JP2002312760A - 水温図作成方法とシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水温図の作成に関してはタイムリーに雲域の欠
測域のない精度の高い水温図を作成することであり、水
温図の利用に関しては船舶でパーソナルコンピュータ等
による柔軟な利用を可能にすることであり、波高、風
速、風向のデータの利用に関しては水温図と共に船舶で
パーソナルコンピュータ等による柔軟な利用を可能にす
ることである。 【解決手段】水温図の作成に関しては、衛星画像データ
から雲域を識別し、その画素値を除去し、その水温値を
周辺の水温値を用いて補間することにより、タイムリー
に欠測域のない精度の高い水温図を作成する。水温図の
利用に関しては、前記水温図をパーソナルコンピュータ
等で利用可能な形式に加工し、パーソナルコンピュータ
等に送信する。波高、風速、風向のデータの利用に関し
ては、気象庁から受信した波・風情報を加工して、水温
図と共にパーソナルコンピュータ等に送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、（１）人工衛星か
ら得られた衛星画像データを用いて、自動的に、雲域や
その周辺の雑音域による欠損のない海面の水温図を作成
することに特徴を有する水温図自動作成方法とシステ
ム、（２）前記方法又はシステムにより得られた水温図
を、船舶に設置されたパーソナルコンピュータ等の情報
機器で利用可能な形式に加工し、船舶において水温分布
データを柔軟に有効利用することを可能にする方法とシ
ステム、及び、（３）前記方法又はシステムにより得ら
れた水温図データと併せて、気象予報と航行速度に基づ
いて予測した航行経路における波高、風向、風速のデー
タを、船舶に設置されたパーソナルコンピュータ等の情
報機器で利用可能な形式に加工し、船舶において水温図
データと併せて波・風のデータを柔軟に有効利用するこ
とを可能にする方法とシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】海面の水温分布を示す水温図は、一般に
気象や漁業の分野で有用と認められており、気象予報、
航路決定、漁場決定に利用されている。船舶にとって
は、目的地へ航行する経路の波高、風速、風向は、航行
の安全性確保の点で非常に重要な要因であり、また目的
地に到達した時点の目的地の波高、風速、風向も、航行
の安全性に加え、漁の豊凶を左右する重要な要因であ
り、波および風に関する情報は水温図と併せて航路決
定、漁場決定に利用されている。

【０００３】水温図を作成する場合、従来は、官公庁が
数千隻もの船舶に観測を依頼してデータを数日をかけて
収集している。しかし、この水温図作成方法では、数日
分の情報を基に作成されるので、特に沖合水域の船舶デ
ータが少ないところでは、過去のデータからの人間によ
る経験的予測、いわゆる勘が含まれており、水温データ
の精度は低くなってしまう。

【０００４】また従来、人工衛星のデータ、例えばＮＯ
ＡＡ・ＡＶＨＲＲからのデータを用いて水温図を作成す
る方法も行われている。しかし、人工衛星のデータに
は、ほとんどの場合、その画像内に雲域が多く存在し、
人工衛星のデータは赤外域のデータであることから、雲
域の下にある水温情報を得ることができないだけでな
く、雲の周りのデータには雑音が生じることも知られて
いる。

【０００５】このような雲域による欠測域や雑音域をな
くす方法として、従来は雲域の移動が水温の変化に比べ
速く、日々移動する場合が多いことから、所定の期間の
合成画像を作成して雲域をできるだけ小さくする方法が
行われている。

【０００６】このような方法によって衛星データから水
温図を作成する場合、所定期間内の複数の衛星データか
ら、各画素の代表値を演算して求めることにより合成画
像を生成して水温図を得ている。合成画像を作成する
時、多くの場合１５日程度の衛星データを合成しないと
雲域がなくならないことが経験的に知られている。雲域
を取り除くために約２週間分の衛星データを合成する
と、衛星データの長所である同時性、即時性を失ってし
まうという問題点がある。

【０００７】このような問題を解決するため、従来は、
雲域や雑音域を人間が判断して、画素値を様々な方法で
割り出して雲識別を行うという方法がとられているが、
人間の処理が介在するため、雲や雑音による領域の識別
は客観性に欠け、当該人間の画像処理の経験や海洋学、
気象学の知識によってデータの精度に幅が生じてしまう
という問題があった。

【０００８】前記手段によって得られた水温図は、一般
に官公庁等からのファクシミリ送信等の方法により、船
舶に送信されている。しかし、この水温図データ配信方
法では、出力媒体が紙であるため、例えば船舶において
受信したデータの中から特定域の詳細なデータを参照す
るような利用方法はできない。

【０００９】すなわち、船舶において水温図を利用する
場合、一般的には、例えば、海域に関しては、まずオホ
ーツク海域や三陸沖海域といった広域の水温図を見た上
で、さらに対象をより狭い海域、例えば北緯４０度〜４
４度、東経１４８度〜１５２度の海域に限定して、当該
海域のより詳細な水温図を見るといった利用方法が可能
であることが望ましい。また、例えば、水温の精度に関
しては、まず広域の海域について２℃単位の水温図を見
た上で、それより狭い特定の海域について、１℃単位の
より精度の高い水温図を見るといった利用方法が可能で
あることが望ましい。

【００１０】しかし、現在のファクシミリ送信による方
法では、このような利用方法をとろうとすれば、何度か
繰り返しファクシミリの送信を繰り返さなければならな
いことになり、送信に時間を要するだけでなく、出力媒
体が紙であるため、例えばパーソナルコンピュータ等の
情報機器で利用可能な形式のデータに比べ、柔軟な利用
が困難であるという問題点がある。

【００１１】水温図は、データ化して無線通信手段を用
いて船舶に伝送されることもあるが、船舶には、費用及
び設置スペースの制約からさほど大きなアンテナを搭載
できないこと、及び、海上では波の影響で船舶上に設置
したアンテナの向きが常に変動するため、通信の接続状
態が極めて不安定である。そのため、船舶とのデータ通
信速度は、地上での通信で一般に提供されている速度に
比べ非常に低くなる上、通信が切断されることも多い。
ことに地図等の画像データは容量が大きく、高い通信速
度が必要であり、かつ伝送完了までに長時間を要する。
このようなことから、作成された水温図を船舶が有効利
用することは現状では困難である。

【００１２】また、航行経路および目的地の波高、風
速、風向は、海水温とともに漁の豊凶を左右する重要な
要因であり、航行経路の各通過時点における当該通過地
点の波高、風速、風向の予測データを、水温図データと
併せて利用できることが望まれる。しかし、波高、風
速、風向は、海水温同様、気象変化の影響等を受けて時
々刻々変化するものであり、経路の各地点の通過日時に
おける波高、風速、風向に関する予測データを海水温デ
ータとともに利用できるような手段は、現状では提供さ
れていない。また、仮に経路の各地点の通過日時におけ
る波高、風速、風向に関する予測データを海水温データ
とともに船舶に提供するとしても、出力媒体を紙とする
方法では、例えばパーソナルコンピュータ等の情報機器
で利用可能な形式のデータに比べ、柔軟な利用が困難で
あること、及び、波・風のデータを水温図データをパー
ソナルコンピュータ等の情報機器で利用可能な形式で送
信することは困難である。

【００１３】すなわち、問題点は、（１）水温図の作成
に関しては、タイムリーに水温図が得られないこと、及
び、沖合水域の海水温の精度が低い点であり、（２）水
温図の利用に関しては、航行中の船舶での柔軟な利用が
困難な点であり、（３） 波高、風速、風向のデータの
利用に関しては、水温図とともに利用できるような柔軟
な手段がないことである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な課題を解決するためのものである。

【００１５】まず、日々の衛星画像データにおいて雲域
や雲域による雑音域の画素を自動的に識別し、当該画素
の画素値を自動的に水温にはあり得ない値に設定して、
当該画素に対して自動的に補間処理を行い、雲域などに
よる誤差が小さい有効な水温図を作成する方法とシステ
ムを提供することを目的としている。

【００１６】さらに、前記水温図作成方法とシステムに
より作成された水温図データを、船舶に設置されたパー
ソナルコンピュータ等の情報機器で利用可能な形式に加
工し、船舶において水温図データを柔軟に有効利用する
ことを可能にする方法とシステムを提供することを目的
としている。

【００１７】さらに、前記水温図作成方法とシステムに
より作成された水温図データと併せて、気象予報と航行
速度に基づいて予測した航行経路における波高、風向、
風速のデータを、船舶に設置されたパーソナルコンピュ
ータ等の情報機器で利用可能な形式に加工し、船舶にお
いて水温図と併せて波・風のデータを柔軟に有効利用す
ることを可能にする方法とシステムを提供することを目
的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、人工
衛星から得られる衛星画像データから、水温図を作成す
る水温図作成方法において、処理対象の衛星画像データ
の所定領域内における全画素値と、所定の閾値とを比
べ、前記所定の閾値より低い値を有する領域を雲域とし
て識別することにより、雲域識別画像を生成する雲域識
別ステップと、前記識別した雲域の画素値を水温ではあ
りえない値に設定して、晴域の画素値と雲域の画素値と
を区別し、雲域を除去することにより雲域除去画像を作
成する雲域除去ステップと、晴域の画素の画素値を用い
て、雲域の画素の画素値を計算により補間することによ
り補間画像を生成する雲域画素値補間ステップとからな
ることを特徴とする水温図作成方法である。

【００１９】本発明により、自動的に衛星画像データに
含まれる雲域を識別・除去し、雲域の周囲の画素値を用
いて除去した画素値を補間することにより、欠測域がな
く精度の高い水温図を作成することが可能となる。

【００２０】請求項２の発明は、人工衛星から得られる
衛星画像データから、水温図を作成する水温図作成方法
において、所定期間に得られた複数の衛星画像データか
ら、同一画素の画素値の最大値を前記同一画素の画素値
として設定する最大値合成により合成画像データを作成
する参照画像設定ステップと、処理対象の衛星画像デー
タの所定領域内における全画素値と、所定の閾値とを比
べ、前記所定の閾値より低い値を有する領域を雲域とし
て識別することにより、雲域識別画像を生成する雲域識
別ステップと、前記識別した雲域の画素値を水温ではあ
りえない値に設定して、晴域の画素値と雲域の画素値と
を区別し、雲域を除去することにより雲域除去画像を作
成する雲域除去ステップと、雲域の内側の所定の幅だけ
小さい領域に、前記参照画像の同一画素の画素値を移植
して、当該移植域の画素値と晴域の画素値とを用いて、
移植した領域を除く雲域の画素の画素値を計算しながら
補間し、次いで前記処理により補間された領域の内側の
所定の幅だけ小さい領域に対して、前記処理における一
連の処理を、領域の内側に向かって、順に領域を小さく
とりながら雲域の中心まで処理を進めて、雲域をすべて
補間する雲域画素値補間ステップとからなることを特徴
とする水温図作成方法である。

【００２１】本発明では、欠測域の補間処理において参
照画像の画素値を利用するため、欠測域が広範囲にわた
る場合においても、欠測域の周辺領域の画素値のみを用
いる方法に比べより精度の高い補間処理が可能となる。

【００２２】請求項３の発明は、人工衛星から得られる
衛星画像データから、水温図を作成する水温図作成方法
において、第１回目の処理においては、所定期間に得ら
れた複数の衛星画像データから、同一画素の画素値の最
大値を前記同一画素の画素値として設定する最大値合成
により合成画像データを作成し、当該合成画像データを
参照画像とし、第２回目以降の処理においては、直前も
しくは以前の処理で作成された補間画像を参照画像とす
る参照画像設定ステップと、処理対象の衛星画像データ
の所定領域内における全画素値と、所定の閾値とを比
べ、前記所定の閾値より低い値を有する領域を雲域とし
て識別することにより、雲域識別画像を生成する雲域識
別ステップと、前記識別した雲域の画素値を水温ではあ
りえない値に設定して、晴域の画素値と雲域の画素値と
を区別し、雲域を除去することにより雲域除去画像を作
成する雲域除去ステップと、雲域の内側の所定の幅だけ
小さい領域に、前記参照画像の同一画素の画素値を移植
して、当該移植域の画素値と晴域の画素値とを用いて、
移植した領域を除く雲域の画素の画素値を計算しながら
補間し、次いで前記処理により補間された領域の内側の
所定の幅だけ小さい領域に対して、前記処理における一
連の処理を、領域の内側に向かって、順に領域を小さく
とりながら雲域の中心まで処理を進めて、雲域をすべて
補間する雲域画素値補間ステップとからなることを特徴
とする水温図作成方法である。

【００２３】本発明では、本方法実施後第２回目以降の
処理においては、参照画像として直前もしくは以前の処
理において作成された補間画像を参照画像として用いる
ため参照画像のデータの精度がより高く、かつ、欠測域
の補間処理において当該参照画像の画素値を利用するた
め、欠測域が広範囲にわたる場合においても、欠測域の
周辺領域の画素値のみを用いる方法に比べより精度の高
い補間処理が可能となる。

【００２４】請求項４の発明は、請求項１の水温図作成
方法において、雲域画素値補間ステップは、補間対象画
素の周囲の所定の範囲内の晴域の画素値のうち、所定の
値もしくは所定の計算値を超えた画素値を処理対象から
除外して、残りの晴域の画素値を用いて計算により雲域
の画素値を補間することにより補間画像を生成する雲域
画素値補間ステップであることを特徴とする水温図作成
方法である。

【００２５】例えば一定の標準偏差値を超えた画素値は
誤差を含んでいる可能性があるので、本発明では、当該
画素値を除外して処理することでより精度の高い補間が
可能となる。

【００２６】請求項５の発明は、請求項２及び３の水温
図作成方法において、雲域画素値補間ステップは、補間
対象画素の周囲の所定の範囲内の晴域及び移植域の画素
値のうち、所定の値もしくは所定の計算値を超えた画素
値を処理対象から除外して、残りの移植域の画素値と晴
域の画素値とを用いて、移植した領域を除く雲域の画素
の画素値を計算しながら補間し、次いで前記処理により
補間された領域の内側の所定の幅だけ小さい領域に対し
て、前記処理における一連の処理を、領域の内側に向か
って、順に領域を小さくとりながら雲域の中心まで処理
を進めて、雲域をすべて補間する雲域画素値補間ステッ
プであることを特徴とする水温図作成方法である。

【００２７】例えば一定の標準偏差値を超えた画素値は
誤差を含んでいる可能性があるので、本発明では、当該
画素値を除外して処理することでより精度の高い補間が
可能となる。

【００２８】請求項６の発明は、請求項１ないし５の水
温図作成方法において、雲域の画素値を補完する計算方
法は、補間対象画素の周囲の所定範囲内における処理対
象の各画素の画素値を、当該各画素と補間対象画素との
距離を重みの要素として加重平均することにより補間対
象画素値を求める計算方法である雲域画素値補間ステッ
プであることを特徴とする水温図作成方法である。

【００２９】補間対象領域の水温は、その周囲の領域の
水温と距離に依存する相関関係を有し、近距離の領域の
水温は遠距離の領域の水温のより相関関係が大きいこと
が知られているので、本発明では、補間対象の画素との
距離を重みとして加重平均することにより、精度の高い
補間が可能となる。

【００３０】請求項７の発明は、請求項１ないし６の水
温図作成方法において、所定の閾値として、補間対象画
素と同一位置の参照画像の画素の周囲の所定範囲に含ま
れる画素の画素値のうちの最小値を用いる雲域識別ステ
ップであることを特徴とする水温図作成方法である。

【００３１】水塊の移動速度は３０〜４０ｋｍ／日であ
ることが経験則上知られているので、それよりも広い範
囲内における画素の画素値の最小値よりも低い値は雲域
である可能性が高いことから、本発明では、当該最小値
を閾値として用いることにより、精度高く雲域を自動的
に識別することが可能となる。

【００３２】請求項８の発明は、請求項１ないし７の水
温図作成方法において、前記一連のステップを日々繰り
返し、日別水温図を生成して、日別水温図を出力するこ
とを特徴とする水温図作成方法である。

【００３３】本発明では、各ステップを日毎に繰り返す
ことにより日別水温図を出力し、タイムリーに水温図を
作成することが可能となる。

【００３４】請求項９の発明は、人工衛星から得られる
衛星画像データから、水温図を作成する水温図作成シス
テムにおいて、処理対象の衛星画像データの所定領域内
における全画素値と、所定の閾値とを比べ、前記所定の
閾値より低い値を有する領域を雲域として識別すること
により、雲域識別画像を生成する雲域識別手段と、前記
識別した雲域の画素値を水温ではありえない値に設定し
て、晴域の画素値と雲域の画素値とを区別し、雲域を除
去することにより雲域除去画像を作成する雲域除去手段
と、晴域の画素の画素値を用いて、雲域の画素の画素値
を計算により補間することにより補間画像を生成する雲
域画素値補間手段とからなることを特徴とする水温図作
成システムである。

【００３５】本発明により、自動的に衛星画像データに
含まれる雲域を識別・除去し、雲域の周囲の画素値を用
いて除去した画素値を補間することにより、欠測域がな
く精度の高い水温図を作成することが可能となる。

【００３６】請求項１０の発明は、人工衛星から得られ
る衛星画像データから、水温図を作成する水温図作成シ
ステムにおいて、所定期間に得られた複数の衛星画像デ
ータから、同一画素の画素値の最大値を前記同一画素の
画素値として設定する最大値合成により合成画像データ
を作成する参照画像設定手段と、処理対象の衛星画像デ
ータの所定領域内における全画素値と、所定の閾値とを
比べ、前記所定の閾値より低い値を有する領域を雲域と
して識別することにより、雲域識別画像を生成する雲域
識別手段と、前記識別した雲域の画素値を水温ではあり
えない値に設定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを
区別し、雲域を除去することにより雲域除去画像を作成
する雲域除去手段と、雲域の内側の所定の幅だけ小さい
領域に、前記参照画像の同一画素の画素値を移植して、
当該移植域の画素値と晴域の画素値とを用いて、移植し
た領域を除く雲域の画素の画素値を計算しながら補間
し、次いで前記処理により補間された領域の内側の所定
の幅だけ小さい領域に対して、前記処理における一連の
処理を、領域の内側に向かって、順に領域を小さくとり
ながら雲域の中心まで処理を進めて、雲域をすべて補間
する雲域画素値補間手段とからなることを特徴とする水
温図作成システムである。

【００３７】本発明では、欠測域の補間処理において参
照画像の画素値を利用するため、欠測域が広範囲にわた
る場合においても、欠測域の周辺領域の画素値のみを用
いる方法に比べより精度の高い補間処理が可能となる。

【００３８】請求項１１の発明は、人工衛星から得られ
る衛星画像データから、水温図を作成する水温図作成シ
ステムにおいて、第１回目の処理においては、所定期間
に得られた複数の衛星画像データから、同一画素の画素
値の最大値を前記同一画素の画素値として設定する最大
値合成により合成画像データを作成し、当該合成画像デ
ータを参照画像とし、第２回目以降の処理においては、
直前もしくは以前の処理で作成された補間画像を参照画
像とする参照画像設定手段と、処理対象の衛星画像デー
タの所定領域内における全画素値と、所定の閾値とを比
べ、前記所定の閾値より低い値を有する領域を雲域とし
て識別することにより、雲域識別画像を生成する雲域識
別手段と、前記識別した雲域の画素値を水温ではありえ
ない値に設定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを区
別し、雲域を除去することにより雲域除去画像を作成す
る雲域除去手段と、雲域の内側の所定の幅だけ小さい領
域に、前記参照画像の同一画素の画素値を移植して、当
該移植域の画素値と晴域の画素値とを用いて、移植した
領域を除く雲域の画素の画素値を計算しながら補間し、
次いで前記処理により補間された領域の内側の所定の幅
だけ小さい領域に対して、前記処理における一連の処理
を、領域の内側に向かって、順に領域を小さくとりなが
ら雲域の中心まで処理を進めて、雲域をすべて補間する
雲域画素値補間手段とからなることを特徴とする水温図
作成システムである。

【００３９】本発明では、本方法実施後第２回目以降の
処理においては、参照画像として直前もしくは以前の処
理において作成された補間画像を参照画像として用いる
ため参照画像のデータの精度がより高く、かつ、欠測域
の補間処理において当該参照画像の画素値を利用するた
め、欠測域が広範囲にわたる場合においても、欠測域の
周辺領域の画素値のみを用いるシステムに比べより精度
の高い補間処理が可能となる。

【００４０】請求項１２の発明は、請求項９の水温図作
成システムにおいて、雲域画素値補間手段は、補間対象
画素の周囲の所定の範囲内の晴域の画素値のうち、所定
の値もしくは所定の計算値を超えた画素値を処理対象か
ら除外して、残りの晴域の画素値を用いて計算により雲
域の画素値を補間することにより補間画像を生成する雲
域画素値補間手段であることを特徴とする水温図作成シ
ステムである。

【００４１】例えば一定の標準偏差値を超えた画素値は
誤差を含んでいる可能性があるので、本発明では、当該
画素値を除外して処理することでより精度の高い補間が
可能となる。

【００４２】請求項１３の発明は、請求項１０及び１１
の水温図作成システムにおいて、雲域画素値補間手段
は、補間対象画素の周囲の所定の範囲内の晴域及び移植
域の画素値のうち、所定の値もしくは所定の計算値を超
えた画素値を処理対象から除外して、残りの移植域の画
素値と晴域の画素値とを用いて、移植した領域を除く雲
域の画素の画素値を計算しながら補間し、次いで前記処
理により補間された領域の内側の所定の幅だけ小さい領
域に対して、前記処理における一連の処理を、領域の内
側に向かって、順に領域を小さくとりながら雲域の中心
まで処理を進めて、雲域をすべて補間する雲域画素値補
間手段であることを特徴とする水温図作成システであ
る。

【００４３】例えば一定の標準偏差値を超えた画素値は
誤差を含んでいる可能性があるので、本発明では、当該
画素値を除外して処理することでより精度の高い補間が
可能となる。

【００４４】請求項１４の発明は、請求項９ないし１３
の水温図作成システムにおいて、雲域の画素値を補完す
る計算システムは、補間対象画素の周囲の所定範囲内に
おける処理対象の各画素の画素値を、当該各画素と補間
対象画素との距離を重みの要素として加重平均すること
により補間対象画素値を求める計算システムである雲域
画素値補間手段であることを特徴とする水温図作成シス
テムである。

【００４５】補間対象領域の水温は、その周囲の領域の
水温と距離に依存する相関関係を有し、近距離の領域の
水温は遠距離の領域の水温のより相関関係が大きいこと
が知られているので、本発明では、補間対象の画素との
距離を重みとして加重平均することにより、精度の高い
補間が可能となる。

【００４６】請求項１５の発明は、請求項９ないし１４
の水温図作成システムにおいて、所定の閾値として、補
間対象画素と同一位置の参照画像の画素の周囲の所定範
囲に含まれる画素の画素値のうちの最小値を用いる雲域
識別手段であることを特徴とする水温図作成システムで
ある。

【００４７】水塊の移動速度は１日当たり３０〜４０ｋ
ｍであることが経験則上知られているので、それよりも
広い範囲内における画素の画素値の最小値よりも低い値
は雲域である可能性が高いことから、本発明では、当該
最小値を閾値として用いることにより、精度高く雲域を
自動的に識別することが可能となる。

【００４８】請求項１６の発明は、請求項９ないし１５
の水温図作成システムにおいて、前記一連の手段を日々
繰り返し、日別水温図を生成して、日別水温図を出力す
ることを特徴とする水温図作成システムである。

【００４９】本発明では、各手段を日毎に繰り返すこと
により日別水温図を出力し、タイムリーに水温図を作成
することが可能となる。

【００５０】請求項１７の発明は、請求項９ないし１６
に記載の水温図作成システムにおいて、クライアントシ
ステムから、水温図の表示対象領域の情報を受信する受
信手段と、クライアントシステムにより指定された表示
対象領域の水温図画面を作成する水温図画面作成手段
と、作成された水温図をクライアントシステムに送信す
る送信手段とを備えることを特徴とする水温図作成シス
テムである。

【００５１】本発明では、請求項９ないし請求項１６の
発明により作成された水温図を船舶上のパーソナルコン
ピュータ等のクライアントシステムで利用可能な形式に
加工しておき、クライアントシステムの要求に応じて一
定の領域の水温図画面を作成し、送信する。この際、船
舶との低いデータ通信速度においても適当な時間内に伝
送を完了できるよう考慮して水温図画面を作成すること
により、船舶において所望の領域の水温図を有効かつ柔
軟に利用することが可能となる。

【００５２】請求項１８の発明は、請求項１７に記載の
水温図作成システムにおいて、クライアントシステムか
ら、水温図の表示における最低水温値及び／又は最高水
温値及び／又は水温幅及び／又は水温分割数の情報を受
信する受信手段と、クライアントシステムにより指定さ
れ又は予めクライアントシステムにおいて設定されてい
る最低水温値及び／又は最高水温値及び／又は水温幅及
び／又は水温分割数にしたがって水温図画面を作成する
水温図画面作成手段と、作成された画像をクライアント
システムに送信する送信手段とを備えることを特徴とす
る水温図作成システムである。

【００５３】本発明では、クライアントシステムの要求
に応じて所望の水温幅及び精度（水温分割数）で水温図
画面を作成し送信することができる。これにより、例え
ばまず広域の海域について２℃単位の水温図を見た上
で、それより狭い特定の海域について、１℃単位のより
精度の高い水温図を見るといった利用方法が可能とな
り、船舶において水温図を有効かつ柔軟に利用すること
が可能となる。

【００５４】請求項１９の発明は、請求項１７及び１８
に記載の水温図作成システムにおいて、水温図画面作成
手段は、色彩及び／又は濃淡を用いて画素毎の水温を表
現することを特徴とする水温図作成システムである。

【００５５】本発明では、クライアントシステムにおい
て水温図の水温が色彩や濃淡を用いて表現されるため、
視覚的に水温分布を把握することが可能となる。なお、
水温を色彩や濃淡を用いて表現するには、周知の手段を
用いればよい。

【００５６】請求項２０の発明は、請求項１７及び１８
に記載の水温図作成システムにおいて、水温図画面作成
手段は、等温線を用いて水温を表現することを特徴とす
る水温図作成システムである。なお、水温を等温線を用
いて表現するには、周知の手段を用いればよい。

【００５７】本発明では、クライアントシステムにおい
て水温図の水温が等温線を用いて表現されるため、視覚
的に水温分布を把握することが可能となる。

【００５８】請求項２１の発明は、請求項１７ないし２
０に記載の水温図作成システムにおいて、気象庁コンピ
ュータシステムから通信ネットワークを介して波及び／
又は風情報を受信する波・風情報受信手段と、クライア
ントシステムから、出発地、目的地及びゼロ又は１つ以
上の通過地点の情報を受信する航路情報受信手段と、出
発地、目的地及びゼロ又は１つ以上の通過地点間の最短
航路を計算する航路選択手段と、気象庁コンピュータシ
ステムから波・風予報情報を受信する波・風予報情報受
信手段と、受信した波・風予報情報を記録する波・風予
報情報記録手段と、記録した波・風予報情報を用いて、
目的地及びゼロ若しくは１つ以上の通過地点到達日時に
おける波高及び／又は風速及び／又は風向の予測情報を
求める波・風情報予測手段と、水温図画面作成手段によ
り作成された水温図画面に加えて、目的地及びゼロ又は
１つ以上の通過地点到達日時における波高及び／又は風
速及び／又は風向の予測情報をクライアントシステムに
送信する送信手段とを備えることを特徴とする水温図作
成システムである。

【００５９】本発明では、船舶上のユーザが水温図を見
ながら、目的地や通過地点を決定し、かつ目的地や通過
地点の到達時点における波高、風速、風向の予測情報を
知ることができるため、航行の安全性を考慮しつつ、豊
漁を期待できる漁場に最短で到達することのできる航路
を選択することが可能となる。

【００６０】請求項２２の発明は、請求項２１に記載の
水温図作成システムにおいて、クライアントシステムか
ら、所定の波高及び／又は風速及び／又は風向の情報を
受信する波・風情報受信手段を備え、航路選択手段は、
出発地、目的地及びゼロ又は１つ以上の通過地点間の最
短航路を計算する場合において、受信した所定の波高及
び／又は風速及び／又は風向の条件を充足しない地点を
回避して航路を計算する航路選択手段であることを特徴
とする水温図作成システムである。

【００６１】本発明では、船舶上のユーザが水温図を見
ながら、目的地や通過地点を決定し、かつ目的地や通過
地点の到達時点における波高、風速、風向の予測情報を
知ることができるだけでなく、所定の波高、風速、風向
の条件を充足しない地点を回避する最短航路を自動的に
決定できる。これにより、航行の安全性を考慮しつつ、
豊漁を期待できる漁場に最短で到達することのできる航
路を自動的に決定することが可能となる。

【００６２】請求項２３の発明は、請求項２２に記載の
水温図作成システムにおいて、航路選択手段が、出発地
Ｘ０から目的地Ｘｆまでの大圏をＮ＋１等分する各点を
通りＸ０〜Ｘｆまでの大圏と直行するＮ本の大圏上に格
子点の集合｛Ｘｉ｝（ｉ＝１，２，・・・・ｎ）を設
け、ユーザにより指定されたＸ０〜Ｘ１間の航行速度に
基づいて、Ｘ０から各Ｘ１までのラムラインの航海時間
Ｔ１（Ｘ１）を各Ｘ１について計算し、波・風予測情報
ファイルを参照し、Ｔ０＋Ｔ１（Ｘ１）における格子点
Ｘ１の波・風予測情報を求め、この波・風予測情報が受
信した所定の波高及び／又は風速及び／又は風向の条件
を充足しない場合は、当該格子点Ｘ１を以後の処理の対
象から除外し、次いで、ユーザにより指定されたＸ１〜
Ｘ２間の航行速度に基づいて、各Ｘ１から各Ｘ２までの
航海時間Ｔ２（Ｘ２）を各Ｘ２について計算し、Ｘ０〜
Ｘ２の最短航海時間をＴ２（Ｘ２）、最小値を与える出
発格子点Ｘ１をＸ１（Ｘ２）とし、波・風予測情報ファ
イルを参照し、Ｔ０＋Ｔ２（Ｘ２）における格子点Ｘ２
の波・風予測情報を求め、この波・風予測情報が受信し
た所定の波高及び／又は風速及び／又は風向の条件を充
足しない場合は、当該格子点Ｘ２を以後の処理の対象か
ら除外し、以後、各格子点（Ｎ＝３，４，５，６・・・
Ｎ）について上記処理を繰り返すことにより、Ｘ３，Ｘ
４，Ｘ５，Ｘ６，・・・Ｘｎを求め、Ｘｎへの出発格子
地点Ｘｎ−１（Ｘｎ）をＸｎ−１，Ｘｎ−１で記憶した
Ｘｎ−１への出発格子点Ｘｎ−２（Ｘｎ−１）をＸｎ−
２とし、以後同様にしてＸｎ−３，Ｘｎ−４，・・・Ｘ
１を求め、これら各格子点を結んだ線を出発地Ｘ０から
目的地Ｘｆまでの航路とする航路選択手段であることを
特徴とする水温図作成システムである。

【００６３】本発明では、船舶上のユーザが水温図を見
ながら、目的地や通過地点を決定し、かつ目的地や通過
地点の到達時点における波高、風速、風向の予測情報を
知ることができるだけでなく、所定の波高、風速、風向
の条件を充足しない地点を回避する最短航路を自動的に
決定できる。これにより、航行の安全性を考慮しつつ、
豊漁を期待できる漁場に最短で到達することのできる航
路を自動的に決定することが可能となる。

【００６４】

【発明の実施の形態】本発明の実施態様を図を用いて詳
細に説明する。

【００６５】図１は、本発明の一実施形態である水温図
作成システムのブロック図である。

【００６６】衛星から受信した衛星画像データは衛星画
像入力手段２から入力され、参照画像作成手段４は入力
された複数の衛星画像に基づいて参照画像を作成する。

【００６７】処理対象となる衛星画像データが衛星画像
入力手段２から雲域識別手段６に入力され、雲及びその
周辺の雑音域（以下「雲域」という）の識別が雲域識別
手段６でなされる。

【００６８】雲域識別手段６の結果は欠測域除去手段８
に入力され、雲域の水温データの除去が欠測域除去手段
８でなされる。

【００６９】除去された欠測域の水温データを補間する
作業が補間手段１０でなされ、補間されて得られた水温
図が水温図出力手段１２から出力される。

【００７０】これらの処理は、実際には、コンピュータ
などの演算システムにより実行され、各処理はプログラ
ムにより実現される。

【００７１】図２は、水温図作成システムの処理手順を
示すフローチャートである。

【００７２】ステップ２１において処理対象の衛星画像
データを読み込み、ステップ２３において雲域の識別を
行い、ステップ２４において雲域を除去する。ステップ
２５においては当該除去された領域（以下「欠測域」と
いう）の水温データを計算により補間し、補間後の水温
図をステップ２６で出力する。

【００７３】なお、ステップ２６において作成された水
温図をステップ２２に送ってデータベースに貯え、以後
の水温図作成の際に参照画像として利用してもよい。

【００７４】ステップ２２における参照画像の作成は、
以下の方法により行われる。

【００７５】まず、システム稼働後の最初の処理におい
ては、すでに提案されている最大値合成手法によって所
定の期間にわたる複数の衛星画像データを合成し、合成
画像を作成する。この際、合成画像に含まれる雲域がで
きるだけ少なくなるように合成する期間を決定すればよ
い。仮にこのようにして作成された合成画像に雲域が含
まれている場合は、当該雲域の水温値を補間するため、
当該合成画像に対して、ステップ２３の欠測域の除去処
理及びステップ２４の欠測域補間処理を行えばよい。こ
のようにして欠測域の水温が補間された合成画像が得ら
れる。システム稼働後の最初の処理においては、当該合
成画像を参照画像として用いる。

【００７６】あるいは、非常に晴れた日の衛星画像が解
析開始の直前に入手できたならば、これを参照画像とし
て用いてもよい。

【００７７】２回目以降の処理においては、直前の処理
において作成された水温図を参照画像として用いればよ
い。

【００７８】図３は合成画像を作成するフローチャート
である。

【００７９】ステップ３１において、未処理の画素を選
択する。

【００８０】ステップ３２において、当該選択画素の画
素値を各衛星画像データから抽出する。

【００８１】ステップ３３において、当該抽出画素値の
うちの最大値を求める。

【００８２】ステップ３４において、当該最大値を合成
画像の選択画素における画素値に設定する。

【００８３】ステップ３５において、全画素について処
理が終了したか否かを判断し、終了していない場合には
スタートに戻り、処理が終了するまで繰り返す。

【００８４】図４は、処理対象の衛星画像データから雲
域を除去する処理のフローチャートである。

【００８５】まず、ステップ４１において、未処理の画
素を選択する。

【００８６】ステップ４２において、当該選択画素の画
素値と所定の閾値とを比較する。

【００８７】当該選択画素の画素値が所定の閾値より小
さい場合は、水温でない可能性を持つ画素であると判断
して、ステップ４３において雲域として特定する。当該
雲域として識別された画素の画素値には、ＮＵＬＬや水
温ではあり得ない値を設定すればよい。

【００８８】当該画素が所定の閾値より大きい場合は、
ステップ４４において晴域として特定する。当該晴域と
して特定された画素の画素値には、衛星画像データの水
温データをそのまま残す。

【００８９】前記所定の閾値の決定方法としては、雲域
の温度データは経験則上水温に比べてかなり低い値とし
て測定されるため、前記所定の閾値は、通常水温ではあ
り得ない値を採用すればよい。

【００９０】あるいは、ステップ４１において選択した
画素に対応する参照画像中の画素の周囲の所定の範囲Ｓ
（以下「範囲Ｓ」という）に含まれる画素の各画素値の
うちの最小値を前記所定の閾値として採用してもよい。
範囲Ｓは経験的に決定してもよいが、水塊の移動速度は
一日当たりおよそ３０ｋｍ程度なので、参照画像と処理
対象画像データの作成の時間間隔が一日程度ならば、範
囲Ｓを３０〜４０ｋｍとすればよい。このようにして範
囲Ｓを定めれば、その範囲内の水温データの最小値より
も低い温度を示す画素は、雲域である可能性が高い。し
たがって、当該最小値を閾値として用いることができる
のである。

【００９１】ステップ４５において、全画素について処
理が終了したか否かを判断し、終了していない場合には
スタートに戻り、欠測域の全画素に対する処理が終了す
るまで繰り返す。この場合、例えば、未処理画像の最左
上部の画素から右方向に順次処理を進めていき、第一行
の画素をすべて処理し終えたならば、次に未処理画像の
第二行の画素について最左部の画素から右方向に順次処
理を進めていくという手順を繰り返してもよい。

【００９２】また、雲域を特定し除去する方法として
は、経験則上、雲域と晴域の境界付近の水温分布の等温
線は晴域の水温分布の等温線に比べて変化が複雑である
ため、周知の方法である２次元ＤＦＴ法を用いて水温の
等温線の周波数を得ることにより、所定の周波数以上の
等温線に囲まれた領域を雲域として特定する方法を採用
してもよい。

【００９３】このようにして、欠測域を識別して水温デ
ータを除去した衛星画像図２１が得られる。

【００９４】次に、欠測域の水温データを補間する処理
をする。経験則上、特定の領域の水温はその周辺の領域
の水温と距離に依存する相関関係を有し、近距離の領域
の水温はより遠距離の領域の水温の相関関係より大きい
ことが知られている。そこで、欠測域の周辺の領域の水
温データを用いて、欠測域の水温を解析することが可能
となる。

【００９５】図５は、欠測域の補間処理手順の一例を示
すフローチャートである。

【００９６】ステップ５１において、欠測域中の未処理
の画素の一つＰ０を選択する。例えば、欠測域であるか
否かを未処理画像の最左上部の画素から右方向に順次各
画素の画素値を調べていき、第一行の画素をすべて調べ
終えたならば、次に未処理画像の第二行の画素を最左部
の画素から右方向に順次各画素の画素値を調べていくと
いう手順によってもよい。

【００９７】ステップ５２において、選択画素Ｐ０から
所定の影響範囲である半径Ｒ１内の範囲に含まれる晴域
の各画素の各画素値を抽出する。半径Ｒ１は、実距離に
して３０〜４０ｋｍとすれば、実用的な精度を確保する
ことができる。

【００９８】ステップ５３において、半径Ｒ１内の範囲
の画素の各画素値の標準偏差を計算し、所定の標準偏差
の範囲を超えた画素値を除外する。除外した画素の画素
値には、ＮＵＬＬや水温ではあり得ない値を設定すれば
よい。これは、ある画素の画素値が影響範囲内の他の画
素値と比べて大きく異なる場合、当該画素の画素値は誤
差を含んでいる可能性があるので、以後の処理対象から
除外するためである。これにより、より精度の高い補間
処理が可能となる。

【００９９】なお、この処理の結果、半径Ｒ１内の全て
の画素値が除外される場合もあり得る。この場合は、半
径Ｒ１よりも大きな半径Ｒ２内の範囲の画素について、
同様の処理を行う。その結果、一つ以上の画素値が残っ
た場合は次のステップに進めばよい。この場合も全ての
画素値が除外された場合は、一つ以上の画素値が残るま
で半径を広げながら同様の処理を繰り返せばよい。

【０１００】そして、ステップ５４において、残った各
画素値を画素Ｐ０からの距離を重みとして加重平均し、
ステップ５５において、画素Ｐ０の画素値として設定す
る。

【０１０１】加重平均の計算方法としては、晴域の画素
の画素値にかかる重みをＰ０と晴域の各画素間の距離の
単純な反比例とする方法を用いてもよいが、以下のよう
な方法によればより精度の高い補間が可能となる。

【０１０２】すなわち、画素Ｐ０の補間後の画素値を以
下の計算により求めることも可能である。

【式１】

【０１０３】

【式２】

【０１０４】

【０１０５】なお、上記計算方法は一例にすぎず、上記
計算方法とは異なる重み付けに基づく加重平均による計
算方法を用いてもよいことはいうまでもない。

【０１０６】これら一連の処理（ステップ５１〜ステッ
プ５５）を全画素について繰り返し実行し（ステップ５
６）、処理を終了する。

【０１０７】その結果、衛星画像に含まれる雲域を欠測
域として除去して、当該除去した画素の画素値をその周
辺の晴域の画素値を用いて精度よく補間でき、全ての画
素における画素値が算出され、図２２に示すような雲域
の水温データを補間した水温図が生成される。

【０１０８】図６は、欠測域の補間処理手順の他の一例
を示す説明図である。

【０１０９】まず、ステップ５１の処理に先立ち、欠測
域の内部に参照画像から同一位置の画素の画素値を移植
する。なお、移植するのは、必ずしも全く同一位置の画
素の画素値である必要はなく、一定程度異なる位置の画
素値を移植してもよい。このとき、移植部分は欠測域に
対して所定の幅だけ小さい範囲とする。当該所定の幅
は、影響半径Ｒ_ｍａｘよりも小さい値とする。これによ
り、移植されなかった部分の欠測域がドーナッツ状にな
る。この様子を図６の６１に示す。

【０１１０】前記ドーナッツ状の領域に含まれる全画素
に対して、ステップ５１〜ステップ５５の処理を繰り返
し実行する。これにより、前記ドーナッツ状の領域に含
まれる全画素の水温データが補間される。

【０１１１】次に、水温データが補間された前記ドーナ
ッツ状の領域の内部の前記所定の幅のドーナッツ状の領
域に含まれる全画素に対して、ステップ５１〜ステップ
５５の処理を繰り返し実行する。この様子を図６の６２
に示す。この処理を欠測域に含まれる全ての画素に対し
て繰り返し実行し、処理を終了する。

【０１１２】上記補間処理手順による場合、参照画像か
ら欠測域の一部を移植しそれを用いて補間処理を行うた
め、欠測域が広範囲にわたる場合には、晴域の水温デー
タのみを用いて補間するよりもより精度の高い補間処理
が行えるという利点がある。

【０１１３】なお、影響半径Ｒ_ｍａｘは、参照画像から
移植した画素を含むように設定すれば補間処理の誤差を
低減でき、影響半径を小さくすれば、補間処理に要する
時間を短縮できるる。したがって、移植範囲を欠測域の
内側に大きくとり、影響半径Ｒ_ｍａｘを小さくとれば、
所望の誤差レベルの水温図が所望の時間で得られること
になる。

【０１１４】また、影響半径は、黒潮と親潮が混ざり合
う潮境周辺ではなるべく大きく取り、黒潮の中央部など
の水温変化が小さいところでは小さく取ることにより、
時間と誤差を小さくできる。したがって、水温変化の大
きさが異なるそれぞれの海域に応じて影響半径を設定す
ることにより、比較的短い処理時間で誤差の小さい水温
図を得ることができる。

【０１１５】このようにして作成された水温図が参照画
像作成手段２に入力され、新たな衛星画像データの処理
のための参照画像として、次の衛星画像データの処理の
ために準備される。

【０１１６】これらの処理を繰り返して、結果的には、
毎日、欠測域の水温データが補間された水温図を作成す
ることにより、日々の水温図が得られる。

【０１１７】図７は、水温図作成システムの全体構成図
である。

【０１１８】水温図作成システム７０１は、通信ネット
ワーク７０２を介して、クライアントシステム７０３、
気象庁コンピュータシステム７０４、及び人工衛星７０
５とデータ通信を行う。水温図作成システム７０１とク
ライアントシステム７０３を接続する通信ネットワーク
７０２としてはインターネットを用いれば、多数ないし
不特定の利用者が水温図作成システム７０１を容易に利
用することが可能となる。

【０１１９】受信手段７０６は、クライアントシステム
から、水温図の表示対象領域の情報、水温図の表示にお
ける最低水温値及び／又は最高水温値及び／又は水温幅
及び／又は水温分割数の情報、出発地、目的地及びゼロ
又は１つ以上の通過地点の情報、ないし所定の波高及び
／又は風速及び／又は風向の情報を受信する。

【０１２０】水温図画面作成手段７０７は、受信手段７
０６で受信した情報及び／又は予めクライアントシステ
ムにおいて設定されている同様の情報に基づいて、水温
図データファイル７０９を用いてクライアントシステム
７０３に送信する水温図画面を作成する。

【０１２１】水温図作成手段７０８は、人工衛星７０５
から受信した衛星画像データをもとに、雲域の識別・除
去・水温の補間処理を行い、欠測域のない水温図データ
を水温図データファイル７０９に記録する。

【０１２２】航路選択手段７１０は、受信手段７０６か
ら入力された出発地、目的地及びゼロ又は１つ以上の通
過地点の情報、ないし所定の波高及び／又は風速及び／
又は風向の情報をもとに、前記所定の波高及び／又は風
速及び／又は風向の地点を回避しつつ最短の航路を計算
し選択する。

【０１２３】波・風情報予測手段７１１は、航路選択手
段７１０から入力された航路情報及び波・風予測情報フ
ァイル７１４をもとに、目的地及びゼロ若しくは１つ以
上の通過地点到達日時における波高及び／又は風速及び
／又は風向の予測情報を求める。

【０１２４】波・風情報受信手段７１２は、気象庁コン
ピュータシステム７０４から波・風予報情報を受信し、
波・風情報記録手段は、波・風情報受信手段７１２から
入力した波・風予報情報を波・風予測情報ファイル７１
４に記録する。なお、気象庁コンピュータシステム７０
４から受信する波・風予報情報には各地における時間帯
毎の波高、風速、風向の予報データが含まれているが、
特に海洋上については山岳等の起伏がないため予報の精
度はかなり高いことが知られている。

【０１２５】送信手段７１５は、クライアントシステム
７０３に対し、クライアントシステムにより指定された
表示対象領域の位置及び広さの水温図画面、クライアン
トシステムにより指定された最低水温値及び最高水温値
並びに水温幅若しくは水温分割数、又は、最低水温値若
しくは最高水温値並びに水温幅及び水温分割数にしたが
って作成された水温図画面、ないし水温図に併せてクラ
イアントシステムにより指定された目的地及びゼロ又は
１つ以上の通過地点到達日時における波高及び／又は風
速及び／又は風向の予測情報、及びクライアントシステ
ムにより指定された波高、風向、風速を回避する航路画
面を送信する。

【０１２６】図８は、クライアントシステムにおいて最
初に表示対象領域の位置を選択するために、水温図作成
手段からクライアントシステムに送信される画面であ
る。クライアントシステムのユーザは、画面中の各海域
の上をマウスでクリックする等の手段より選択する。

【０１２７】例えばここで「オホーツク海域」を選択
した場合、図９の画面が水温図作成システムからクライ
アントシステムに送信される。

【０１２８】図１０は、クライアントシステムの画面上
に表示されている「詳細」ボタンをクリックすることに
より、現在表示されている領域の一部をより拡大した詳
細な画面に遷移する様子を示している。

【０１２９】図１１は、クライアントシステムの画面上
に表示されている「縮小」ボタンをクリックすることに
より、現在表示されている領域を縮小しより広範囲の領
域を表示する画面に遷移する様子を示している。

【０１３０】図１２は、クライアントシステムの画面上
に表示されている「東」「西」「南」「北」ボタンをク
リックすることにより、図１３に示されているように、
現在表示されている領域の東西南北の領域を表示する画
面に遷移する様子を示している。

【０１３１】図１４は、クライアントシステムの画面上
で、表示対象の領域及び表示すべき画像の解像度を選択
する様子を示している。

【０１３２】図１５は、クライアントシステムの画面上
で、表示対象の最低水温と水温幅を選択する様子を示し
ている。

【０１３３】図１６は、クライアントシステムの画面上
で、等温線表示の水温図と画素単位表示の水温図の表示
を切り替える様子を示している。

【０１３４】図１７は、クライアントシステムの画面上
で、経度・緯度線表示の有無を切り替える様子を示して
いる。

【０１３５】図１８は、クライアントシステムの画面上
で、航路選択をするための目的地ないし通過地点を入力
する様子を示している。ユーザは、「解析ポイント選択
エリア」上の所望の位置をマウスでクリックすることに
より、目的地ないし通過地点を選択することができる。

【０１３６】図１９は、クライアントシステムにより指
定された目的地及び通過地点到達日時における波高、風
速、風向等の予測情報をクライアントシステムの画面に
表示したものである。「予想値のグラフ表示」中の矢印
は、その向きにより風向を示している。

【０１３７】図２０は、航路選択手段の説明図である。

【０１３８】船舶は、水温図に基づいて一応の通過地点
を希望しつつも、波向や風速・風向の条件が悪い海域は
避けて航行したいという場合がある。そこで、クライア
ントシステムのユーザが指定した所定の波高及び／又は
風速及び／又は風向の条件を充足しない地点を回避しつ
つ、その条件内で最短航路を選択する方法について、図
２０を用いて説明する。

【０１３９】まず、出発地Ｘ０から目的地Ｘｆまでの大
圏をＮ＋１等分する各点を通り、Ｘ０〜Ｘｆまでの大圏
との直行するＮ本の大圏上に、格子点の集合｛Ｘｉ｝
（ｉ＝１，２、・・・・ｎ）を設ける。

【０１４０】次に、船舶を時刻Ｔ０に出発地Ｘ０から出
発させ、各Ｘ１までラムラインに沿って走行させる。Ｘ
０からＸ１までの航海時間Ｔ１（Ｘ１）を、各Ｘ１につ
いて計算する。Ｔ１（Ｘ１）は、ユーザにより指定され
たＸ０〜Ｘ１間の航行速度に基づいて求められる。

【０１４１】そして、波・風予測情報ファイル７１４を
参照し、Ｔ０＋Ｔ１（Ｘ１）における格子点Ｘ１の波・
風予測情報を求める。この波・風予測情報が、ユーザが
予め指定した気象条件に満たない場合は、当該格子点Ｘ
１を以後の処理の対象から除外する。

【０１４２】次に、船舶を時刻Ｔ０＋Ｔ１（Ｘ１）に各
Ｘ１から出発させ、各Ｘ２までのラムラインに沿って航
走させる。そして、各Ｘ２について、Ｘ１〜Ｘ２の航海
時間とＴ１（Ｘ１）との和を比較し、その和の最小値す
なわちＸ０〜Ｘ２の最短航海時間をＴ２（Ｘ２）、最小
値を与える出発格子点Ｘ１をＸ１（Ｘ２）とする。

【０１４３】そして、波・風予測情報ファイル７１４を
参照し、Ｔ０＋Ｔ２（Ｘ２）における格子点Ｘ２の波・
風予測情報を求める。この波・風予測情報が、ユーザが
予め指定した気象条件に満たない場合は、当該格子点Ｘ
２を以後の処理の対象から除外する。

【０１４４】以後、各格子点（Ｎ＝３，４，５，６・・
・Ｎ）について上記を繰り返すことにより、Ｘ３，Ｘ
４，Ｘ５，Ｘ６，・・・Ｘｎが求められる。

【０１４５】そして、Ｘｎへの出発格子地点Ｘｎ−１
（Ｘｎ）をＸｎ−１，Ｘｎ−１で記憶したＸｎ−１への
出発格子点Ｘｎ−２（Ｘｎ−１）をＸｎ−２とし、以後
同様にしてＸｎ−３，Ｘｎ−４，・・・Ｘ１が求められ
る。これら各格子点を結んだ線が出発地Ｘ０から目的地
Ｘｆまでの間の所定の気象条件を満たす最短航路とな
る。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、人工衛
星から得られた衛星画像データを用いて、自動的に、日
毎に雲域やその周辺の雑音域による欠損のない海面の水
温図を作成するようにし、かつ、得られた水温図データ
を船舶に設置されたパーソナルコンピュータ等の情報機
器で利用可能な形式に加工し、船舶において水温分布デ
ータを柔軟に有効利用することを可能にしたものであ
る。さらに、本発明は、得られた水温図データと併せ
て、気象予報と航行速度に基づいて予測した航行経路に
おける波高、風向、風速のデータを、船舶に設置された
パーソナルコンピュータ等の情報機器で利用可能な形式
に加工し、船舶において水温図データと併せて波・風の
データを柔軟に有効利用することも可能にしたものであ
る。

【０１４７】したがって、本発明による水温図作成シス
テムによって、衛星画像データの最大の欠点である雲域
および雲域による雑音による欠測や誤差を、特殊な技能
を必要とせず、自動的に取り除いて補間することによっ
て、雲域などのよる雑音のない、有用な海面の水温図を
衛星画像データから毎日作成することができる。また、
得られた水温図を船舶に設置されたパーソナルコンピュ
ータ等の情報機器で柔軟に参照することにより、豊漁を
期待できる漁場を選択したり、機関の冷却水や気象情報
を考慮して目的地や航路を選択することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施の形態である水温図作
成システムを示すブロック図である。

【図２】図２は、水温図作成システムの処理手順を示す
フローチャートである。

【図３】図３は、合成画像を作成するフローチャートで
ある。

【図４】図４は、処理対象の衛星画像データから雲域を
除去する処理のフローチャート。

【図５】図５は、欠測域の補間処理手順の一例を示すフ
ローチャートである。

【図６】図６は、欠測域の補間処理手順の他の一例を示
す説明図である。

【図７】図７は、水温図作成システムの全体構成図であ
る。

【図８】図８は、クライアントシステムにおいて最初に
表示対象領域の位置を選択するために、水温図作成手段
からクライアントシステムに送信される画面である。

【図９】図９は、クライアントシステムに表示されるク
ライアントシステムによって指定された領域の水温図で
ある。

【図１０】図１０は、直前にクライアントシステムに表
示されている水温図を拡大した水温図の画面である。

【図１１】図１１は、直前にクライアントシステムに表
示されている水温図を縮小した水温図の画面である。

【図１２】図１２は、クライアントシステムに表示され
ている領域の東西南北の領域の画面に遷移するためのボ
タンを示す図である。

【図１３】図１３は、クライアントシステムに表示され
ている領域の東西南北の領域の画面に遷移する様子を示
す図である。

【図１４】図１４は、クライアントシステムの画面上
で、表示対象の領域及び表示すべき画像の解像度を選択
する様子を示す図である。

【図１５】図１５は、クライアントシステムの画面上
で、表示対象の最低水温と水温幅を選択する様子を示す
図である。

【図１６】図１６は、クライアントシステムの画面上
で、等温線表示の水温図と画素単位表示の水温図の表示
を切り替える様子を示す図である。

【図１７】図１７は、クライアントシステムの画面上
で、経度・緯度線表示の有無を切り替える様子を示す図
である。

【図１８】図１８は、クライアントシステムの画面上
で、航路選択をするための目的地ないし通過地点を入力
する様子を示す図である。

【図１９】図１９は、クライアントシステムにより指定
された目的地及び通過地点到達日時における波高、風
速、風向等の予測情報をクライアントシステムの画面に
表示した図である。

【図２０】図２０は、航路選択手段の説明図である。

【図２１】図２１は、欠測域を識別して水温データを除
去した衛星画像である。

【図２２】図２２は、欠測域を識別して水温データを除
去した衛星画像を基に、欠測域の水温データを補間した
後の水温図である。

【符号の説明】

２ 衛星画像入力手段 ４ 参照画像合成手段 ６ 雲域識別手段 ８ 欠測域除去手段 １０ 補間手段 １２ 水温図出力手段 ７０１ 水温図作成システム ７０２ 通信ネットワーク ７０３ クライアントシステム ７０４ 気象庁コンピュータシステム ７０５ 人工衛星 ７０６ 受信手段 ７０７ 水温図画面作成手段 ７０８ 水温図作成手段 ７０９ 水温図データファイル ７１０ 航路選択手段 ７１１ 波・風情報予測手段 ７１２ 波・風情報受信手段 ７１３ 波・風情報記録手段 ７１４ 波・風情報ファイル ７１５ 送信手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｂ 29/00 Ｇ０９Ｂ 29/00 Ａ Ｚ Ｆターム(参考） 2C032 HB03 HB11 HB22 HB25 HB31 HC09 HC24 HC27 HD21 5B057 AA14 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CD06 CE08 DA08 DB02 DB09

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 人工衛星から得られる衛星画像データか
   ら、水温図を作成する水温図作成方法において、 処理対象の衛星画像データの所定領域内における全画素
   値と、所定の閾値とを比べ、前記所定の閾値より低い値
   を有する領域を雲域として識別することにより、雲域識
   別画像を生成する雲域識別ステップと、 前記識別した雲域の画素値を水温ではありえない値に設
   定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを区別し、雲域
   を除去することにより雲域除去画像を作成する雲域除去
   ステップと、 晴域の画素の画素値を用いて、雲域の画素の画素値を計
   算により補間することにより補間画像を生成する雲域画
   素値補間ステップとからなることを特徴とする水温図作
   成方法。
2. 【請求項２】 人工衛星から得られる衛星画像データか
   ら、水温図を作成する水温図作成方法において、 所定期間に得られた複数の衛星画像データから、同一画
   素の画素値の最大値を前記同一画素の画素値として設定
   する最大値合成により合成画像データを作成する参照画
   像設定ステップと、 処理対象の衛星画像データの所定領域内における全画素
   値と、所定の閾値とを比べ、前記所定の閾値より低い値
   を有する領域を雲域として識別することにより、雲域識
   別画像を生成する雲域識別ステップと、 前記識別した雲域の画素値を水温ではありえない値に設
   定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを区別し、雲域
   を除去することにより雲域除去画像を作成する雲域除去
   ステップと、 雲域の内側の所定の幅だけ小さい領域に、前記参照画像
   の同一画素の画素値を移植して、当該移植域の画素値と
   晴域の画素値とを用いて、移植した領域を除く雲域の画
   素の画素値を計算しながら補間し、次いで前記処理によ
   り補間された領域の内側の所定の幅だけ小さい領域に対
   して、前記処理における一連の処理を、領域の内側に向
   かって、順に領域を小さくとりながら雲域の中心まで処
   理を進めて、雲域をすべて補間する雲域画素値補間ステ
   ップとからなることを特徴とする水温図作成方法。
3. 【請求項３】 人工衛星から得られる衛星画像データか
   ら、水温図を作成する水温図作成方法において、 第１回目の処理においては、所定期間に得られた複数の
   衛星画像データから、同一画素の画素値の最大値を前記
   同一画素の画素値として設定する最大値合成により合成
   画像データを作成し、当該合成画像データを参照画像と
   し、第２回目以降の処理においては、直前もしくは以前
   の処理で作成された補間画像を参照画像とする参照画像
   設定ステップと、 処理対象の衛星画像データの所定領域内における全画素
   値と、所定の閾値とを比べ、前記所定の閾値より低い値
   を有する領域を雲域として識別することにより、雲域識
   別画像を生成する雲域識別ステップと、 前記識別した雲域の画素値を水温ではありえない値に設
   定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを区別し、雲域
   を除去することにより雲域除去画像を作成する雲域除去
   ステップと、 雲域の内側の所定の幅だけ小さい領域に、前記参照画像
   の同一画素の画素値を移植して、当該移植域の画素値と
   晴域の画素値とを用いて、移植した領域を除く雲域の画
   素の画素値を計算しながら補間し、次いで前記処理によ
   り補間された領域の内側の所定の幅だけ小さい領域に対
   して、前記処理における一連の処理を、領域の内側に向
   かって、順に領域を小さくとりながら雲域の中心まで処
   理を進めて、雲域をすべて補間する雲域画素値補間ステ
   ップとからなることを特徴とする水温図作成方法。
4. 【請求項４】 請求項１の水温図作成方法において、 雲域画素値補間ステップは、補間対象画素の周囲の所定
   の範囲内の晴域の画素値のうち、所定の値もしくは所定
   の計算値を超えた画素値を処理対象から除外して、残り
   の晴域の画素値を用いて計算により雲域の画素値を補間
   することにより補間画像を生成する雲域画素値補間ステ
   ップであることを特徴とする水温図作成方法。
5. 【請求項５】 請求項２及び３の水温図作成方法におい
   て、 雲域画素値補間ステップは、補間対象画素の周囲の所定
   の範囲内の晴域及び移植域の画素値のうち、所定の値も
   しくは所定の計算値を超えた画素値を処理対象から除外
   して、残りの移植域の画素値と晴域の画素値とを用い
   て、移植した領域を除く雲域の画素の画素値を計算しな
   がら補間し、次いで前記処理により補間された領域の内
   側の所定の幅だけ小さい領域に対して、前記処理におけ
   る一連の処理を、領域の内側に向かって、順に領域を小
   さくとりながら雲域の中心まで処理を進めて、雲域をす
   べて補間する雲域画素値補間ステップであることを特徴
   とする水温図作成方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５の水温図作成方法にお
   いて、 雲域の画素値を補完する計算方法は、補間対象画素の周
   囲の所定範囲内における処理対象の各画素の画素値を、
   当該各画素と補間対象画素との距離を重みの要素として
   加重平均することにより補間対象画素値を求める計算方
   法である雲域画素値補間ステップであることを特徴とす
   る水温図作成方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６の水温図作成方法にお
   いて、 所定の閾値として、補間対象画素と同一位置の参照画像
   の画素の周囲の所定範囲に含まれる画素の画素値のうち
   の最小値を用いる雲域識別ステップであることを特徴と
   する水温図作成方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７の水温図作成方法にお
   いて、前記一連のステップを日々繰り返し、日別水温図
   を生成して、日別水温図を出力することを特徴とする水
   温図作成方法。
9. 【請求項９】 人工衛星から得られる衛星画像データか
   ら、水温図を作成する水温図作成システムにおいて、 処理対象の衛星画像データの所定領域内における全画素
   値と、所定の閾値とを比べ、前記所定の閾値より低い値
   を有する領域を雲域として識別することにより、雲域識
   別画像を生成する雲域識別手段と、 前記識別した雲域の画素値を水温ではありえない値に設
   定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを区別し、雲域
   を除去することにより雲域除去画像を作成する雲域除去
   手段と、 晴域の画素の画素値を用いて、雲域の画素の画素値を計
   算により補間することにより補間画像を生成する雲域画
   素値補間手段とからなることを特徴とする水温図作成シ
   ステム。
10. 【請求項１０】 人工衛星から得られる衛星画像データ
    から、水温図を作成する水温図作成システムにおいて、 所定期間に得られた複数の衛星画像データから、同一画
    素の画素値の最大値を前記同一画素の画素値として設定
    する最大値合成により合成画像データを作成する参照画
    像設定手段と、 処理対象の衛星画像データの所定領域内における全画素
    値と、所定の閾値とを比べ、前記所定の閾値より低い値
    を有する領域を雲域として識別することにより、雲域識
    別画像を生成する雲域識別手段と、 前記識別した雲域の画素値を水温ではありえない値に設
    定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを区別し、雲域
    を除去することにより雲域除去画像を作成する雲域除去
    手段と、 雲域の内側の所定の幅だけ小さい領域に、前記参照画像
    の同一画素の画素値を移植して、当該移植域の画素値と
    晴域の画素値とを用いて、移植した領域を除く雲域の画
    素の画素値を計算しながら補間し、次いで前記処理によ
    り補間された領域の内側の所定の幅だけ小さい領域に対
    して、前記処理における一連の処理を、領域の内側に向
    かって、順に領域を小さくとりながら雲域の中心まで処
    理を進めて、雲域をすべて補間する雲域画素値補間手段
    とからなることを特徴とする水温図作成システム。
11. 【請求項１１】 人工衛星から得られる衛星画像データ
    から、水温図を作成する水温図作成システムにおいて、 第１回目の処理においては、所定期間に得られた複数の
    衛星画像データから、同一画素の画素値の最大値を前記
    同一画素の画素値として設定する最大値合成により合成
    画像データを作成し、当該合成画像データを参照画像と
    し、第２回目以降の処理においては、直前もしくは以前
    の処理で作成された補間画像を参照画像とする参照画像
    設定手段と、 処理対象の衛星画像データの所定領域内における全画素
    値と、所定の閾値とを比べ、前記所定の閾値より低い値
    を有する領域を雲域として識別することにより、雲域識
    別画像を生成する雲域識別手段と、 前記識別した雲域の画素値を水温ではありえない値に設
    定して、晴域の画素値と雲域の画素値とを区別し、雲域
    を除去することにより雲域除去画像を作成する雲域除去
    手段と、 雲域の内側の所定の幅だけ小さい領域に、前記参照画像
    の同一画素の画素値を移植して、当該移植域の画素値と
    晴域の画素値とを用いて、移植した領域を除く雲域の画
    素の画素値を計算しながら補間し、次いで前記処理によ
    り補間された領域の内側の所定の幅だけ小さい領域に対
    して、前記処理における一連の処理を、領域の内側に向
    かって、順に領域を小さくとりながら雲域の中心まで処
    理を進めて、雲域をすべて補間する雲域画素値補間手段
    とからなることを特徴とする水温図作成システム。
12. 【請求項１２】 請求項９の水温図作成システムにおい
    て、 雲域画素値補間手段は、補間対象画素の周囲の所定の範
    囲内の晴域の画素値のうち、所定の値もしくは所定の計
    算値を超えた画素値を処理対象から除外して、残りの晴
    域の画素値を用いて計算により雲域の画素値を補間する
    ことにより補間画像を生成する雲域画素値補間手段であ
    ることを特徴とする水温図作成システム。
13. 【請求項１３】 請求項１０及び１１の水温図作成シス
    テムにおいて、 雲域画素値補間手段は、補間対象画素の周囲の所定の範
    囲内の晴域及び移植域の画素値のうち、所定の値もしく
    は所定の計算値を超えた画素値を処理対象から除外し
    て、残りの移植域の画素値と晴域の画素値とを用いて、
    移植した領域を除く雲域の画素の画素値を計算しながら
    補間し、次いで前記処理により補間された領域の内側の
    所定の幅だけ小さい領域に対して、前記処理における一
    連の処理を、領域の内側に向かって、順に領域を小さく
    とりながら雲域の中心まで処理を進めて、雲域をすべて
    補間する雲域画素値補間手段であることを特徴とする水
    温図作成システム。
14. 【請求項１４】 請求項９ないし１３の水温図作成シス
    テムにおいて、 雲域の画素値を補完する計算システムは、補間対象画素
    の周囲の所定範囲内における処理対象の各画素の画素値
    を、当該各画素と補間対象画素との距離を重みの要素と
    して加重平均することにより補間対象画素値を求める計
    算システムである雲域画素値補間手段であることを特徴
    とする水温図作成システム。
15. 【請求項１５】 請求項９ないし１４の水温図作成シス
    テムにおいて、 所定の閾値として、補間対象画素と同一位置の参照画像
    の画素の周囲の所定範囲に含まれる画素の画素値のうち
    の最小値を用いる雲域識別手段であることを特徴とする
    水温図作成システム。
16. 【請求項１６】 請求項９ないし１５の水温図作成シス
    テムにおいて、前記一連の手段を日々繰り返し、日別水
    温図を生成して、日別水温図を出力することを特徴とす
    る水温図作成システム。
17. 【請求項１７】 請求項９ないし１６に記載の水温図作
    成システムにおいて、クライアントシステムから、水温
    図の表示対象領域の情報を受信する受信手段と、クライ
    アントシステムにより指定された表示対象領域の水温図
    画面を作成する水温図画面作成手段と、 作成された水温図をクライアントシステムに送信する送
    信手段とを備えることを特徴とする水温図作成システ
    ム。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の水温図作成システ
    ムにおいて、 クライアントシステムから、水温図の表示における最低
    水温値及び／又は最高水温値及び／又は水温幅及び／又
    は水温分割数の情報を受信する受信手段と、 クライアントシステムにより指定され又は予めクライア
    ントシステムにおいて設定されている最低水温値及び／
    又は最高水温値及び／又は水温幅及び／又は水温分割数
    にしたがって水温図画面を作成する水温図画面作成手段
    と、 作成された画像をクライアントシステムに送信する送信
    手段とを備えることを特徴とする水温図作成システム。
19. 【請求項１９】 請求項１７及び１８に記載の水温図作
    成システムにおいて、 水温図画面作成手段は、色彩及び／又は濃淡を用いて画
    素毎の水温を表現することを特徴とする水温図作成シス
    テム。
20. 【請求項２０】 請求項１７及び１８に記載の水温図作
    成システムにおいて、 水温図画面作成手段は、等温線を用いて水温を表現する
    ことを特徴とする水温図作成システム。
21. 【請求項２１】 請求項１７ないし２０に記載の水温図
    作成システムにおいて、 気象庁コンピュータシステムから通信ネットワークを介
    して波及び／又は風情報を受信する波・風情報受信手段
    と、 クライアントシステムから、出発地、目的地及びゼロ又
    は１つ以上の通過地点の情報を受信する航路情報受信手
    段と、 出発地、目的地及びゼロ又は１つ以上の通過地点間の最
    短航路を計算する航路選択手段と、 気象庁コンピュータシステムから波・風予報情報を受信
    する波・風予報情報受信手段と、 受信した波・風予報情報を記録する波・風予報情報記録
    手段と、 記録した波・風予報情報を用いて、目的地及びゼロ若し
    くは１つ以上の通過地点到達日時における波高及び／又
    は風速及び／又は風向の予測情報を求める波・風情報予
    測手段と、 水温図画面作成手段により作成された水温図画面に加え
    て、目的地及びゼロ又は１つ以上の通過地点到達日時に
    おける波高及び／又は風速及び／又は風向の予測情報を
    クライアントシステムに送信する送信手段とを備えるこ
    とを特徴とする水温図作成システム。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の水温図作成システ
    ムにおいて、 クライアントシステムから、所定の波高及び／又は風速
    及び／又は風向の情報を受信する波・風情報受信手段を
    備え、 航路選択手段は、出発地、目的地及びゼロ又は１つ以上
    の通過地点間の最短航路を計算する場合において、受信
    した所定の波高及び／又は風速及び／又は風向の条件を
    充足しない地点を回避して航路を計算する航路選択手段
    であることを特徴とする水温図作成システム。
23. 【請求項２３】 請求項２２に記載の水温図作成システ
    ムにおいて、航路選択手段が、 出発地Ｘ０から目的地Ｘｆまでの大圏をＮ＋１等分する
    各点を通りＸ０〜Ｘｆまでの大圏と直行するＮ本の大圏
    上に格子点の集合｛Ｘｉ｝（ｉ＝１，２，・・・・ｎ）
    を設け、 ユーザにより指定されたＸ０〜Ｘ１間の航行速度に基づ
    いて、Ｘから各Ｘ１までのラムラインの航海時間Ｔ１
    （Ｘ１）を各Ｘ１について計算し、 波・風予測情報ファイルを参照し、Ｔ０＋Ｔ１（Ｘ１）
    における格子点Ｘ１の波・風予測情報を求め、 この波・風予測情報が受信した所定の波高及び／又は風
    速及び／又は風向の条件を充足しない場合は、当該格子
    点Ｘ１を以後の処理の対象から除外し、 次いで、ユーザにより指定されたＸ１〜Ｘ２間の航行速
    度に基づいて、各Ｘ１から各Ｘ２までの航海時間Ｔ２
    （Ｘ２）を各Ｘ２について計算し、 Ｘ０〜Ｘ２の最短航海時間をＴ２（Ｘ２）、最小値を与
    える出発格子点Ｘ１をＸ１（Ｘ２）とし、 波・風予測情報ファイルを参照し、Ｔ０＋Ｔ２（Ｘ２）
    における格子点Ｘ２の波・風予測情報を求め、 この波・風予測情報が受信した所定の波高及び／又は風
    速及び／又は風向の条件を充足しない場合は、当該格子
    点Ｘ２を以後の処理の対象から除外し、 以後、各格子点（Ｎ＝３，４，５，６・・・Ｎ）につい
    て上記処理を繰り返すことにより、Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，
    Ｘ６，・・・Ｘｎを求め、 Ｘｎへの出発格子地点Ｘｎ−１（Ｘｎ）をＸｎ−１，Ｘ
    ｎ−１で記憶したＸｎ−１への出発格子点Ｘｎ−２（Ｘ
    ｎ−１）をＸｎ−２とし、以後同様にしてＸｎ−３，Ｘ
    ｎ−４，・・・Ｘ１を求め、 これら各格子点を結んだ線を出発地Ｘ０から目的地Ｘｆ
    までの航路とする航路選択手段であることを特徴とする
    水温図作成システム。