地震短期予測研究のための 地電流解析ポータルの開発 豊島良美* 石川千里* 高田雅美* 長尾年恭** 城和貴* * 奈良女子大学大学院人間文化研究科 ** 東海大学地震予知研究センター 目次 • • • • • • 研究背景・目的 システム要求 システムの概要と詳細 ファイル分割の効果 機能考察 まとめと今後の課題 研究背景・目的 • 日本では多くの地震が発生 1998年～2007年に起こったM6.0以上の地震の約2割 *「平成20年版防災白書」内閣府 研究背景・目的 • 日本では多くの地震が発生 1998年～2007年に起こったM6.0以上の地震の約2割 長期予測では被害の大幅な軽減は難しい 緊急地震速報は発生してからの警告 地震の短期予測が必要 研究背景・目的 • 地震短期予測 – 複数の手法の研究 解析結果を用いてデータマイニング 最終目標 地電流データの解析結果収集システムの構築 研究背景・目的 • 地電流データの解析結果収集システムの構築 – 予測研究の支援システムとしても開発 研究者の抱えている問題を解決 データ収集にもメリット 実際の研究手順についての検討が必要 システム要求 • 電磁気学的な地震短期予測研究 – 日々観測されるデータを逐次的に解析 – 様々な手法で解析し、発生した地震情報との関連性を調査 より確実な予測方法を模索 • 現状の問題点 – データ管理 – 増加するデータに対して解析作業が追いつかない 効果的なデータ管理 解析作業の効率化 システム要求 • 支援システムとして必要な機能 – データ記録 – データ検索・取得 – データ解析処理の適用 – 解析結果管理 – 一括処理 システムの仕様と機能概要について 電磁気観測データ 属性情報 CUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 （解析処理） 結果送信 数値データ取得 GUI 情報検索 地震データ 数値データ 結果表示 解析プログラム 結果検索・取得 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 データファイル形式 •数値データ ：圧縮バイナリ＋インデックスファイル •データサイズが小さい •高速アクセスが可能 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 データファイル形式 •属性情報、解析結果：XML形式 •データ構造を比較的自由に設計可能 •検索も容易 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 XMLファイルの構成 • 解析結果：各１ファイル • 属性情報：複数ファイル 観測所 データ タイプ 詳細 詳細 詳細 詳細 詳細 電磁気観測データ 属性情報 ファイルを分割する理由 ・冗長なデータの削減 ・検索時間の短縮 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 開発に利用する技術 • 言語：Java • インタフェース – JSP (JavaServer Pages) • 表示を動的に生成することが可能 • サーバコンテナ : Tomcat • XML検索プログラム – JAXP (Java API for XML Processing) • XML検索のためのAPI • SAX(Simple API for XML)を利用 システムの詳細について これまでに 指定した条件 表示するデータの 条件指定 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 システムの詳細について 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 システムの詳細について 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 システムの詳細について 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 XML分割の効果 • 検索時間の比較によって確認 • 以下のテストデータを使用 – 全てを1ファイルにまとめたXMLファイル – 実際に使用する構造の分割XMLファイル 1ファイルに記述するXMLの構造 all_xml category datatype measure データ タイプ名 単位 pname 観測所名 analysis ・・・ dtID anID place category obID dtID place obID dpID ・・・ ・・・ 適用可能処理名 latitude longitude dp_num interval 緯度 経度 測線数 観測間隔 ti start_date datafile 数値データ ファイルパス 記録開始日 end_date dp param start end 記録終了日 length angle 長さ 角度 dp dpID ・・・ param start end 3分割XMLの構造 ・観測所 all_place place pname latitude 観測所名 緯度 obID ・・・ longitude 経度 place obID 3分割XMLの構造 ・データタイプ all_categories category datatype データ タイプ名 measure 単位 dtID analysis ・・・ anID 適用可能処理名 category ・・・ dtID analysis anID place obID 詳細XML ファイルパス 3分割XMLの構造 ・詳細 detail dtID obID dp_num interval 測線数 観測間隔 datafile ti ・・・ ・・・ interval datafile ti dp dpID ・・・ dp start_date dpID end_date param start end 数値データ ファイルパス 記録開始日 記録終了日 length angle 長さ 角度 ・・・ param start end 実験環境 OS Microsoft Windows XP Professional Version2002 Service Pack3 CPU Intel® Pentium® D CPU 2.80 GHz メモリ 512MB RAM Java コンパイラバージョン 1.6.0_10-beta XML バージョン 1.0 結果 • データタイプを先に検索 • 観測所を先に検索 900 800 800 700 700 600 500 400 1ファイル 300 検索時間(ミリ秒) 検索時間(ミリ秒) 600 500 400 1ファイル 300 複数ファイル 複数ファイル 200 200 100 100 0 0 0 1000 2000 3000 (データ番号) 4000 5000 6000 0 1000 2000 3000 (データ番号) 4000 5000 6000 実験結果についての考察 • 差が開いた原因 観測所 データタイプ 1ファイル 詳細 複数ファイル 実験結果についての考察 • 複数ファイル – 全データに対して1ファイルよりも短時間で 検索可能 – 全データで検索時間がほぼ一定 複数に分ける方が 効率がよい 機能についての考察 • • • • • データ記録 データ検索・取得 データ解析処理の適用 解析結果管理 一括処理 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 機能についての考察 • • • • • データ記録 データ検索・取得 データ解析処理の適用 解析結果管理 一括処理 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 機能についての考察 • • • • • データ記録 データ検索・取得 データ解析処理の適用 解析結果管理 一括処理 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 機能についての考察 • • • • • データ記録 データ検索・取得 データ解析処理の適用 解析結果管理 一括処理 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 機能についての考察 • • • • • データ記録 データ検索・取得 データ解析処理の適用 解析結果管理 一括処理 電磁気観測データ 属性情報 CUI GUI 数値データ コマンド受信 コマンド解析 情報検索 地震データ 数値データ （解析処理） 結果送信 数値データ取得 結果表示 解析プログラム 解析結果データ 解析履歴 シグナル情報 結果検索 ・取得 まとめと今後の課題 • まとめ – システム要求の検討 – システムの構築 – ファイル分割の有効性 – システム要求を満たすかの考察 • 今後の課題 – 他のデータについての構築
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