水・物質循環を解析する共通プラットフォームとは国土技術政策総合研究所日本の河川のデータ、ソフトの現状データの一部は河川局標準化データの構造をソフトごとに処理している各社のエンジン、各社のソフト専用の互換性のないデータがその都度ばらばらの構造で作られ、汎用化されていない D社 I/F 水文水質DB エンジン水利権DB I/F I/F A社 E社河川環境DB 河川現況DB エンジン I/F B社 I/F I/F ダム諸量DB △△△ ○○○ 河川基盤地図各社のエンジンに合わせた独自のデータ仕様エンジン F社 C社 I/F I/F I/F I/Fもソフトごとソフトの計算の考え方はどれも似通っているが、各社がエンジンを独自に開発しているため、そのエンジンが扱えるデータフォーマットへデータを変換している。各社解析ソフトも独自に開発し、データ構造も独自に決めているため、同じ流域の計算をするときでもソフトの違いによって複数のデータ構造のデータを準備しなければならない DHIの統合ソフト用意された作業で固定。拡張性はDHIに委ねられる。取排水系統水利権DB 検索プログラム河川環境DB ダム諸量DB 水文水質DB 河川現況DB プＤロＢグ呼ラ出ムエンジン ArcGIS 基本ソフトの統合プロ表グラ示ム浸水想定区域地図・DB接続プログラム地図 DHI独自仕様データ群統合ソフトを動かすエンジン DHIを使えば、用意された複数の作業は効率的。データは、DHIを使う限りは共通利用可能。米国HEC（陸軍工兵隊水文工学センター）の標準ソフトベンダーは、サポートを担当表現部分を追加して販売取排水系統検索プログラム水利権DB 河川環境DB ダム諸量DB 水文水質DB プＤロＢグ呼ラ出ムエンジンプロ表グラ示ムエンジンとソフトの基本部分を政府が提供河川現況DB 浸水想定区域地図 HEC独自仕様データ群地図・DB接続プログラム政府の役割と民間の役割分担が明快。政府は、安定した計算結果と調達コストの低減を確保。ベンダーは、構想と表現に活躍の場がある。アメリカ政府が水害保険料率の算定ソフトとしてHECを指定 CWMS（工兵隊水管理システム）概要図 HECでは、単体ソフトウェアを組み合わせた工兵隊水管理システム（CWMS）を開発しており、工兵隊の現地事務所で活用されている。工兵隊外部でもコロラド下流開発公社が、このシステムを活用している。システム運用は、民間コンサルに依頼している模様。工兵隊水管理システムCWMS(Corps Water Management System)は、工兵隊の現地事務所の管轄の水管理（統合水資源管理、リアルタイムデータ監視）のためのソフトウェアである。 GIS：氾濫域などの可視化 HEC-HMS 降雨 -流出解析(水文) モデル HEC-ResSim 貯水システム解析モデル HEC-RAS 1次元水理解析モデル HEC-FDA 洪水被害解析モデル HEC-DSS • HECソフト間のデータ互換性はHEC-DSSを介する。 • DSSは、Data Storage System（データ保管システム）の略 • 例えば、HEC-HMS（水文ソフト）とHEC-RAS（1次元水理ソフト）間のデータ互換性のイメージ 1.流出量のデータファイルを取り込む。 Q: 流量データ HEC-HMS 水文ソフト Out 2.HEC-RASにHECDSSのデータをインポートする。 Q: 流量データ HEC-DSS データベースシステム In H: 水位データ 3.HEC-RAS の出力データ（水位）は、DSSに取り込むことが出来る。 HEC-RAS 1次元水理ソフトソフトの選択、データやパラメータの入れ替えが可能で操作は視覚化（米国ＯＭＳ画面） Modeling Projects プロジェクト一覧 Component Editor コンポーネントの編集 Output Analysis 計算結果の表示、分析 Component Library コンポーネントライブラリー Assembled Model モデルの結合状況 Parameter Editor パラメータの編集 OpenMIの概念想像図 OpenMI メインプログラム OpenMI対応入出力 Engine Engine Engine MIKE11 インプットデータアウトプットデータ OpenMI対応入出力 OpenMI対応入出力 Engine Engine Engine 新規ソフト InfoWorks インプットデータアウトプットデータ Engine Engine インプットデータアウトプットデータ 1. 既存ソフトの内部構造も公表されたOpenMIのI/F仕様に改造が必要 2. 新規ソフトウェアであれば、初めからOpenMI仕様に従って作成する 3. 既存統合ソフトの融合を目指したものであるため、統合ソフトの改造要望には直ちには対応できない可能性が高い 4. 公表されたOpenMIのI/Fを実装しただけでは、稼働させることができない可能性があるが、未確認 5. 入力データは各ソフト毎のフォーマットで、それぞれ別個に供給世界のソフトの水準は、共有利用型ソフトシステムに移行日本流出水位欧州米国評価個別に計算氾濫統合ソフト（MIKE11）流出水位氾濫現統合ソフト（HEC) 流出水位一連の水理解析氾濫可視化 OpenMI 状今水循環フレームワーク水理、気象、物質生物→可視化後国内外のDB・アプリケーションなどとの共用環境の構築 OMS 水循環解析フレームワーク水循環解析フレームワーク水理、気象、物質 →可視化水理、気象、物質生物→可視化 GEOLEM 環境解析、表現に関して、全米レベルでＤＢとアプリケーションの共通利用が可能な枠組みの構築水循環に関し、ソフト、言語、バージョンを選ばず、複合現象を解析地理情報を利用したアプリケーション間のデータ交換システム GEOLEM - Geospatial Object Library For Environmental Modeling • GEOLEMとは、環境に関するモデリングを行うための地理空間オブジェクトのライブラリを構築するプロジェクト • 米国連邦関係省庁が開発・作成した各GISエンジン、GISデータ、可視化ツール、モデルフレームワークおよびモデルを相互接続し、様々な用途に利活用することを目指している。視覚化、表示 GISのデータとモデル、データシステムの統合モデルフレームワーク（モデル構築と計算実行）流出計算 OHyMoSの概要河道計算局所流計算降雨予測流出計算 ○○ 計算氾濫計算河道計算 OHyMoS OHyMoSの特徴  要素モデルを容易に交換・追加・削除できる  新規の要素モデルを開発するとき・開発者は計算部分のみをプログラミングすれば良い・計算以外の部分のプログラムは用意されている・他のモデルとdtをそろえる必要はない  モデル間の接続関係を定義すれば、プログラミングの記述を持たない者でも、水文解析を行える OHyMoSの概念図 OHyMoS（C++）河道計算Engine （C++）氾濫計算Engine （C++）貯留関数法Engine （C++） C++ 特性曲線法Engine （Fortran）入れ替え可能新規追加可能氾濫計算Engine （C++） 1. 2. 3. 4. 5. インプットデータアウトプットデータ内部構造が明らかになっているソフトの追加と変化に対応できる誰もが参加できる先行技術を学習でき反映できるインプットデータの二重管理の必要がない特性曲線法Engine （C++）水循環フレームワーク構築のコンセプト • 徹底的なシステムの公開を保障 – プログラムソース、ドキュメントの完全公開 • 完全な参加型システムを構築 – 産学官（海外を含む）でシステムを運営、国土交通省（国総研）が主導 – 日本版colabを運営し、参加型、透明性を保障 – 進化する仕組みを内包 • 使いやすいシステム操作環境を構築 • アジアモンスーン地帯共通の水循環解析のための解析フレームワークを構築 • 水循環に関するあらゆる複合現象を解明できるシステムを構築