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JP2023010049A - Observation program, observation method, observation equipment, and observation system - Google Patents

Observation program, observation method, observation equipment, and observation system Download PDF

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JP2023010049A
JP2023010049A JP2021113846A JP2021113846A JP2023010049A JP 2023010049 A JP2023010049 A JP 2023010049A JP 2021113846 A JP2021113846 A JP 2021113846A JP 2021113846 A JP2021113846 A JP 2021113846A JP 2023010049 A JP2023010049 A JP 2023010049A
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JP
Japan
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observation
radar
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average
time
Prior art date
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Application number
JP2021113846A
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Japanese (ja)
Inventor
匠 吉井
Takumi Yoshii
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Abstract

【課題】波浪とは異なる水面変動を観測する新たな技術を提供すること。【解決手段】観測プログラムは、コンピュータに、0.01m~2mの波長の電波を用いたレーダ装置により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得し、取得したデータにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出し、算出した平均画像に基づく情報を出力する処理を実行させる。【選択図】図6A new technique for observing water surface fluctuations different from waves is provided. The observation program acquires radar image data obtained by periodically observing a sea area to be observed by a radar device using radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m, and is represented by the acquired data. An average image is calculated by averaging the radar images for each predetermined average time in the order of observation time, and information based on the calculated average image is output. [Selection drawing] Fig. 6

Description

本発明は、観測プログラム、観測方法、観測装置、及び観測システムに関する。 The present invention relates to an observation program, an observation method, an observation device, and an observation system.

例えば、火力発電所や原子力発電所などの発電所では、取水口から海水を取水し、タービンを回したあとの蒸気を海水で冷却した後、温められた海水(温排水)を放水口から海域に戻している。温排水が放水された海域では、温排水によって噴流が形成され、温度が上昇する。電気事業者は、発電所を立地する際に、環境アセスメントにより、温排水の拡散実態を調査し、対策することが求められている。例えば、温排水による水産資源や水生生物への影響を考慮し、温排水による水温上昇範囲を狭める放水口の位置の設定が求められる。また、温排水により温度が上昇した海水を取水すると冷却効率が低下するため、温排水の再循環を考慮した取水口の設定が求められる。 For example, in power plants such as thermal power plants and nuclear power plants, seawater is taken in from the water intake, and after the steam that has turned the turbine is cooled with seawater, the warmed seawater (warm water) is discharged from the water outlet to the sea area. is reverting to In the sea area where the warm water is discharged, a jet is formed by the warm water, and the temperature rises. Electric power companies are required to investigate the diffusion of warm effluent through an environmental assessment when constructing a power plant, and to take countermeasures. For example, considering the impact of warm effluent on fisheries resources and aquatic organisms, it is necessary to set the position of the outlet to narrow the water temperature rise range due to warm effluent. In addition, since cooling efficiency decreases when seawater whose temperature has risen due to warm water is taken in, it is necessary to set the water intake in consideration of the recirculation of warm water.

温排水により温度が上昇する範囲は、温排水の噴流の観測により特定する。従来、発電所の温排水の噴流を観測する技術としては、船舶による洋上観測や、海洋レーダによる観測、浮標観測、固定カメラ観測がある。また、非特許文献1には、Xバンドのレーダによるレーダ画像で河川フロントが明確に確認できることが報告されている。 The range where the temperature rises due to hot water is determined by observing the hot water jet. Conventional techniques for observing jets of thermal effluent from power plants include offshore observation by ships, observation by ocean radar, buoy observation, and fixed camera observation. In addition, Non-Patent Document 1 reports that a river front can be clearly confirmed in a radar image obtained by an X-band radar.

Takewaka.Satoshi,“Visibility of River Plume Fronts with an X-Band Radar.”,Journal of Sensors 2016:e6594847,13 Dec 2015Satoshi Takewaka, “Visibility of River Plume Fronts with an X-Band Radar.” Journal of Sensors 2016:e6594847, 13 Dec 2015

しかし、船舶による洋上観測は、船舶を用いるため、コストが高く、また、観測の実施の可否が海象条件に依存する。例えば、海が荒れた場合や、霧の発生など観測に適さない天候の場合は、観測を実施できない。海洋レーダは、VHF~HF帯の周波数の電波を用いて、海面の表層流動を計測できるものの、噴流の拡散範囲が近すぎ、また、空間解像度が低いため、噴流を十分に観測できない。浮標観測は、放水口から浮標を流すことで噴流を観測できるものの、海象条件に依存する。固定カメラ観測は、暗い時間帯に観測できない。 However, marine observation by ship is expensive because it uses a ship, and whether or not the observation can be carried out depends on the sea conditions. For example, if the sea is rough or the weather is not suitable for observation, such as fog, observation cannot be performed. Ocean radar can measure the surface layer flow of the sea surface using radio waves of VHF to HF band frequencies, but it cannot sufficiently observe jets because the jets spread too close and the spatial resolution is low. The buoy observation can observe the jet by flowing the buoy from the outlet, but it depends on the sea conditions. Fixed camera observations cannot observe during dark hours.

また、非特許文献1は、河口からの淡水と海の塩水が混合する河川フロントを観測するものであり、噴流を観測できない。 Non-Patent Document 1 observes a river front where fresh water from a river mouth and salt water from the sea are mixed, and cannot observe jets.

ここで、噴流が流れる海域では、波浪とは異なる水面変動が噴流により発生する。よって、波浪とは異なる水面変動を観測することで、例えば、噴流を観測することができる。また、波浪とは異なる水面変動を観測することで、例えば、海底でのガスの漏出を観測することができる。 Here, in a sea area where a jet flows, water surface fluctuations different from waves occur due to the jet. Therefore, by observing water surface fluctuations different from waves, for example, a jet can be observed. In addition, by observing water surface fluctuations that are different from waves, it is possible to observe, for example, gas leaks from the seabed.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、波浪とは異なる水面変動を観測する新たな技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a new technique for observing water surface fluctuations other than waves.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の観測プログラムは、コンピュータに、0.01m~2mの波長の電波を用いたレーダ装置により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得し、取得したデータにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出し、算出した平均画像に基づく情報を出力する処理を実行させる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an observation program of the present invention provides a computer with a radar device that periodically observes a sea area to be observed by a radar device using radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m. A process of acquiring image data, calculating an average image by averaging the radar image indicated by the acquired data for each predetermined average time in order of observation time, and outputting information based on the calculated average image. to run.

本発明は、波浪とは異なる水面変動を観測する新たな技術を提供できるという効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION This invention is effective in the ability to provide the new technique which observes a water surface change different from a wave.

図1は、実施例に係る観測システムの構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of an observation system according to an embodiment. 図2は、実施例に係る観測装置の機能的な構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the observation device according to the embodiment; 図3は、実施例に係るレーダ画像の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a radar image according to the embodiment; 図4Aは、実施例に係るレーダによる観測を説明する図である。FIG. 4A is a diagram for explaining observation by radar according to the embodiment. 図4Bは、実施例に係るレーダによる観測結果を時間平均する効果を説明する図である。FIG. 4B is a diagram for explaining the effect of time-averaging observation results by the radar according to the embodiment. 図5Aは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。FIG. 5A is a diagram showing an example of an average image according to the embodiment; 図5Bは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。FIG. 5B is a diagram illustrating an example of an average image according to the embodiment; 図5Cは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。FIG. 5C is a diagram illustrating an example of an average image according to the embodiment; 図5Dは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。FIG. 5D is a diagram illustrating an example of an average image according to the embodiment; 図5Eは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。FIG. 5E is a diagram illustrating an example of an average image according to the embodiment; 図5Fは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。FIG. 5F is a diagram illustrating an example of an average image according to the embodiment; 図5Gは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。FIG. 5G is a diagram illustrating an example of an average image according to the embodiment; 図6は、実施例に係る観測処理の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the procedure of observation processing according to the embodiment. 図7は、観測プログラムを実行するコンピュータを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a computer that executes an observation program.

以下に、本発明に係る観測プログラム、観測方法、観測装置、及び観測システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。そして、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, embodiments of an observation program, an observation method, an observation apparatus, and an observation system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example. Further, each embodiment can be appropriately combined within a range that does not contradict the processing contents.

実施例では、波浪とは異なる水面変動を観測することにより、噴流による水面変動を観測する場合を例に説明する。また、実施例では、火力発電所や原子力発電所などの発電所で、放水口から海域に放出した温排水の噴流によって発生する波浪とは異なる水面変動を観測する場合の例を主に説明する。 In the embodiment, a case of observing water surface fluctuations due to jets by observing water surface fluctuations different from waves will be described as an example. In addition, in the examples, examples of observing water surface fluctuations different from waves generated by jets of thermal wastewater discharged into the sea from water outlets at power plants such as thermal power plants and nuclear power plants will be mainly described. .

[観測システムの代表的な構成]
本実施例に係る観測システムの代表的な構成を説明する。図1は、実施例に係る観測システムの構成の一例を示す図である。観測システム10は、レーダ装置11と、観測装置12とを有する。
[Typical Configuration of Observation System]
A representative configuration of the observation system according to this embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of an observation system according to an embodiment. The observation system 10 has a radar device 11 and an observation device 12 .

レーダ装置11は、0.01m~2mの波長の電波を発射し、その反射波をとらえることにより、物標を検出する。本実施例では、レーダ装置11として船舶用のレーダ装置を用いる。レーダ装置11は、Xバンド又はSバンドの電波を用いて物標を検出する。レーダ装置11は、指向性のアンテナを有し、アンテナを水平にして回転駆動することで水平方向の全周の物標の検出が可能とされている。レーダ装置11は、アンテナで電波の送信と受信の動作を交互に切り替える。レーダ装置11は、アンテナで電波を送信してから反射波を受信するまでの時間から物標までの距離を計測すると共に、アンテナの向きから物標の方向を計測する。レーダ装置11は、検出した物標をマッピングしたレーダ画像のデータを生成する。レーダ装置11は、観測実施中、周期的に観測したレーダ画像のデータを観測時間と対応付けて観測データとして記憶する。レーダ装置11は、観測終了後に、観測データを観測装置12へ出力する。なお、レーダ装置11は、生成したレーダ画像のデータに観測時間と対応付けて観測装置12へ随時出力してもよい。 The radar device 11 detects a target by emitting radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m and capturing the reflected waves. In this embodiment, a marine radar device is used as the radar device 11 . The radar device 11 detects a target using X-band or S-band radio waves. The radar device 11 has a directional antenna, and can detect targets all around in the horizontal direction by setting the antenna horizontally and rotating it. The radar device 11 alternately switches between transmission and reception of radio waves using an antenna. The radar device 11 measures the distance to the target from the time from when the radio wave is transmitted by the antenna until the reflected wave is received, and measures the direction of the target from the direction of the antenna. The radar device 11 generates radar image data by mapping the detected target. During observation, the radar device 11 associates the data of the radar image observed periodically with the observation time and stores them as observation data. The radar device 11 outputs observation data to the observation device 12 after completing the observation. The radar device 11 may output the data of the generated radar image to the observation device 12 at any time in association with the observation time.

観測装置12は、噴流の観測に用いる装置である。観測装置12は、例えば、パーソナルコンピュータやサーバコンピュータなどのコンピュータである。観測装置12は、1台のコンピュータとして実装してもよく、また、複数台のコンピュータによるコンピュータシステムとして実装してもよい。なお、本実施例では、観測装置12を1台のコンピュータとした場合を例として説明する。 The observation device 12 is a device used for observing the jet. The observation device 12 is, for example, a computer such as a personal computer or a server computer. The observation device 12 may be implemented as one computer, or may be implemented as a computer system with a plurality of computers. In this embodiment, a case where the observation device 12 is one computer will be described as an example.

観測装置12は、レーダ装置11から入力するレーダ画像のデータの解析し、波浪とは異なる水面変動を観測する。 The observation device 12 analyzes radar image data input from the radar device 11 and observes water surface fluctuations different from waves.

実施例に係る観測システム10は、レーダ装置11により観測対象の海域を周期的に観測し、観測されたレーダ画像のデータを観測装置12により解析して噴流の観測を行う。 The observation system 10 according to the embodiment periodically observes the sea area to be observed by the radar device 11, analyzes the observed radar image data by the observation device 12, and observes the jet.

[観測装置12の構成]
次に、観測装置12の構成について説明する。図2は、実施例に係る観測装置12の機能的な構成の一例を示す図である。観測装置12は、外部インターフェース部20と、操作部21と、表示部22と、記憶部23と、制御部24とを有する。
[Configuration of observation device 12]
Next, the configuration of the observation device 12 will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of the functional configuration of the observation device 12 according to the embodiment. The observation device 12 has an external interface section 20 , an operation section 21 , a display section 22 , a storage section 23 and a control section 24 .

外部インターフェース部20は、他の装置と各種の情報を送受信するインターフェースである。外部インターフェース部20は、ネットワークや通信バスが接続され、各種の情報を送受信する。例えば、外部インターフェース部20は、ネットワークを介してレーダ装置11からレーダ画像のデータを受信する。 The external interface unit 20 is an interface that transmits and receives various information to and from other devices. The external interface unit 20 is connected to a network and a communication bus to transmit and receive various types of information. For example, the external interface unit 20 receives radar image data from the radar device 11 via the network.

操作部21は、各種の操作の入力を受け付ける入力デバイスである。操作部21としては、マウスやキーボードなどの操作の入力を受け付ける入力デバイスが挙げられる。操作部21は、各種の情報の入力を受付ける。操作部21は、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作内容を示す操作情報を制御部24に入力する。 The operation unit 21 is an input device that receives inputs for various operations. As the operation unit 21, an input device such as a mouse or a keyboard that receives an operation input can be used. The operation unit 21 receives input of various information. The operation unit 21 receives an operation input from the user and inputs operation information indicating the content of the received operation to the control unit 24 .

表示部22は、各種情報を表示する表示デバイスである。表示部22としては、LCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)などの表示デバイスが挙げられる。表示部22は、各種情報を表示する。例えば、表示部22は、操作画面など各種の画面を表示する。なお、観測装置12は、管理者等が使用する外部の端末装置からアクセスを受付け、操作画面など各種の画面を端末装置に表示し、各種の画面から操作入力を受け付けるものとしてもよい。 The display unit 22 is a display device that displays various information. Examples of the display unit 22 include display devices such as LCDs (Liquid Crystal Displays) and CRTs (Cathode Ray Tubes). The display unit 22 displays various information. For example, the display unit 22 displays various screens such as an operation screen. Note that the observation device 12 may receive access from an external terminal device used by an administrator or the like, display various screens such as an operation screen on the terminal device, and receive operation inputs from the various screens.

記憶部23は、各種のデータを記憶する記憶デバイスである。例えば、記憶部23は、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、光ディスクなどの記憶装置である。なお、記憶部23は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ、NVSRAM(Non Volatile Static Random Access Memory)などのデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。 The storage unit 23 is a storage device that stores various data. For example, the storage unit 23 is a storage device such as a hard disk, SSD (Solid State Drive), or optical disk. Note that the storage unit 23 may be a rewritable semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a flash memory, or an NVSRAM (Non Volatile Static Random Access Memory).

記憶部23は、制御部24で実行されるOS(Operating System)や各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部23は、後述する観測処理を実行する観測プログラムを含む各種のプログラムを記憶する。さらに、記憶部23は、制御部24で実行されるプログラムで用いられる各種データを記憶する。例えば、記憶部23は、観測データ30を記憶する。 The storage unit 23 stores an OS (Operating System) and various programs executed by the control unit 24 . For example, the storage unit 23 stores various programs including an observation program for executing observation processing, which will be described later. Furthermore, the storage unit 23 stores various data used in the programs executed by the control unit 24 . For example, the storage unit 23 stores observation data 30 .

観測データ30は、レーダ装置11により観測されたデータである。例えば、観測データ30には、レーダ画像のデータが観測時間と対応付けて記憶される。 Observation data 30 is data observed by the radar device 11 . For example, the observation data 30 stores radar image data in association with observation time.

制御部24は、観測装置12を制御するデバイスである。制御部24としては、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等の電子回路や、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路を採用できる。制御部24は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部24は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部24は、取得部40と、算出部41と、出力部42とを有する。 The control unit 24 is a device that controls the observation device 12 . As the control unit 24, an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit), or an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array) can be employed. The control unit 24 has an internal memory for storing programs defining various processing procedures and control data, and executes various processing using these. The control unit 24 functions as various processing units by running various programs. For example, the control unit 24 has an acquisition unit 40 , a calculation unit 41 and an output unit 42 .

取得部40は、レーダ装置11により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得する。例えば、レーダ装置11が、観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを含んだ観測データを生成する場合、取得部40は、レーダ装置11又は観測データを記憶した外部装置から観測データを取得し、取得した観測データを観測データ30として記憶部23に格納する。また、レーダ装置11が、レーダ画像のデータを随時送信する場合、取得部40は、外部インターフェース部20によりレーダ装置11から受信したレーダ画像のデータを取得する。取得部40は、取得したレーダ画像のデータを観測時間と対応付けて観測データ30として記憶部23に格納する。観測時間は、レーダ装置11がレーダ画像のデータに対応付けて観測装置12に送信してもよい。また、レーダ装置11がレーダ画像のデータを受信した時刻を観測時間としてもよい。 The acquisition unit 40 acquires radar image data obtained by periodically observing the sea area to be observed by the radar device 11 . For example, when the radar device 11 generates observation data including radar image data obtained by periodically observing a sea area to be observed, the acquisition unit 40 receives the observation data from the radar device 11 or an external device that stores the observation data. is acquired, and the acquired observation data is stored in the storage unit 23 as the observation data 30 . Further, when the radar device 11 transmits radar image data at any time, the acquisition unit 40 acquires the radar image data received from the radar device 11 by the external interface unit 20 . The acquisition unit 40 stores the acquired radar image data in the storage unit 23 as the observation data 30 in association with the observation time. The observation time may be transmitted to the observation device 12 by the radar device 11 in association with radar image data. Alternatively, the observation time may be the time when the radar device 11 receives the radar image data.

算出部41は、取得部40により取得したデータにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出する。例えば、算出部41は、記憶部23に記憶された観測データ30からレーダ画像を観測時間の順に読み出し、平均時間ごとに、観測時間がそれぞれの平均時間内となる各レーダ画像を平均化した平均画像を算出する。算出部41は、平均時間内となる各レーダ画像についてレーダ画像内での画素の位置ごと、位置が同じ画素の画素値の平均値を算出し、レーダ画像内での画素の位置ごとに、平均値を画素値とした平均画像を算出する。 The calculation unit 41 calculates an average image by averaging the radar images represented by the data acquired by the acquisition unit 40 for each predetermined average time in order of observation time. For example, the calculation unit 41 reads the radar images from the observation data 30 stored in the storage unit 23 in order of observation time, and averages the radar images whose observation time is within the respective average time for each average time. Calculate the image. The calculation unit 41 calculates the average value of the pixel values of the pixels at the same position for each pixel position in the radar image for each radar image within the averaging time, and calculates the average value for each pixel position in the radar image. Calculate the average image with the value as the pixel value.

ここで、海には、波浪が伝搬する。また、放水口から温排水を放出した海域では、放出した温排水の噴流が形成される。これにより、温排水を放出した海域では、噴流により、波浪とは異なる水面変動が発生する。 Here, waves propagate in the sea. In addition, in the sea area where the hot water is discharged from the outlet, a jet of hot water is formed. As a result, in the sea area where the warm effluent is discharged, the water surface changes due to the jet flow, which is different from that caused by waves.

レーダ装置11は、電波を発射し、その反射波をとらえることにより、物標を検出する。このため、レーダ装置11により観測したレーダ画像には、波や噴流の像が現れる。例えば、レーダ装置11をXバンド又はSバンドの電波を用いた船舶用のレーダ装置とする。Xバンドは、波長が3cm(0.03m)であり、Sバンドは、波長が10cm(0.1m)であり、それぞれ1.5cm、5cm程度の波、擾乱(構造物)で強く反射される(ブラッグ散乱)。レーダ装置11は、散乱の強弱により、水面形状(波浪)が検知できる。 The radar device 11 detects a target by emitting radio waves and capturing the reflected waves. Therefore, images of waves and jets appear in the radar image observed by the radar device 11 . For example, the radar device 11 is assumed to be a marine radar device using X-band or S-band radio waves. The X band has a wavelength of 3 cm (0.03 m), the S band has a wavelength of 10 cm (0.1 m), and is strongly reflected by waves and disturbances (structures) of about 1.5 cm and 5 cm, respectively. (Bragg scattering). The radar device 11 can detect the shape of the water surface (waves) from the intensity of scattering.

図3は、実施例に係るレーダ画像の一例を示す図である。図3は、発電所が放水口から温排水を放水している海域をレーダ装置11により観測したレーダ画像である。図3には、レーダ装置11の位置を中心とした半円形で、検出した物標の像を含んだレーダ画像が示されている。また、図3には、レーダ画像に方位と距離も示している。レーダ画像には、海域に存在する2つの防波堤BW1、BW2が写っている。図3では、防波堤BW1の基部に放水口が設けられ、温排水が放水されている。図3には、波浪による像が写っている。また、防波堤BW1の基部付近から線状に、放水口から放出した温排水の噴流による水面変動の像が写っている。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a radar image according to the embodiment; FIG. 3 is a radar image observed by the radar device 11 of a sea area where a power plant is discharging warm wastewater from a water outlet. FIG. 3 shows a semi-circular radar image centered on the position of the radar device 11 and containing images of detected targets. FIG. 3 also shows the azimuth and distance in the radar image. The radar image shows two breakwaters BW1 and BW2 existing in the sea area. In FIG. 3, a water outlet is provided at the base of the breakwater BW1, and warm waste water is discharged. FIG. 3 shows an image due to waves. In addition, an image of water surface fluctuation due to a jet stream of warm wastewater discharged from the water outlet is shown linearly from the vicinity of the base of the breakwater BW1.

波浪は、水面を伝搬しており、海域のそれぞれの位置に周期的に出現する。一方、噴流は、放水口から放出した海水が海域に拡散する流れであり、水面付近に乱流構造が形成された場合、流動の収束・発散に伴い水面形状に微小な変化が不規則に出現する。この水面形状の変化は、通常の波浪に比べて周期(波長)が短く、短時間のうちに生成・消滅を繰り返す。このため、水面形状の波長に近い0.01m~2mの波長の電波を用いたレーダ装置による高頻度観測により、乱流構造により生じた水面形状を散乱強度の変化として捉えることができる。本実施例では、レーダ装置11を船舶用のレーダ装置として、電波の波長をXバンド又はSバンドとしているが、これに限定されるものではない。レーダ装置11の電波の波長は、0.01m~2mの波長の電波であればよい。例えば、レーダ装置11は、Xバンド、Cバンド、Sバンド、Lバンドの何れかの電波を用いて海域を周期的に観測してもよい。 Waves are propagating on the water surface and appear periodically at each position in the sea area. On the other hand, a jet is a flow in which seawater discharged from a water outlet diffuses into the sea area. When a turbulent structure is formed near the water surface, minute changes appear irregularly in the shape of the water surface as the flow converges and diverges. do. This change in water surface shape has a shorter cycle (wavelength) than normal waves, and repeats generation and disappearance within a short period of time. For this reason, frequent observation by a radar device using radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m, which is close to the wavelength of the water surface shape, makes it possible to capture the water surface shape caused by the turbulent structure as changes in the scattering intensity. In this embodiment, the radar device 11 is a marine radar device, and the wavelength of radio waves is the X band or the S band, but the present invention is not limited to this. The wavelength of the radio waves of the radar device 11 may be radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m. For example, the radar device 11 may periodically observe the sea area using radio waves of any one of the X band, C band, S band, and L band.

上述したように、波浪は、水面を伝搬しており、海域のそれぞれの位置に周期的に出現する。このため、周期的に観測したレーダ画像を平均することで、平均画像では、波浪が平均化されて波浪を目立たなくすることができる。 As described above, waves propagate on the surface of the water and periodically appear at respective positions in the sea area. Therefore, by averaging the periodically observed radar images, the waves are averaged in the average image, and the waves can be made inconspicuous.

図4Aは、実施例に係るレーダによる観測を説明する図である。図4Aは、噴流、波浪の状況と、そこで生じる電波散乱のイメージを示している。図4Aでは、外洋性波浪に加えて噴流の影響範囲で微小な水面変動が生じている。電波散乱は、波浪、水面変動両方で生じる。噴流によって生じた水面変動は、電波が強く散乱する波長に近いため、強い散乱が生じる。潮目(異なる水質の境界)でも流れが収束することで水面変動が生じることがある。噴流によって生じる水面変動は、形成・消滅を繰り返し、形成される場所も必ずしも同じではない。そのため、瞬間的な観測結果では、波浪と、噴流による水面変動を分離できず、噴流流向・流速の把握が困難である。 FIG. 4A is a diagram for explaining observation by radar according to the embodiment. FIG. 4A shows an image of jet flow, wave conditions, and radio wave scattering occurring there. In FIG. 4A, in addition to oceanic waves, minute water surface fluctuations occur in the range of influence of jets. Radio wave scattering is caused by both waves and water surface fluctuations. Since the water surface fluctuation caused by the jet is close to the wavelength at which radio waves are strongly scattered, strong scattering occurs. Convergence of currents at tides (boundaries of different water quality) can also cause water surface fluctuations. Water surface fluctuations caused by jets repeatedly form and disappear, and are not always formed in the same place. Therefore, instantaneous observation results cannot separate the water surface fluctuation caused by the jet from the waves, and it is difficult to grasp the direction and velocity of the jet.

図4Bは、実施例に係るレーダによる観測結果を時間平均する効果を説明する図である。図4Bは、レーダにより周期的に得られる観測結果を平均化することによる効果のイメージを示している。外洋性波浪は、周期的変動であるため、平均化することでその値はほぼ一定値となる。このため、外洋性波浪は、レーダ画像を平均化することで、その影響を取り除くことができる。一方、噴流によって生じた水面変動の位置は、平均化することでどのエリアに生じているのかが明確になる。また、このエリアは、噴流による流れによって下流側へと移動する(水塊ごと移動する)ため、その移動を追跡することで、噴流の流向や流速を把握することができる。渦などが明確に見えるのはこのためである。噴流と海水の境界では、潮目に対応する境界が見えることがある。一方、収束域(潮目)の周辺は、逆に発散により水面が滑らかになることで散乱は小さくなり、レーダ画像上で噴流の軌跡がより明確に現れる可能性がある。このように、レーダによる観測結果を平均化することにより、水面の乱れが大きい範囲(噴流の影響範囲)を特定できる。また、乱れの範囲(水塊)は、放水流の流れにより流されるため、時間変化を追うことで、噴流の流向や流速を算出できる。 FIG. 4B is a diagram for explaining the effect of time-averaging observation results by the radar according to the embodiment. FIG. 4B shows an image of the effect of averaging observations obtained periodically by radar. Since oceanic waves are periodic fluctuations, their values become almost constant by averaging. Therefore, the effect of oceanic waves can be removed by averaging the radar images. On the other hand, by averaging the position of the water surface fluctuation caused by the jet, it becomes clear in which area it occurs. In addition, since this area moves downstream (moves together with the water mass) due to the flow of the jet, it is possible to grasp the current direction and velocity of the jet by tracking the movement. This is the reason why vortices and the like are clearly visible. At the boundary between the jet and the sea water, a boundary corresponding to the tidal line can be seen. On the other hand, around the convergence area (tidal eye), conversely, divergence makes the water surface smoother, reducing scattering, and the trajectory of the jet may appear more clearly on the radar image. By averaging the radar observation results in this way, it is possible to identify a range in which water surface turbulence is large (a jet influence range). In addition, since the range of turbulence (mass of water) is swept by the flow of the discharged water, the flow direction and flow velocity of the jet can be calculated by following the time change.

波浪を平均化し影響を除去するためには、波浪の周期(Tw)に対し十分なレーダの観測が必要となる。レーダの観測周期をTr、観測回数をNとすると、平均される波浪は、Tr×N/Tw個になる。波浪の周期的な変動を取り除くためには、少なくともTr×N>Tw/2である必要がある。すなわち、観測回数NがN>0.5×Tw/Trである必要がある。波浪の周期Twに比べて、レーダの観測周期Trが十分小さければ最低限付近の条件でも平均化が可能である。 Sufficient radar observations are required for the wave period (Tw) in order to average the waves and remove their effects. If the radar observation period is Tr and the number of observations is N, the number of waves to be averaged is Tr×N/Tw. At least Tr×N>Tw/2 should be satisfied in order to remove periodic fluctuations of waves. That is, the number of observations N must satisfy N>0.5×Tw/Tr. If the radar observation period Tr is sufficiently smaller than the wave period Tw, averaging is possible even under near-minimum conditions.

しかし、実際には、波浪の周期Twが5~15秒程度である。また、船舶用のレーダ装置は、アンテナが回転する回転式のレーダ装置であり、アンテナの回転によるレーダの観測周期Trが1~3秒程度である。このため、Tw/2ではわずか数回程度の観測結果の平均になるため十分に平均化できない。このため、例えば、船舶用のレーダ装置のような回転式のレーダ装置の場合は、平均時間は30秒程度以上が適している。 However, in reality, the wave period Tw is about 5 to 15 seconds. Further, the marine radar apparatus is a rotary radar apparatus with a rotating antenna, and the radar observation period Tr due to the rotation of the antenna is about 1 to 3 seconds. For this reason, Tw/2 is an average of observation results of only several times, and cannot be sufficiently averaged. For this reason, for example, in the case of a rotary radar system such as a marine radar system, an average time of about 30 seconds or more is suitable.

一方、噴流の明確化には、平均時間が長いほど有利であるが、平均時間が長くなればなるほど、噴流によって生じる流動も平均化されてしまう。そのため、噴流の現象を確認する上では、現象の時間変化に対して短い平均時間を設定する必要がある。 On the other hand, a longer averaging time is advantageous for clarification of the jet, but the longer the averaging time, the more the flow caused by the jet is averaged. Therefore, in confirming the jet phenomenon, it is necessary to set a short averaging time with respect to the temporal change of the phenomenon.

噴流の観測に最適な平均時間は、観測する噴流の流速、流向変化の速度、観測対象とする現象に依存する。本願発明者は、平均画像を算出する平均時間を様々変化させて平均画像を算出し、それぞれの平均画像を検証した。図5A~図5Gは、実施例に係る平均画像の一例を示す図である。図5Aは、平均時間を10秒とした平均画像である。図5Bは、平均時間を30秒とした平均画像である。図5Cは、平均時間を1分とした平均画像である。図5Dは、平均時間を5分とした平均画像である。図5Eは、平均時間を10分とした平均画像である。図5Fは、平均時間を15分とした平均画像である。図5Gは、平均時間を30分とした平均画像である。 The optimal averaging time for observing a jet depends on the velocity of the jet to be observed, the speed of change in flow direction, and the phenomenon to be observed. The inventor of the present application calculated the average image by variously changing the average time for calculating the average image, and verified each average image. 5A to 5G are diagrams showing examples of average images according to the embodiment. FIG. 5A is an average image with an average time of 10 seconds. FIG. 5B is an average image with an average time of 30 seconds. FIG. 5C is an average image with an average time of 1 minute. FIG. 5D is an average image with an average time of 5 minutes. FIG. 5E is an average image with an average time of 10 minutes. FIG. 5F is an average image with an average time of 15 minutes. FIG. 5G is an average image with an average time of 30 minutes.

平均時間を様々変化させた結果、平均時間は、1分~10分が好ましいことが判明した。例えば、図5A、図5Bに示すように、平均時間を10秒、30秒とした場合は、平均画像に波浪の像が残っており、放水口から放出した温排水の噴流による水面変動の像と波浪の像との判別し難い部分がある。また、図5F、図5Gに示すように、平均時間を15分、30分とした場合は、波浪が平均化されて平均画像で波浪の像が消えるものの、噴流の細部が不鮮明となり、噴流の挙動解析が難しくなる。一方、図5C-図5Eに示すように、平均時間を1分、5分、10分とした場合は、平均画像で噴流の流動や渦などを確認でき、噴流の挙動を解析できる。 As a result of varying the averaging time, it was found that the averaging time is preferably 1 to 10 minutes. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, when the averaging time is set to 10 seconds and 30 seconds, the image of the wave remains in the average image, and the image of the water surface fluctuation due to the hot water jet discharged from the water outlet. There is a part where it is difficult to distinguish between the image and the image of waves. As shown in FIGS. 5F and 5G, when the averaging time is set to 15 minutes and 30 minutes, the waves are averaged and the image of the waves disappears in the average image, but the details of the jet become unclear, and the jet becomes unclear. Behavior analysis becomes difficult. On the other hand, as shown in FIGS. 5C to 5E, when the averaging time is set to 1 minute, 5 minutes, and 10 minutes, the flow and eddies of the jet can be confirmed in the average image, and the behavior of the jet can be analyzed.

図2に戻る。算出部41は、取得部40により取得したデータにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、1分~10分の間に設定した平均時間ごとに平均化した平均画像を算出する。例えば、平均時間を5分とする。算出部41は、記憶部23に記憶された観測データ30からレーダ画像を観測時間の順に読み出し、観測時間で5分経過するごとに、5分間の間の各レーダ画像を平均化した平均画像を算出する。このようにレーダ画像を平均化することにより、平均画像では、噴流の影響範囲を像として特定できる。 Return to FIG. The calculation unit 41 calculates an average image by averaging the radar images represented by the data acquired by the acquisition unit 40 for each average time set between 1 minute and 10 minutes in order of observation time. For example, let the average time be 5 minutes. The calculation unit 41 reads radar images from the observation data 30 stored in the storage unit 23 in order of observation time, and calculates an average image obtained by averaging each radar image for 5 minutes each time 5 minutes of the observation time elapse. calculate. By averaging the radar images in this way, it is possible to identify the range of influence of the jet as an image in the average image.

出力部42は、算出部41により算出した平均画像に基づく情報を出力する。例えば、出力部42は、算出部41により算出した平均画像を表示部22に出力する。なお、出力部42は、平均画像のデータを記憶部23に出力して記憶させてもよい。また、出力部42は、平均画像のデータを外部装置へ出力してもよい。 The output unit 42 outputs information based on the average image calculated by the calculation unit 41 . For example, the output section 42 outputs the average image calculated by the calculation section 41 to the display section 22 . Note that the output unit 42 may output the average image data to the storage unit 23 for storage. Also, the output unit 42 may output the average image data to an external device.

なお、算出部41は、平均画像から噴流の解析をさらに行ってもよい。例えば、算出部41は、順に算出される平均画像の像の時間変化を追跡することで、噴流の流向、流速の一方又は両方をさらに算出してもよい。また、算出部41は、順に得られる平均画像から海域での噴流が流れる範囲を特定することで、温排水による水温上昇範囲を特定してもよい。出力部42は、平均画像に基づく情報として、噴流の流向、流速の一方又は両方や、特定した水温上昇範囲を表示部22に出力してもよい。 Note that the calculation unit 41 may further analyze the jet flow from the average image. For example, the calculation unit 41 may further calculate one or both of the flow direction and the flow velocity of the jet by tracking the time change of the sequentially calculated average images. Further, the calculation unit 41 may specify the water temperature rise range due to the warm drainage by specifying the range in which the jet flows in the sea area from the average image obtained in sequence. The output unit 42 may output to the display unit 22 one or both of the flow direction and flow velocity of the jet, or the specified water temperature rise range, as information based on the average image.

このように、観測装置12は、レーダ装置11により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得し、取得したデータにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出し、算出した平均画像に基づく情報を出力する。これにより、観測装置12は、波浪とは異なる水面変動を観測することができる。本実施例では、波浪とは異なる水面変動を観測することで、噴流を観測できる。例えば、発電所では、観測者が観測装置12を用いて放水口から放出される温排水の噴流を観測することで、温排水による水温上昇範囲を推定できる。これにより、放水口の位置が適切かを判断できる。また、例えば、温排水による水温上昇範囲が周辺の水産資源や水生生物に影響を与えることが強く懸念される場合、影響が及ばないような発電所の発電量の調整の判断に利用することもできる。 In this way, the observation device 12 obtains data of radar images obtained by periodically observing the sea area to be observed by the radar device 11, and arranges the radar images indicated by the obtained data in the order of the observed observation time at predetermined intervals. An average image averaged for each averaging time is calculated, and information based on the calculated average image is output. Thereby, the observation device 12 can observe water surface fluctuations different from waves. In this embodiment, a jet can be observed by observing water surface fluctuations that are different from waves. For example, in a power plant, an observer can use the observation device 12 to observe a jet of hot water discharged from a water outlet, thereby estimating the range of water temperature rise caused by hot water. This makes it possible to determine whether the position of the water outlet is appropriate. In addition, for example, if there is a strong concern that the range of water temperature rise due to thermal discharge will affect the surrounding marine resources and aquatic organisms, it can be used to determine the adjustment of the power generation amount of the power plant so that the impact will not affect. can.

[処理の流れ]
実施例に係る観測装置12が実施する観測処理の流れについて説明する。図6、実施例に係る観測処理の手順の一例を示すフローチャートである。この観測処理は、所定のタイミング、例えば、操作部21に対して観測処理の開始を指示する所定操作が行われたタイミングで実行される。
[Process flow]
A flow of observation processing performed by the observation device 12 according to the embodiment will be described. FIG. 6 is a flow chart showing an example of the procedure of observation processing according to the embodiment. This observation process is executed at a predetermined timing, for example, at a timing when a predetermined operation for instructing the operation unit 21 to start the observation process is performed.

取得部40は、レーダ装置11により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得する(ステップS10)。例えば、取得部40は、レーダ装置11又は観測データを記憶した外部装置から観測データを取得し、取得した観測データを観測データ30として記憶部23に格納する。 The acquisition unit 40 acquires radar image data obtained by periodically observing the sea area to be observed by the radar device 11 (step S10). For example, the acquisition unit 40 acquires observation data from the radar device 11 or an external device that stores the observation data, and stores the acquired observation data as the observation data 30 in the storage unit 23 .

算出部41は、取得したデータにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出する(ステップS11)。例えば、算出部41は、記憶部23に記憶された観測データ30からレーダ画像を観測時間の順に読み出し、平均時間ごとに、観測時間が平均時間内となる各レーダ画像を平均化した平均画像を算出する。 The calculation unit 41 calculates an average image by averaging the radar images indicated by the acquired data for each predetermined average time in order of observation time (step S11). For example, the calculation unit 41 reads the radar images from the observation data 30 stored in the storage unit 23 in order of observation time, and calculates an average image obtained by averaging the radar images whose observation time is within the average time for each average time. calculate.

出力部42は、算出した平均画像に基づく情報を出力し(ステップS12)、処理を終了。例えば、出力部42は、算出部41により算出した平均画像を表示部22に出力する。 The output unit 42 outputs information based on the calculated average image (step S12), and ends the process. For example, the output section 42 outputs the average image calculated by the calculation section 41 to the display section 22 .

[効果]
このように、本実施例に係る観測装置12は、レーダ装置11により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得する。観測装置12は、取得したデータにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出する。観測装置12は、算出した平均画像に基づく情報を出力する。これにより、観測装置12は、波浪とは異なる水面変動を観測することができる。本実施例では、波浪とは異なる水面変動を観測することで、噴流を観測できる。
[effect]
In this manner, the observation device 12 according to the present embodiment acquires radar image data obtained by periodically observing the sea area to be observed by the radar device 11 . The observation device 12 calculates an average image by averaging the radar images indicated by the acquired data for each predetermined average time in order of observation time. The observation device 12 outputs information based on the calculated average image. Thereby, the observation device 12 can observe water surface fluctuations different from waves. In this embodiment, a jet can be observed by observing water surface fluctuations that are different from waves.

また、観測装置12は、平均時間を1分~10分の何れか時間とする。これにより、観測装置12は、平均画像で波浪の影響を抑えつつ、波浪とは異なる水面変動の像を得ることができる。本実施例では、鮮明な噴流の像を得ることができる。 Also, the observation device 12 sets the average time to any one of 1 minute to 10 minutes. As a result, the observation device 12 can obtain an image of water surface fluctuations different from waves while suppressing the influence of waves on the average image. In this embodiment, a clear jet image can be obtained.

また、レーダ装置11は、Xバンド、Cバンド、Sバンド、Lバンドの何れかの電波を用いて観測対象の海域を周期的に観測する。これにより、レーダ装置11は、波浪や噴流による水面形状を検知でき、波浪による水面変動や、噴流によって発生した、波浪とは異なる水面変動を観測したレーダ画像を得ることができる。 Also, the radar device 11 periodically observes the observation target sea area using radio waves of any one of the X band, C band, S band, and L band. As a result, the radar device 11 can detect the shape of the water surface caused by waves and jets, and can obtain radar images that observe water surface fluctuations caused by waves and water surface fluctuations caused by jets that are different from waves.

また、レーダ装置11は、Xバンド又はSバンドの電波を用いた船舶用のレーダ装置とする。これにより、一般的に流通する船舶用のレーダ装置を用いて噴流の観測を実現できる。 The radar device 11 is assumed to be a marine radar device using X-band or S-band radio waves. As a result, it is possible to observe the jet using a generally available marine radar device.

また、観測装置12は、平均画像を出力する。これにより、観測装置12は、平均画像から波浪とは異なる水面変動を観測することができる。本実施例では、平均画像から波浪とは異なる水面変動を観測することで、平均画像から噴流を観測できる。 The observation device 12 also outputs an average image. Thereby, the observation device 12 can observe water surface fluctuations different from waves from the average image. In this embodiment, a jet can be observed from the average image by observing water surface fluctuations different from waves from the average image.

また、観測装置12は、算出した平均画像で散乱が得られる領域の時間変化を追跡することで、噴流の流向、流速の一方又は両方を算出する。観測装置12は、算出した噴流の流向や流速を出力する。これにより、観測装置12は、噴流の流向や流速を報知できる。 In addition, the observation device 12 calculates one or both of the flow direction and flow velocity of the jet by tracking the temporal change in the area where scattering is obtained in the calculated average image. The observation device 12 outputs the calculated flow direction and flow velocity of the jet. Thereby, the observation device 12 can report the flow direction and flow velocity of the jet.

さて、これまで開示の装置に関する実施例について説明したが、開示の技術は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では、本発明に含まれる他の実施例を説明する。 Now, the embodiments of the disclosed apparatus have been described so far, but the disclosed technology may be implemented in various different forms other than the embodiments described above. Therefore, other embodiments included in the present invention will be described below.

例えば、上記の実施例では、波浪とは異なる水面変動を観測することで、発電所の放水口から放出された温排水の噴流を観測する場合を例に説明したが、開示の装置はこれに限定されない。噴流は、温排水に限定されず、放水先の海域と同じ温度や低い温度の排水であっても同様に観測できる。また、発電所での噴流の観測に限定されるものではなく、様々な場所、施設での噴流の観測に利用できる。 For example, in the above embodiment, by observing water surface fluctuations different from waves, the case of observing a jet of thermal wastewater discharged from the outlet of a power plant was explained as an example. Not limited. The jet flow is not limited to warm effluent, and can be observed in the same way even if the effluent is at the same temperature as or lower than the target sea area. In addition, it is not limited to observation of jets at power plants, but can be used for observation of jets at various places and facilities.

また、上記の実施例では、波浪とは異なる水面変動を観測することで、噴流を観測する場合を例に説明したが、開示の装置はこれに限定されない。例えば、火山性のガスが海底に貯留されている場合、ガスが漏出すると、発泡が生じ、水面に波浪とは異なる水面変動が出現することがある。開示の技術は、このような水面変動の観測にも適用できる。また、二酸化炭素を地層中に貯留するCCS(Carbon dioxide Capture and Storage)では、同様にガスの漏出の検出が課題となっている。開示の技術は、波浪とは異なる水面変動を観測することで、例えば、海底でのガスの漏出を観測できる。 Further, in the above-described embodiment, a case of observing a jet stream by observing water surface fluctuations different from waves has been described as an example, but the disclosed apparatus is not limited to this. For example, when volcanic gas is stored on the seabed, when the gas leaks, foaming occurs, and water surface fluctuations different from waves may appear on the water surface. The technology disclosed can also be applied to such observation of water surface fluctuations. Also, in CCS (Carbon dioxide Capture and Storage) that stores carbon dioxide in geological formations, detection of gas leakage is similarly a problem. The technology disclosed can observe, for example, gas leakage at the seabed by observing water surface fluctuations that are different from waves.

また、上記の実施例では、算出部41が、観測データ30からレーダ画像を観測時間の順に読み出し、平均時間ごとに、観測時間がそれぞれの平均時間内となる各レーダ画像を平均化した平均画像を算出する場合を例に説明した。しかし、開示の装置はこれに限定されない。例えば、算出部41は、観測データ30の各レーダ画像について、平均を求める開始時間を一定時間ずつずらしながら、観測時間が開始時間から平均時間内となる各レーダ画像を平均化した平均画像を算出してもよい。一定時間を平均時間よりも短くすることで、平均時間を重複させて平均画像を算出できる。平均時間を重複させた平均画像を連続して表示した場合、噴流の変化をより滑らかに表示できる。 Further, in the above embodiment, the calculation unit 41 reads the radar images from the observation data 30 in order of observation time, and for each average time, an average image obtained by averaging each radar image whose observation time is within the respective average time. The case of calculating is described as an example. However, the disclosed apparatus is not so limited. For example, the calculation unit 41 calculates an average image by averaging radar images whose observation time is within the average time from the start time while shifting the start time for obtaining the average for each radar image of the observation data 30 by a fixed time. You may By making the fixed time shorter than the average time, the average image can be calculated by overlapping the average times. When averaging images with overlapping averaging times are displayed consecutively, changes in the jet flow can be displayed more smoothly.

また、上述したように、平均画像を算出する最適な平均時間は、波浪条件、レーダの観測条件、噴流の条件に依存する。これに加え波浪による散乱強度も影響する。つまり、外洋の波浪による散乱がそもそも小さい場合(波があまり発達していない状況)では、噴流による水面変動など、波浪とは異なる水面変動の観測に及ぼす影響が小さいため、平均時間を長く設定する必要はない。波浪による散乱が卓越している場合は、波浪の周期により、適切な平均時間を設定する必要がある。算出部41は、観測対象の海域の状況、観測の際の気象条件に応じて平均時間を変更してもよい。例えば、算出部41は、観測対象の海域の波浪による散乱が大きい場合、平均時間を長く変更し、観測対象の海域の波浪による散乱が小さい場合、平均時間を短く変更してもよい。また、算出部41は、観測の際の気象条件として風速を取得し、風速が大きい場合、平均時間を長く変更し、風速が小さい場合、平均時間を短く変更してもよい。また、平均時間は、操作部21など外部から手動で設定可能としてもよい。 Further, as described above, the optimum averaging time for calculating the average image depends on wave conditions, radar observation conditions, and jet conditions. In addition to this, the intensity of scattering caused by waves also has an effect. In other words, if the scattering due to waves in the open ocean is small to begin with (situations where waves are not very developed), the averaging time should be set long because the impact on the observation of water surface fluctuations other than waves, such as water surface fluctuations due to jets, is small. No need. If scattering due to waves is dominant, it is necessary to set an appropriate averaging time according to the period of the waves. The calculation unit 41 may change the average time according to the conditions of the sea area to be observed and the weather conditions at the time of observation. For example, the calculation unit 41 may increase the averaging time when scattering due to waves in the observation target sea area is large, and may shorten the averaging time when scattering due to waves in the observation target sea area is small. In addition, the calculation unit 41 may obtain the wind speed as a weather condition at the time of observation, and increase the averaging time when the wind speed is high, and shorten the averaging time when the wind speed is low. Also, the average time may be set manually from outside such as the operation unit 21 .

また、上記の実施例では、レーダ装置11と観測装置12とによるシステム構成とした観測システム10により噴流を観測する場合について説明した。しかし、開示の装置はこれに限定されない。例えば、レーダ装置11と観測装置12を一体として観測装置を構成してもよい。この場合、レーダ装置11に対応する部分が本開示の取得部に対応する。 Further, in the above embodiment, the case where the observation system 10 configured by the radar device 11 and the observation device 12 observes the jet has been described. However, the disclosed apparatus is not so limited. For example, the radar device 11 and the observation device 12 may be integrated to form an observation device. In this case, the part corresponding to the radar device 11 corresponds to the acquisition unit of the present disclosure.

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的状態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、取得部40、算出部41及び出力部42の各処理部が適宜統合されてもよい。また、各処理部の処理が適宜複数の処理部の処理に分離されてもよい。さらに、各処理部にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。 Also, each component of each device illustrated is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific state of distribution/integration of each device is not limited to the illustrated one, and all or part of them can be functionally or physically distributed/integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured. For example, the processing units of the acquisition unit 40, the calculation unit 41, and the output unit 42 may be appropriately integrated. Also, the processing of each processing unit may be separated into the processing of a plurality of processing units as appropriate. Further, each processing function performed by each processing unit may be implemented in whole or in part by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be implemented as hardware based on wired logic. .

[観測プログラム]
また、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムで実行することによって実現することもできる。そこで、以下では、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータシステムの一例を説明する。図7は、観測プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
[Observation program]
Further, the various processes described in the above embodiments can also be realized by executing a prepared program on a computer system such as a personal computer or workstation. Therefore, an example of a computer system that executes a program having functions similar to those of the above embodiments will be described below. FIG. 7 is a diagram showing a computer that executes an observation program.

図7に示すように、コンピュータ300は、CPU(Central Processing Unit)310、HDD(Hard Disk Drive)320、RAM(Random Access Memory)340を有する。これら300~340の各部は、バス400を介して接続される。 As shown in FIG. 7, the computer 300 has a CPU (Central Processing Unit) 310 , an HDD (Hard Disk Drive) 320 and a RAM (Random Access Memory) 340 . Each part of these 300 to 340 is connected via a bus 400 .

HDD320には上記の取得部40、算出部41及び出力部42と同様の機能を発揮する観測プログラム320aが予め記憶される。なお、観測プログラム320aについては、適宜分離してもよい。 The HDD 320 stores in advance an observation program 320a that exhibits the same functions as those of the acquisition unit 40, the calculation unit 41, and the output unit 42 described above. Note that the observation program 320a may be separated as appropriate.

また、HDD320は、各種情報を記憶する。例えば、HDD320は、上述の観測データ30などの各種データを記憶する。 HDD 320 also stores various information. For example, the HDD 320 stores various data such as the observation data 30 described above.

そして、CPU310が、観測プログラム320aをHDD320から読み出して実行することで、実施例の各処理部と同様の動作を実行する。すなわち、観測プログラム320aは、取得部40、算出部41及び出力部42と同様の動作を実行する。 Then, the CPU 310 reads the observation program 320a from the HDD 320 and executes it, thereby executing the same operation as each processing unit of the embodiment. That is, the observation program 320a performs the same operations as those of the acquisition unit 40, the calculation unit 41, and the output unit 42. FIG.

なお、上記した観測プログラム320aについては、必ずしも最初からHDD320に記憶させることを要しない。 Note that the observation program 320a described above does not necessarily have to be stored in the HDD 320 from the beginning.

例えば、コンピュータ300に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD-ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」にプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。 For example, the program is stored in a “portable physical medium” such as a flexible disk (FD), CD-ROM, DVD disk, magneto-optical disk, IC card, etc. inserted into the computer 300 . Then, the computer 300 may read and execute the programs from these.

さらには、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ300に接続される「他のコンピュータ(又はサーバ)」などにプログラムを記憶させておく。そして、コンピュータ300がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。 Furthermore, the program is stored in "another computer (or server)" or the like connected to the computer 300 via a public line, Internet, LAN, WAN, or the like. Then, the computer 300 may read and execute the programs from these.

10 観測システム
11 レーダ装置
12 観測装置
20 外部インターフェース部
21 操作部
22 表示部
23 記憶部
24 制御部
30 観測データ
40 取得部
41 算出部
42 出力部
10 Observation System 11 Radar Device 12 Observation Device 20 External Interface Part 21 Operation Part 22 Display Part 23 Storage Part 24 Control Part 30 Observation Data 40 Acquisition Part 41 Calculation Part 42 Output Part

Claims (10)

0.01m~2mの波長の電波を用いたレーダ装置により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得し、
取得した前記データにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出し、
算出した前記平均画像に基づく情報を出力する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする観測プログラム。
Acquiring radar image data obtained by periodically observing the sea area to be observed by a radar device using radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m,
Calculating an average image by averaging the radar image indicated by the acquired data for each predetermined average time in order of observation time,
An observation program that causes a computer to execute a process of outputting information based on the calculated average image.
前記平均時間は、1分~10分の何れか時間である
ことを特徴とする請求項1に記載の観測プログラム。
2. The observation program according to claim 1, wherein the average time is any one of 1 minute to 10 minutes.
前記レーダ装置は、Xバンド、Cバンド、Sバンド、Lバンドの何れかの電波を用いて前記観測対象の海域を周期的に観測する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の観測プログラム。
3. The observation program according to claim 1, wherein the radar device periodically observes the sea area to be observed using radio waves of any one of X band, C band, S band, and L band. .
前記レーダ装置は、Xバンド又はSバンドの電波を用いた船舶用のレーダ装置である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の観測プログラム。
The observation program according to claim 1 or 2, wherein the radar device is a marine radar device using X-band or S-band radio waves.
前記出力する処理は、前記平均画像を出力する
ことを特徴とする請求項1~4の何れか1つに記載の観測プログラム。
The observation program according to any one of claims 1 to 4, wherein the output processing outputs the average image.
算出した前記平均画像で散乱が得られる領域の時間変化を追跡することで、噴流の流向、流速の一方又は両方を算出する処理をさらにコンピュータに実行させ、
前記出力する処理は、算出した噴流の流向、流速の一方又は両方を出力する
ことを特徴とする請求項1~5の何れか1つに記載の観測プログラム。
causing the computer to further execute a process of calculating one or both of the flow direction and flow velocity of the jet by tracking the temporal change in the area where scattering is obtained in the calculated average image;
The observation program according to any one of claims 1 to 5, wherein the output processing outputs one or both of the calculated flow direction and flow velocity of the jet.
前記観測対象の海域の状況、観測の際の気象条件に応じて前記平均時間を変更する処理をさらにコンピュータに実行させる
ことを特徴とする請求項1~6の何れか1つに記載の観測プログラム。
The observation program according to any one of claims 1 to 6, further causing a computer to execute a process of changing the average time according to the situation of the sea area to be observed and the weather conditions at the time of observation. .
0.01m~2mの波長の電波を用いたレーダ装置により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得し、
取得した前記データにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出し、
算出した前記平均画像に基づく情報を出力する
処理をコンピュータが実行することを特徴とする観測方法。
Acquiring radar image data obtained by periodically observing the sea area to be observed by a radar device using radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m,
Calculating an average image by averaging the radar image indicated by the acquired data for each predetermined average time in order of observation time,
An observation method, wherein a computer executes a process of outputting information based on the calculated average image.
0.01m~2mの波長の電波を用いたレーダ装置により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得する取得部と、
前記取得部により取得した前記データにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出する算出部と、
前記算出部により算出した前記平均画像に基づく情報を出力する出力部と、
を有することを特徴とする観測装置。
an acquisition unit that acquires radar image data obtained by periodically observing a sea area to be observed by a radar device that uses radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m;
a calculation unit that calculates an average image obtained by averaging the radar images indicated by the data acquired by the acquisition unit for each predetermined average time in order of observation time;
an output unit that outputs information based on the average image calculated by the calculation unit;
An observation device characterized by having
0.01m~2mの波長の電波を用いて周期的に観測し、観測したレーダ画像のデータを生成するレーダ装置と、
前記レーダ装置により観測対象の海域を周期的に観測したレーダ画像のデータを取得する取得部、前記取得部により取得した前記データにより示されるレーダ画像を、観測した観測時間の順に、所定の平均時間ごとに平均化した平均画像を算出する算出部、及び、前記算出部により算出した前記平均画像に基づく情報を出力する出力部を有する観測装置と、
を備えたことを特徴とする観測システム。
A radar device that periodically observes using radio waves with a wavelength of 0.01 m to 2 m and generates data of the observed radar image;
an acquisition unit for acquiring data of radar images obtained by periodically observing a sea area to be observed by the radar apparatus; an observation device having a calculation unit that calculates an average image averaged for each, and an output unit that outputs information based on the average image calculated by the calculation unit;
An observation system comprising:
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