ユーザー事例
National Water Model: 未来の予測
米国では、洪水災害は、生命と財産の損失という点で最も費用のかかる自然災害の 1 つになっています。 過去 20 年間で、米国大統領が行った大規模災害宣言の 60 パーセント近くが洪水に関するものであり、少なくともその 20 件は 10 億ドルを超える損害をもたらしました。
水量予測の現在の基盤は、米国地質調査所 (USGS) が管理する 8,000 弱ある水位計のネットワークです。 水位計はリアルタイムの水位データを提供し、予測担当者はこのデータを使用して、水位計の上流と下流の水位特性を予測します。 既存の水位計のネットワークは、最も包括的な水量予測を生成するように組織的に設計されていますが、現在、米国の河川の総マイル数の 3 パーセントのみが水位計の下流です (図 1)。 これは、特に洪水時に、明らかなサービス ギャップがあることを示しています。
アメリカ海洋大気庁 (NOAA) は、水資源の予測とマッピングを強化する要望と必要性に直面して、21 世紀の水量予測の見方である National Water Model (NWM) を介して国の水量予測能力の変革に着手しました。 NWM は、高度なモデリング機能、正確な地形マッピング、および (USGS 水位計からの) リアルタイムの観測値を組み合わせて、客観的で事実に則した「道路レベル」の流量予測を、全国 270 万の河川 (図 2) または 330 万マイルに及ぶ水路に対して作成します。
この NWM の進化は、NOAA と Esri とのパートナーシップによるものです。 2014 年から、NOAA の Office of Water Prediction (OWP) は、Esri のエンジニアと協力して、NWM をサポートする地理空間活動の研究開発や、解析データ サービスの開発の原動力となるエンタープライズ地理情報システム (EGIS) の概念を探求してきました。 これは、モデルの開発だけでなく、モデルの出力から収集できるインテリジェンスの探索にも役立ちます。 この EGIS は、2016 年に Esri Enterprise Advantage Program (EEAP) と、NOAA/国立気象台 (NWS) の National Water Center (NWC) での ArcGIS Enterprise の配置によって実現しました。 このシステムは現在導入されており、フロントエンドのポータルと一連の ArcGIS Server サイトが含まれています。
2018 年 3 月 6 日、NOAA は National Water Model のバージョン 1.2 を実装しました。これは、以前のバージョンの成功を基盤に構築され、流量解析と予測の精度が向上しています。 高精度化の一因は、モデルに融合された観測地点の数が大幅に増えたことです。追加された 680 個の USGS 水位計 (約 10 パーセントの増加) が、モデルの流量のシミュレーションの向上に貢献しています。 その結果、バージョン 1.2 による精度の向上は、日常的な水量管理と影響の大きなイベント時の意思決定の両方に利益をもたらします。 EGIS は、実験データ サービスのテストと開発に使用されています。これらのサービスは、現在および予測される水資源の状態に関して NWS River Forecast Centers が行う定期的な水文学的な発表をサポートしています。 NWC の EGIS は、エンド ユーザーのために NWM の出力を配置する一連のマップ サービスと Web アプリのハブでもあります。
次の National Water Model のバージョン 2.0 は 2019 年初頭にリリースされる予定です。 バージョン 2.0 は、ハワイを初めてカバーし、流量やその他の水文学的ガイダンスを、予測担当者、緊急時対応要員、水資源管理者、島のその他のユーザーに提供します。 また、これは気象、水域、気候に関する事業への取り組みにおける大きな前進でもあり、Weather Ready Nation を作成するという国立気象台のビジョンの重要な要素です。 バージョン 2.0 アップグレードの一環として、National Water Model のコードは一連の取得可能なライブラリに編成され、連邦政府の外部のユーザーが自由に使用できるようになります。 このコミュニティ開発アプローチは、地理別の付加価値があるカスタマイズされたソリューションを作成する扉を開き、保護支援のために水資源情報を必要とする人々と科学との間のギャップを縮めてくれるでしょう。
最もエキサイティングな新機能はおそらく、公式の NWS River Forecast Center の予測を一連の実験的な洪水氾濫マッピング サービスに変換するデータ サービスです。 これらの実証的サービスは、新しい影響ベースの意思決定支援サービスが水量予測に活用される時代の到来を告げるものとなるでしょう。
National Water Model は、明日の水資源の課題に対応するための飛躍的な進歩を表しています。 時間の経過とともに、また、Esri との継続的なパートナーシップによって、National Water Model の出力は、関係者のニーズの高まりに応えて、従来の水量予測を補完し、より適切かつタイムリーな予測を提供するために、国立気象台の予測担当者によって、ますます利用されるようになるでしょう。