープン変数選択・・・最低限実行しなければならない手順・・・この内部は順不動解析された変数動作選択解析：GPｈｙｓ次元変数選択解析 or 描画読込：NetCDF 各種設定タイトル, 軸タイトル, 単位, 次元値, 描画範囲, 等値線・トーン間隔, 欠損値, アニメーション, 投影法… ファイル動作実行保存可視化：DCL 絵 Rubyスクリプトの実行 Ruby スクリプト可視化の再現画像１１．インストール方法    インストール用パッケージが整備されているパッケージを使えば簡単にインストール可能以下の環境ではパッケージが使える     Red hat Linux Vine Linux Debian Linux Windows （Cygwin）１２．GAVEを使うと…  初心者：   解析・可視化が手軽にできる上級者：   各々自分好みに機能を拡張できるスクリプト作成の雛形作成ツールとして使用できる１３．参考URL  GAVE http://www-mete.kugi.kyoto-u.ac.jp/seiya/gave.html  電脳Rubyプロジェクト http://www.gfd-dennou.org/arch/ruby/index-j.html fin 依存ライブラリ     Ruby/Gtk（GUI） Ruby/DCL（描画） Ruby/NetCDF（データI/O） GPhys（解析、データ構造） NetCDF ライブラリ   NetCDFファイルのI/Oのためのライブラリ各言語ごとにライブラリが存在   C, C++, Perl, Rubyなど NetCDF（Network Common Data Form）     標準的な科学技術データ形式の1つ自己記述非機種依存配列指向 DCL（Dennou Club Library）    描画・数学的処理などのライブラリ地球惑星流体科学関係者が作成元はFortran77で記述  Fortran90, C, Ruby版を作成 Gtk+（Gimp tool kit）    GUIライブラリ Gimp（描画ソフトウェア）の機能も持つ XlibまたはWindowsAPIに依存   LinuxでもWindowsでも使える Gnome の開発に使用  開発が活発 GPｈｙｓ  物理量クラス   解析メソッドを持つ    現在、NetCDFとGrADSに対応平均、最大・最小、標準偏差、中間値… 主変数と軸を属性に持つ多次元配列に都合のよい機能   実際の呼び出しまでメモリにデータを呼ばない複数のファイルにまたがるデータをまとめるその他の依存ライブラリ  NArray    Gdk   配列クラス（Ruby拡張ライブラリ） C言語で記述されているため高速演算が実現 Gtk+内部で使われる描画に関するライブラリ Imlib, Pixbuf  GAVEではイメージ保存に使用 Rubyの解説  オブジェクト指向  再利用性    開発効率保守性スクリプト言語   読みやすい書きやすい Ruby GAVE Gtk+ ユーザーインターフェース NetCDF GPｈｙｓ DCL データ格納ファイル読込解析描画２．多次元データを取巻く環境 • 多様なプラットフォーム数値シミュレーション • 多様なデータ生成法衛星観測インターネット多次元データ GrADS 多量のデータデータデータ解析・可視化ツール GAVE IDL 多様なデータ形式手軽に解析・可視化を行いたい • 多様なプラットフォーム • 多様なデータ生成法衛星観測数値シミュレーションインターネット IDL 多量のデータデータデータ GrADS GAVE 解析・可視化多様なデータ形式２．多次元データを取巻く環境   多次元データの解釈は解析・可視化が重要多様かつ多量なデータの氾濫  データを取り巻く環境の変化（計算機・観測技術の進歩、インターネットの発展）効率のよい手軽な可視化・解析ツールが必要２．開発背景（１）  データをとりまく環境の変化    計算機の進歩観測技術の進歩インターネットの発展衛星観測数値計算データデータネットワーク多様かつ多量のデータが入手可能