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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講演内容 - 奈良女子大学