ＣＯ２環境計測システム
【課題】システムの小型化・低価格化を図りながら的確にＣＯ2環境を計測し、この計測データを基に環境科学研究・開発に容易に有効利用できる。
【解決手段】ＣＯ2環境測定装置は、環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器１００で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、計測データの補正・校正などをした後、この計測データを小型のデータ収集用ＰＣ２００に無線でリアルタイムデータとして送信する。ＣＯ2環境測定データ利用装置は、データ収集用ＰＣで適正化した計測データがインターネット経由でサーバ３００に送信されたときにデータベース化しておき、データ閲覧用ＰＣ４００から計測データの閲覧が要求されたときに、サーバが閲覧要求に応じて計測データを加工処理してデータ閲覧用ＰＣに送信する。さらには、サーバでは計測データを使ったＣＯ2環境変化などのシミュレーションを行う。
【解決手段】ＣＯ2環境測定装置は、環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器１００で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、計測データの補正・校正などをした後、この計測データを小型のデータ収集用ＰＣ２００に無線でリアルタイムデータとして送信する。ＣＯ2環境測定データ利用装置は、データ収集用ＰＣで適正化した計測データがインターネット経由でサーバ３００に送信されたときにデータベース化しておき、データ閲覧用ＰＣ４００から計測データの閲覧が要求されたときに、サーバが閲覧要求に応じて計測データを加工処理してデータ閲覧用ＰＣに送信する。さらには、サーバでは計測データを使ったＣＯ2環境変化などのシミュレーションを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中のＣＯ2濃度などのＣＯ2環境を計測し、この計測データを情報処理装置（コンピュータ）に収集・表示およびＣＯ2環境科学研究・開発に有効利用するためのＣＯ2環境計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の計測システムとして、現在地における様々な情報を位置情報と共に取得して送信する情報取得装置と、情報通信ネットワークを介して受信した位置情報を取得情報に関連付けて登録する情報収集装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
他の計測システムとして、住宅やオフィスにおける環境を簡単かつ正確に測定する、ＵＳＢモジュール型のＣＯ2およびＯ2測定装置、および環境モニタリングシステムがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６５３７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１４５０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
（１）特許文献１によるシステム、装置では以下の問題がある。
【０００６】
・収集データの送信に電子メールを想定しており、リアルタイムの情報収集が不可能である。
【０００７】
・商用の情報通信ネットワークを利用するため、測定装置毎に通信費が発生する。
【０００８】
・様々な情報を取得可能と記載されているが、その情報源には既存の機器を想定しており、測定装置との接続は容易ではないと思われる。
【０００９】
・総じて、システム、装置を実施するには解決しなければならない技術的課題が多く、また、システム的にも大掛かりなものになるため、費用対効果を考慮すると、実施は容易ではないと思われる。
【００１０】
（２）特許文献２によるシステム、装置では以下の問題点がある。
【００１１】
・住宅やオフィスなど屋内の計測を想定しており、屋外での長期間の計測にはその保守管理に多くの手間がかかる。
【００１２】
・ＵＳＢインターフェースにより計測データの取り込みを行うため、簡便な反面、計測装置とパソコンを必ずセット（１組）で使用しなければならない。このため、多点同時計測には多数のパソコンを用意する必要があり、システムが大型化・高価になる。
【００１３】
・屋内での計測を想定しているにもかかわらず、ＧＰＳにより位置情報を取得している。しかし、基本的に屋内でのＧＰＳ測位は不可能であるため、地図上に測定データを表示することはできない。
【００１４】
・ＣＯ2センサをＵＳＢモジュールに組み込もうとしているが、現時点ではそのような超小型のＣＯ2センサは存在せず、実現は困難と思われる。
【００１５】
（３）その他の問題点
・ＣＯ2センサの校正には標準ガス（０、４００、１６００、３０００ｐｐｍなど）を使用する方法が一般的であるが、手間もコストも掛かる。
【００１６】
・ＣＯ2測定システムは十万円〜数百万円の範囲で製品化されており、一般的に大型で高価である。
【００１７】
・測定したＣＯ2濃度を地図上やグラフで表示するシステムは存在するが、静的な可視化が多く、ＣＯ2濃度の変化を動的に可視化できるようなシステムは存在しない。
【００１８】
・測定したＣＯ2濃度を基に、ＣＯ2発生源の推定や、ＣＯ2発生源／消費源の追加によるシミュレーション機能を備えたシステムは存在しない。
【００１９】
本発明の目的は、システムの小型化・低価格化を図りながら的確にＣＯ2環境を計測し、この計測データを基に環境状態判定・環境変化推定などの環境科学研究・開発に容易に有効利用できるＣＯ2環境計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、前記の課題を解決するため、ＣＯ2環境測定装置は、環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、各ＣＯ2環境測定器の計測データをそのままノートパソコンなどの小型のデータ収集用ＰＣに無線でリアルタイムデータとして送信し、さらにはＣＯ2環境測定器側で計測データの補正・校正などの計測データ適正化処理をしてデータ収集用ＰＣに送信しておく構成とし、
ＣＯ2環境測定データ利用装置は、データ収集用ＰＣで適正化した計測データがインターネット経由でサーバに送信されたときに、サーバ側で計測データをデータベース化しておき、データ閲覧用ＰＣからインターネット経由でサーバに計測データの閲覧が要求されたときに、サーバが閲覧要求に応じて計測データを加工処理してデータ閲覧用ＰＣに送信する構成とし、さらにはサーバでは計測データを使ったＣＯ2環境変化などのシミュレーションを行い、データ閲覧用ＰＣではサーバからの計測データを基に環境状態判定・環境変化推定などの環境科学研究・開発に有効利用できる構成とするもので、以下のＣＯ2環境計測システムを特徴とする。
【００２１】
（１）大気中のＣＯ2濃度などのＣＯ2環境を計測し、この計測データの収集・表示およびＣＯ2環境科学研究・開発に有効利用するためのＣＯ2環境計測システムであって、
環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、各ＣＯ2環境測定器の計測データをそのままデータ収集用ＰＣに無線でリアルタイムデータとして送信しておくＣＯ2環境測定装置と、
前記データ収集用ＰＣに収集した計測データがインターネット経由でサーバに送信されたときに、該計測データをデータベース化しておき、インターネット経由で前記計測データの閲覧が要求されたときに、この要求に応じて計測データを加工処理して該データ閲覧用ＰＣに送信するＣＯ2環境測定データ利用装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００２２】
（２）前記ＣＯ2環境測定器は、二次電池と太陽光で発電して二次電池を充電する太陽電池を電源とし、一定期間の測定時のみ該電源で駆動し、測定していない間は前記ＣＯ2環境測定器内のＣＰＵを停止させて平均消費電流を抑える省電力手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
（３）前記ＣＯ2環境測定器は、温度センサを搭載しておき、測定したＣＯ2環境計測データについて、前記温度センサによる測定温度を基に該計測データの補正演算を行っておく温度補正手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
（４）前記温度補正手段は、冷蔵庫を利用し、低温時と高温時のＣＯ2環境測定器の測定データから温度依存特性を求めておき、この特性を基に前記ＣＯ2環境測定器の測定値を補正する適正化処理手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
（５）前記温度補正手段は、標準ガスの既知のＣＯ2濃度Ｃ（ｃａｌ）と前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの関係を３次式程度の多項式で近似しておき、温度による前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの変化を２次式程度で近似して温度補正を行う適正化演算手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
（６）ＣＯ2発生源がなく比較的濃度が一定となる位置に前記ＣＯ2環境測定器を設置し、ＣＯ2濃度を清浄大気中のＣＯ2濃度に設定して該ＣＯ2環境測定器の計測値を校正する校正手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】
（７）前記ＣＯ2環境測定器は、測定した計測データを時系列に保存するフラッシュメモリを備え、無線が使用できない環境でもＣＯ2環境測定器単体でのデータの収集を行うデータ収集手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
（８）前記サーバまたは前記データ収集用ＰＣは、前記ＣＯ2環境測定装置により測定したＣＯ2環境計測値と計測点のデータを基に、観測地域の地図上にＣＯ2環境計測値を重ね合わせた表示でその確認を可能にするデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
（９）前記サーバは、
ＣＯ2環境計測値の違いを色で区別した点画像で表示する手段と、
ＣＯ2環境測定器を移動させた場合は移動経路に直線を引いて表示する手段と、
地図上に指定した位置を解析点とし、画面上の計測値グラフには解析点近隣のＣＯ2環境測定点でのＣＯ2環境計測値を補間算出し、この補間算出したＣＯ2環境計測値の時刻変化を折れ線グラフで表示する手段と、
のうち、少なくとも１つのデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３０】
（１０）前記サーバは、地図上で指定された前記解析点に表示するＣＯ2環境計測値は、近隣の測定点で測定したＣＯ2環境計測値により補間算出して表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３１】
（１１）前記サーバは、地図上で指定された任意の２点Ａ，Ｂを結ぶ直線上の標高断面図を表示し、この標高断面図上の各標高位置にＣＯ2環境計測値を色の違いで表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
（１２）前記サーバは、ＣＯ2環境計測位置・場所や環境、時刻によるＣＯ2環境計測値の変化を、アニメーションで動的に表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３３】
（１３）前記サーバは、環境計測領域に、ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を追加設定した場合のＣＯ2環境計測値変化をシミュレーションするシミュレーション処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３４】
（１４）前記シミュレーション処理手段は、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源の発生量または消費量情報と、発生源または消費源から離れることによる発生量または消費量の減少割合情報をパラメータとして設定する手段と、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を、地図上の任意の地点に指定したときの位置情報（緯度、経度）を求める手段と、
前記指定されたＣＯ2環境要因の発生源または消費源の近隣のＣＯ2環境計測点について、前記位置情報より計測点と発生源または消費源との距離を求め、計測点のＣＯ2環境要因の実測値、計測点と発生源または消費源との距離による減少率、発生源または消費源のＣＯ2環境要因の発生量または消費量より、計測点におけるＣＯ2環境要因のシミュレーション値を求める手段と、
上記のシミュレーション値を求める処理を、ＣＯ2環境の測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する手段と、
上記繰り返し処理により、全ての計測点について時系列のＣＯ2環境計測値のシミュレーション値を求めてアニメーション表示する手段と、
を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態になるＣＯ2環境計測システムの全体構成図。
【図２】ＣＯ2環境測定器１００の内部構成図。
【図３】ＣＯ2環境測定器１００の外観図。
【図４】ＣＯ2センサの簡易補正処理フロー。
【図５】ＣＯ2センサの簡易校正処理フロー。
【図６】データ閲覧用ＰＣ４００によるＣＯ2濃度測定結果の表示例。
【図７】データ閲覧用ＰＣ４００によるＣＯ2濃度測定結果の表示処理フロー。
【図８】ＣＯ2濃度計測値の補間処理フロー。
【図９】ＣＯ2濃度計測値の補間値の算出例。
【図１０】ＣＯ2濃度の標高断面の表示例。
【図１１】ＣＯ2濃度の標高断面図の表示処理フロー。
【図１２】ＣＯ2濃度のグラディエーション表示例。
【図１３】ＣＯ2濃度の時刻変化のアニメーション表示処理フロー。
【図１４】測定領域のメッシュ分割の例。
【図１５】ＣＯ2濃度変化のシミュレーション処理フロー。
【図１６】ＣＯ2消費源の追加によるシミュレーション結果の画像例。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、ＣＯ2環境計測システムの全体構成を示す。ＣＯ2環境計測システムは、ＣＯ2環境測定装置とＣＯ2環境測定データ利用装置で構築される。
【００３７】
ＣＯ2環境測定装置は、環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器と各ＣＯ2環境測定器からの出力データを無線通信回線を介して収集するデータ収集用ＰＣから構成される。
ＣＯ2環境測定データ利用装置は、データ収集用ＰＣで収集した各ＣＯ2環境測定器からの出力データをインターネットを介してデータベースへ保存するサーバとインターネットを介してサーバの諸機能を利用するデータ閲覧用ＰＣから構成される。
ＣＯ2環境測定器１００は、ＣＯ2環境の測定部位として定められた各位置に設置または移動され、その位置におけるＣＯ2濃度、温度、湿度などを自動的に連続的または定期的に計測した後、計測した温度や湿度によりＣＯ2濃度計測値の適正化処理を行う。さらにＣＯ2環境測定器１００は、ＧＰＳを利用し時刻情報（計測日時情報）と計測位置情報を抽出した後、ＣＯ2環境情報（適正化処理後のＣＯ2濃度）と属性情報（ＣＯ2環境測定器番号、計測位置情報、計測日時情報）をＣＯ2環境測定器１００の出力データとして、データ収集用ＰＣ２００へ無線送信する。なお、ＺｉｇＢｅｅなどのマルチホップ／メッシュ型の無線ネットワークを採用した場合、ＣＯ2環境測定器１００の出力データは、複数の他ＣＯ2環境測定器１００を経由してデータ収集用ＰＣ２００へ送信される。
データ収集用ＰＣ２００は、各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データを公衆または専用の無線通信回線を介して受信し、各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データの収集・保存・送信・簡易表示を可能とする。また、データ収集用ＰＣ２００に保存された各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データはインターネットを介してサーバ３００に送信され、サーバ３００のデータベースに蓄積される。
サーバ３００は、データ収集用ＰＣ２００に保存された各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データをインターネットを介してデータベースに蓄積する。また、サーバ３００はデータベースに蓄積した各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データを基に計測点表示・補間処理・標高断面表示などのデータ加工処理を行うデータ加工処理機能とＣＯ2環境変化などのシミュレーションを行うシミュレーション機能を持つ。これらの機能は、データ閲覧用ＰＣからインターネットを介してサーバ３００に計測データ（ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データの内、ＣＯ2濃度測定器番号以外のデータ）の閲覧要求に応じて起動し、データ加工処理結果、または、シミュレーション結果をインターネットを介してデータ閲覧用ＰＣ４００へ送信することにより終了する。
【００３８】
データ閲覧用ＰＣ４００は、インターネットを介してサーバ３００に計測データの閲覧要求を行い、サーバ３００からインターネットを介してデータ閲覧用ＰＣ４００へ送信されるデータ加工処理結果、または、シミュレーション結果を受信し、データ閲覧用ＰＣ４００上に表示する。
【００３９】
このようなＣＯ2環境計測システムは、データ収集用ＰＣ２００やサーバ３００などを構成するコンピュータ資源を利用したソフトウェアの搭載によってその機能を実現し、システムの小型化・低価格化を図りながらＣＯ2環境の計測を的確にし、サーバとインターネット経由で接続できる環境にあるデータ閲覧用ＰＣ４００では、いつでもどこでも計測データを閲覧することができ、ＣＯ2環境状態判定・環境変化推定などの環境科学研究・開発に有効利用できる。具体的には、地球温暖化の原因とされるＣＯ2の削減等に寄与するための以下の分野での利用ができる。
【００４０】
・低炭素社会実現のための環境教育分野
・ＣＯ2削減対策の基礎データとなる定点測定・移動測定による研究分野
・建設施工分野におけるＣＯ2測定
・省ＣＯ2型都市計画の基礎データ測定
・炭酸ガス施用による栽培・園芸などの農業分野
以下、ＣＯ2環境測定装置とＣＯ2環境測定データ利用装置について詳細に説明する。
【００４１】
（１）ＣＯ2環境測定装置
図２は、ＣＯ2環境測定器１００の構成図である。ＣＯ2環境測定器１００は、その設置位置でのＣＯ2濃度と温度および湿度を測定するため、ＣＯ2センサ１１と温度センサ１２と湿度センサ１３を搭載する。さらに、ＧＰＳ電波を受信するためのＧＰＳモジュール（受信機）１４と、計測データ等をデータ収集用ＰＣ２００側に送信するための無線モジュール１５および無線アンテナ１６と、各センサの計測値取得処理とＧＰＳデータの取得処理及びこれらデータによる適正化処理をして無線送信処理をするマイコン１７と、温度補正・校正操作スイッチ１７Ａ、１７Ｂおよび測定データ保存用のフラッシュメモリ１７Ｃを搭載する。さらにまた、各構成要素に必要な電源を無停電供給する二次電池１８と太陽電池１９を搭載する。
【００４２】
ＣＯ2環境測定器１００に搭載されるマイコン１７は、ＧＰＳモジュール１４、ＣＯ2センサ１１、温度センサ１２、湿度センサ１３からのデータを取り込みマイコン内部メモリ（図示せず）に保存する。さらにマイコン１７は、マイコン内部メモリに保存されたＣＯ2濃度測定データを同時に測定されマイコン内部メモリに保存された温度データにより後述する適正化処理を行い、適正化処理後のＣＯ2濃度測定データと温度データと湿度データと日付・時刻データと位置情報（緯度、経度、標高）データを、フラッシュメモリ１７Ｃへ保存する。さらにまた、マイコン１７は、フラッシュメモリ１７Ｃに保存された温度データと湿度データと適正化処理後のＣＯ2濃度測定データと日付・時刻データと位置情報（緯度、経度、標高）データと予めマイコン内部フラッシュメモリに記憶された環境測定機器番号を読み出し、ＣＯ2環境測定機器１００の出力データとして無線モジュール１５を介しデータ収集用ＰＣ２００または他ＣＯ2環境測定機器１００に送信する。マイコン１７は、以上の処理を一定周期で実行する。
【００４３】
また、測定データをフラッシュメモリ１７Ｃへ時系列に保存することで、無線が使用できない環境でもＣＯ2環境測定器単体でのデータの収集を可能とする。また、ＣＯ2環境測定器１００の出力データは無線を利用してデータ収集用ＰＣ２００または他ＣＯ2環境測定機器１００に送信するため、ＣＯ2環境測定器１００の設置場所が制限されることなく、移動測定も可能である。
【００４４】
このように、ＣＯ2環境測定器１００とデータ収集用ＰＣ２００により構成するＣＯ2環境測定装置は以下の有効な機能を実現できる。
【００４５】
（１Ａ）ＣＯ2環境測定装置の小型化・低価格化
近年、センサモジュールやマイコン、無線モジュールの小型化／低価格化が進み、入手も容易になった。これらの部品を上手く組み合わせることにより、図２に示す各回路要素を実現し、小型で安価なＣＯ2環境計測器を製作できる。
【００４６】
これにより手のひらサイズ（葉書大：１００×１５０ｍｍ）で、重質量は５００ｇ以下のＣＯ2環境測定装置が実現でき、人が容易に持ち運んで移動測定を行うことが可能となる。これらＣＯ2環境測定器１００に無線回線で結合するデータ収集用ＰＣ（パソコン）２００を組み合わせることで、ＣＯ2環境測定装置の小型化・低価格化を実現できる。
【００４７】
なお、計測目的によっては、温度センサや湿度センサを省いた構成、さらには太陽電池を省いた構成とすることで一層の低価格化を図ることができる。
【００４８】
（１Ｂ）省電力対応
ＣＯ2環境測定器１００は屋外での一定期間の定点観測を考慮し、二次電池１８での駆動時間は１週間とする。これを実現するため、ＣＯ2環境計測器としての平均消費電流を６０ｍＡ以下とし、測定していない間はマイコン１７をスリープさせて平均消費電流を抑える。なお、マイコン１７のスリープ解除の条件は、一定期間到達後、または、他ＣＯ2環境計測器からの出力データ中継要求（ＺｉｇＢｅｅなどのマルチホップ／メッシュ型の無線ネットワーク採用時）有りの場合である。
【００４９】
また、太陽電池１９を併用する場合、昼間に二次電池１８を充電することで駆動時間の延長を図ることができる。さらに、二次電池１８にはニッケル水素やリチウムイオンなどのエネルギー密度の高い電池を使用してその小型化を図ることができる。
【００５０】
（１Ｃ）長距離伝送対応、多点同時計測対応
比較的広範囲でＣＯ2環境情報の分布を同時計測するため、ＣＯ2環境測定器１００の最大伝送距離と同時計測点数は以下の仕様とし、比較的長い距離間隔で少ない個数を分散配置し、ＣＯ2環境測定装置としての全体構成の小型化、低価格化を図る。
【００５１】
最大伝送距離：１ｋｍ
同時計測点数：２０点
これを実現するため、ＺｉｇＢｅｅなどの低消費電力で、マルチホップ／メッシュ型の無線ネットワークを採用する。
【００５２】
（１Ｄ）ＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目
ＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目を表１に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
計測間隔は１分〜１２０分の範囲で設定可能である。計測間隔毎に、上記ＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目がフラッシュメモリ１７Ｃに保存されると同時に、または一定時間だけデータを集積して、間欠的にデータ収集用ＰＣ２００に無線送信する。
【００５５】
したがって、少ない計測点でかつ最小限のＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目にしておき、この計測データをフラッシュメモリ１７Ｃに一次保存しておき、これらを集積してデータ収集用ＰＣ２００に間欠的に送信することで、計測データの収集を簡易にかつ効率良く行うことができる。
【００５６】
（１Ｅ）簡易補正対応
ＣＯ2センサ１１は、その使用環境での温度、気圧、湿度によって出力変動があるため、補正によって適正化した計測データを得る。このうち、測定精度に与える影響が大きい温度変化によるＣＯ2センサ１１の出力変動について、ＣＯ2環境測定器１００に搭載している温度センサ１２の出力値を基に内部のマイコン１７で補正演算を行い、ＣＯ2センサ１１の出力変動を補正する。なお、同じ機種のＣＯ2センサでも、センサ個体ごとに温度特性が異なることがあるため、ＣＯ2センサ個々に特性を簡易に補正可能であり、その保守管理を容易にする。
【００５７】
具体的には、一般利用者が冷蔵庫を利用し、低温時と高温時のＣＯ2環境測定器１００の測定データから温度依存性を求めておく。これら操作は、スイッチ１７Ａの操作を元にマイコン１７に記憶させ、そのデータを基にＣＯ2環境測定器１００の測定値を補正する。
【００５８】
ところで、赤外線を利用したＮＤＩＲ方式（Ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ：非分散型赤外線吸収方式）のＣＯ2センサの場合、ハードウェアが原因で出力に含まれる誤差としては、光源（ＬＥＤ）、光を反射する筐体表面の状態、ＣＯ2吸収光を分光するフィルタ、出力信号処理用アナログ回路が考えられる。また、測定時の環境による誤差の原因としては温度、気圧、湿度が考えられる。
【００５９】
前者は複合的要因で、センサ個体ごとの出力値の違いになる。この誤差を補正するために、標準ガスの既知のＣＯ2濃度Ｃ（ｃａｌ）とＣＯ2センサの出力値Ｃｍの関係を以下の多項式で近似する。
【００６０】
Ｃ（ｃａｌ）＝ａ１＋ａ２＊Ｃｍ＋ａ３＊Ｃｍ2＋ａ４＊Ｃｍ3＋ａ５＊Ｃｍ4＋ａ６＊Ｃｍ5＋…＋ａｎ＊Ｃｍnー1 （１）式
ｎ次式までの多項式を採用するかはセンサの機種によるが、３次式までの演算で済むものが多い。例えば、あらかじめ、２点校正、あるいは３点校正で、定数ａ１、ａ２、ａ３を機種ごとに決めて、マイコンに記憶させることで、Ｃｍから予測値Ｃ（ｃａｌ）を求めることができる。なお、この校正に関しては、一般ユーザでの実施は不可能なので、工場出荷時に実施する。
【００６１】
一方、温度による出力変動は、温度によるＣｍの変化を測定して、Ｃｍの温度による以下の近似式を用いる。
【００６２】
Ｃｍ＿ｔ＝ｔ１＋ｔ２＊Ｔ＋ｔ３＊Ｔ2＋ｔ４＊Ｔ3＋ｔ５＊Ｔ4＋ｔ６＊Ｔ5＋…＋ｔｎ＊Ｔn-1 （２）式
例えば、簡易に補正を行うため、１次式（直線近似）Ｃｍ＿ｔ＝ｔ１＋ｔ２＊Ｔで表すとして、冷蔵庫低温Ｔｌｏｗのときのセンサ出力値Ｃｍ＿ｔｌｏｗ、冷蔵庫高温Ｔｈｉｇｈのときのセンサ出力値Ｃｍ＿ｔｈｉｇｈとして、ｔ１とｔ２を算出して、センサ出力の温度補正値Ｃｍ＿ｔを求め、上記の（１）式のＣｍに入れることにより、下記の（３）式によって温度補正係数を求める。
【００６３】
ｔ２＝（Ｃｍ＿ｔｈｉｇｈ−Ｃｍ＿ｔｌｏｗ）／（Ｔｈｉｇｈ−Ｔｌｏｗ） （３）式
補正係数を記憶させる際には、測定器の温度補正スイッチ１７Ａを用いる。このスイッチは３接点のスイッチで、ＯＦＦ（通常計測）／低温補正／高温補正の３つのポジションがある。通常はＯＦＦ（通常計測）のポジションで使用する。
【００６４】
図４はＣＯ2センサの簡易補正処理フローを示し、補正係数をマイコンに記憶させる際には、スイッチを低温補正ポジションに設定し、低温に設定した冷蔵庫に測定器を入れる。その後一定時間経過すると、低温時の温度とＣＯ2センサ出力値をマイコンが記憶する（Ｓ５４）。次に、冷蔵庫を高温に設定し、測定器のスイッチを高温ポジションに設定する。その後一定時間経過すると、高温時の温度とＣＯ2センサ出力値をマイコンが記憶し（Ｓ５７）、先に記憶した低温時の温度とＣＯ2センサ出力値を使用し、補正係数のｔ１とｔ２を求め、記憶する（Ｓ５８）。その後、スイッチをＯＦＦ（通常計測）に戻すことにより、更新された補正係数を用いた温度補正が実施され、保守管理も容易になる。
【００６５】
（１Ｆ）簡易校正対応
厳密な意味での校正を行うためには、標準ガスを用いて前出の多項式近似における定数を再計算し、マイコンに記憶させる必要がある。計測データの適正化処理として、一般ユーザが容易にＣＯ2センサを校正できるよう、標準ガスを使用することなく校正できるようにし、その保守管理を容易にする。
【００６６】
具体的には、清浄大気中のＣＯ2濃度が４００ｐｐｍであることを利用し、近くにＣＯ2発生源がなく比較的濃度が一定となる緑地へＣＯ2環境測定器を持ち込み、校正スイッチ１７Ｂを押すだけでＣＯ2環境測定器のＣＯ2濃度計測値を４００ｐｐｍに設定してＣＯ2環境測定器１００の計測値を校正する。
【００６７】
図５はＣＯ2センサの簡易校正処理フローを示し、緑地へ計測器を持ち込んで校正スイッチ１７Ｂを押下したときのＣＯ2センサの測定値を求め（Ｓ１，２）、この測定値と４００ｐｐｍの差分を補正値としてフラッシュメモリに保存しておく（Ｓ３）。その後、ＣＯ2センサを測定部位に設置し、その測定値を求め、この測定値に補正値を加算して実際の測定値とする（Ｓ４，Ｓ５）。
【００６８】
例えば、校正スイッチ１７Ｂを押したときのＣＯ2センサの測定値（前出の補正後の値）が５００ｐｐｍであった場合、４００ｐｐｍとの差分（つまり、−１００ｐｐｍ）を補正値として記憶する。その後は、ＣＯ2センサの測定値に補正値を加算することにより、実際のＣＯ2濃度を求める。ただし、多項式近似の定数を再計算せずに、単純にＣＯ2センサの測定値（前出の補正後の値）との差分で簡易的に補正を行うため、厳密な意味での校正ではない。そのため、この方法では誤差が２０ｐｐｍ程度発生するが、実用上問題ないレベルである。
【００６９】
（２）ＣＯ2環境計測データ利用装置
図１に示す構成のＣＯ2環境計測システムにおけるＣＯ2環境計測データを環境科学研究・開発に有効利用するためのデータ加工処理は、サーバ３００がその機能を負担するが、データ収集用ＰＣ２００にも一部の機能をもたせることも可能である（図１のデータ収集用ＰＣ２００には図示しない）。これらデータ加工処理の詳細を以下に説明する。なお、以下に説明する各データ加工処理を実現するための情報処理は、公知の技術を利用できる場合はそれを利用することができるが、公知でない技術は適宜開発し得るものである。
【００７０】
（２Ａ）ＣＯ2濃度計測値と計測点の表示
ＣＯ2環境測定装置により無線通信とＣＯ2センサを利用して大気中のＣＯ2濃度を測定し、データ収集用ＰＣ２００へ保存された計測結果は、データ収集用ＰＣ２００で表示可能である。また、ＣＯ2環境計測器１００にはＧＰＳモジュール１４が搭載してあるため、ＣＯ2濃度測定位置とその位置でのＣＯ2濃度をデータ収集用ＰＣ２００等に表示する地図上に重ね合わせた表示でその確認可能にする。さらにまた、前記計測結果は、データ収集用ＰＣ２００からインターネットを介してサーバ３００のデータベースに保存し、インターネットに接続したデータ閲覧用ＰＣ（パソコン、携帯電話、携帯端末など）４００で測定結果を閲覧可能にする。
【００７１】
図６はデータ閲覧用ＰＣ４００によるＣＯ2濃度測定結果の表示例を、図７はその処理フローを示す。画面左側の地図には測定した位置にＣＯ2濃度の違いを色で区別した点画像（丸印）が表示される。また、ＣＯ2環境測定器１００を移動させた場合は移動経路に直線を引いて示す。測定器の移動がない場合、点画像は移動しない。さらにまた、画面右側にはＣＯ2環境計測値の時刻変化を折れ線グラフで表示する。
【００７２】
図７の処理フローを以下の手順で実現する。
（Ｓ６１）データ閲覧用ＰＣ４００のマウスまたはキーボードより、データ閲覧用ＰＣ４００の画面に表示する地図エリアを指定する。
【００７３】
（Ｓ６２）サーバ３００は、指定地図エリアに対応する４角の位置情報（緯度、経度）を取り込み、指定エリア内に存在するＣＯ2環境測定器１００の機器番号をサーバ３００のデータベースから抽出する。
【００７４】
（Ｓ６３）サーバ３００は、取り込んだＣＯ2環境測定器番号のＣＯ2環境測定器についてその位置情報と時刻情報、及び、ＣＯ2濃度データをサーバ３００のデータベースから抽出する。
【００７５】
（Ｓ６４）サーバ３００は、取り込んだＣＯ2環境測定器番号のＣＯ2環境測定器における位置情報と時刻情報とから一定時間ごとにおける位置情報変化の有無を判断し、位置情報が変化している区間（移動している区間）に対し移動フラグをセットする。
【００７６】
（Ｓ６５）サーバ３００は、ＣＯ2濃度データと予め設定されたＣＯ2濃度範囲と色指定の対応表（図示しない）を参照し、ＣＯ2濃度の表示色を選択する。
【００７７】
（Ｓ６６）サーバ３００は、指定エリア内に存在する全てのＣＯ2環境測定器番号のＣＯ2環境測定器に対し（Ｓ６３）〜（Ｓ６５）を繰り返す。
（Ｓ６７）サーバ３００は、指定エリア内に存在する全てのＣＯ2環境測定器の機器番号、位置情報、時刻情報、移動フラグ、及び、表示色をデータ閲覧用ＰＣ４００へ送信する。
（Ｓ６８）データ閲覧用ＰＣ４００は、受信したＣＯ2環境測定器の位置情報、時刻情報を基に表示色を画面に表示させ、移動フラグがセットされている区間に対してはその区間の両端を直線で描画する。
【００７８】
この例のように、測定結果を地図上に表示するには、Ｇｏｏｇｌｅ ＭａｐｓやＹａｈｏｏ！ Ｍａｐｓなどの地図サービスを利用する。これらの地図サービスで提供されているＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を利用すれば、ＧＰＳで得られた位置情報を元に、地図上に測定値を表示したり、移動の経路を表示することができる。さらに、地図上に任意の図形を描画することもできる。なお、ＣＯ2濃度を色で表した点を表示する代わりに、点の大きさでＣＯ２濃度を表示しても良い。
【００７９】
（２Ｂ）ＣＯ2環境計測値の補間処理
地図上で指定された任意の解析点におけるＣＯ2濃度などのＣＯ2環境計測値の表示は、近隣の測定点で測定したＣＯ2環境計測値により補間算出するデータ加工処理をする。図８はＣＯ2濃度計測値の補間処理フローを示し、以下の手順で実現する。
【００８０】
（Ｓ１１）データ閲覧用ＰＣ４００のマウスでクリックされた地図上の地点の位置情報（緯度、経度）をサーバ３００が取得する（クリックされた地点の位置情報の取得には、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用する）。
【００８１】
（Ｓ１２）取得した位置情報より、近隣の測定点を数点抽出する。マウスでクリックした位置（緯度、経度）と、サーバ３００のデータベースに保存されている計測点の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）と時間情報から、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用して２点間の距離を求める。この距離が短い計測点を数点抽出する。なお、前記時間情報を基に、時系列で各々の同一時刻に距離計算を行うことにより測定点が移動しているか否かの区別をする必要が無くなる。
【００８２】
（Ｓ１３）抽出した近隣の計測点より、要素内補間により同一時刻における補間値を算出する。例えば、近隣の計測点が３点の場合の補間値の算出は図９を参照して説明する。
【００８３】
図９において、抽出した同一時刻における近隣の計測点をＡ点、Ｂ点、Ｃ点とし、各計測点のＣＯ2濃度計測値をそれぞれＣａ、Ｃｂ、Ｃｃとする。また、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点と補間対象のＸ点の距離をそれぞれＬａ、Ｌｂ、Ｌｃとする。このとき、Ｘ点のＣＯ2濃度の補間値Ｃｘは、以下の式で求めることができる。
【００８４】
【数１】
【００８５】
したがって、測定をしていない地点でも、近隣の測定点よりＣＯ2濃度を補間算出して表示することができる。
【００８６】
（２Ｃ）ＣＯ2環境計測値の標高断面表示
図１０はＣＯ2濃度の標高断面の表示例を示す。地図上で指定された任意の２点Ａ，Ｂをマウスでクリックすることにより、その２点を結ぶ直線上の標高断面図を表示し、この標高断面図上の各標高位置にＣＯ2濃度を色の違いで表示する。このＣＯ2濃度の標高断面図の表示は、図１１に示すＣＯ2濃度の標高断面図の表示処理フローに従って処理する。
【００８７】
（Ｓ２１）データ閲覧用ＰＣ４００のマウスでクリックされた地図上の２点Ａ，Ｂの位置情報（緯度、経度）をサーバ３００が取得する（クリックされた地点の位置情報の取得には、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用する）。
【００８８】
（Ｓ２２）サーバ３００は上記２点間を結ぶ直線上の複数点について、その位置情報を求める（地図サービスのＡＰＩを使用する）。なお、複数点の個数や間隔（例えば１０ｍ間隔など）については、ユーザで設定可能とする。
【００８９】
（Ｓ２３）サーバ３００は上記で求めた複数点の位置情報より、それぞれの点の標高を求める（地図サービスのＡＰＩを使用する）。
【００９０】
（Ｓ２４）サーバ３００は得られた複数点の標高値を直線で結び、標高断面図としてデータ閲覧用ＰＣ４００上の画面に表示をする。
【００９１】
（Ｓ２５）さらに、サーバ３００は、複数点の位置情報と、サーバ３００のデータベースに保存されている計測点の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）と、時間情報から地図サービスで提供されているＡＰＩを使用して２点間の距離を求め、この距離が短い計測点を複数点抽出する。なお、前記時間情報を基に、時系列で各々の同一時刻に距離計算を行うことにより測定点が移動しているか否かの区別をする必要は無い。さらにまた、同一時刻における近隣の計測点からＣＯ2濃度を図８および図９で示すような補間方法で算出し、標高断面図上に色または濃淡表示する。
【００９２】
したがって、計測地点の標高の違いによるＣＯ2環境の違いを認識したＣＯ2環境状態判定ができる。
【００９３】
（２Ｄ）ＣＯ2環境計測値変化のアニメーション表示
例えば、計測位置・場所や環境、時刻によるＣＯ2濃度の変化を、アニメーションで動的に表示する。
【００９４】
例えば図１２のように、複数個所で計測したＣＯ2濃度を地図上にグラディエーション表示する。同図の表示例では、神社の森と商店街および道路が記された地図Ｇ１について、朝方の図Ｇ２では、朝の通勤ラッシュにより道路周辺のＣＯ2濃度が高くなるが、森のＣＯ2濃度は低いままであることを色の違い（赤色は高濃度、青色は低濃度）で表示する。さらに、昼の図Ｇ３では、道路の交通量が減り、若干ＣＯ2濃度が下がり、商店街では人が出てＣＯ2濃度が上がり、森のＣＯ2濃度も若干上昇する。さらにまた、夜の図Ｇ４では、道路の交通量がほとんどなくなってＣＯ2濃度が下がり、商店街や森のＣＯ2濃度も下がる。なお、測定していない箇所の濃度は近隣の測定点より算出して補完する。
【００９５】
このように、時刻の経過に合わせてグラディエーションを移動することにより、ＣＯ2濃度の変化を動的に表示する。これにより、ＣＯ2環境を変化させるＣＯ2濃度などのＣＯ2環境要因の発生源や消費源が目で見て直感的に推定できるようになる。
【００９６】
図１３は、ＣＯ2濃度の時刻変化のアニメーション表示処理フローを示し、以下の手順とする。
【００９７】
（Ｓ３１）サーバ３００は、ＡＰＩを用いてデータ閲覧用ＰＣ４００上の地図画面上の４角の位置情報（緯度、経度）を取得し、測定点を含む領域をメッシュに分割する。メッシュの間隔（例えば５ｍ間隔など）はユーザで設定可能とする。図１３は測定領域のメッシュ分割の例を測定点Ａ，Ｂ，Ｃと共に示す。
【００９８】
（Ｓ３２）分割した個々のメッシュについて、以下の方法でＣＯ2濃度を求める。
サーバ３００は、分割したメッシュの位置情報と、サーバ３００のデータベースに保存されている測定点Ａ、Ｂ、Ｃの各々の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）を取得し、メッシュ内に測定点Ａ、Ｂ、Ｃが存在するか否かを計算する。
【００９９】
・図１４の「測定点Ａ」、「測定点Ｂ」、「測定点Ｃ」のように、メッシュ内に測定点が存在する場合、サーバ３００は、測定点のＣＯ2濃度をそのメッシュのＣＯ2濃度とする。
【０１００】
・図１４の「メッシュＸ」のように、メッシュ内に測定点が存在しない場合は、サーバ３００は近隣の計測点（例えば、図１４の「測定点Ａ」、「測定点Ｂ」、「測定点Ｃ」）より補間算出して、そのメッシュのＣＯ2濃度とする。なお、補間値の算出には、前記の図８および図９で説明した方式とする。
【０１０１】
（Ｓ３３）サーバ３００は、上記（Ｓ３２）の処理を、測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する。
【０１０２】
（Ｓ３４）上記（Ｓ３２，Ｓ３３）により、サーバ３００は、全てのメッシュに対して、時系列のＣＯ2濃度を求める。
【０１０３】
（Ｓ３５）サーバ３００は、各メッシュをＣＯ2濃度に対応する色で塗りつぶし、データ閲覧用ＰＣ４００上で時系列に表示変化させることでアニメーション表示を行う。
【０１０４】
なお、メッシュの間隔が大きいとモザイク表示のようになるが、メッシュの間隔を小さくすることにより、グラディエーションに近い表示が可能となる。
【０１０５】
（３）シミュレーション
図１に示す構成のＣＯ2環境計測システムにおけるＣＯ2環境要因の発生源／消費源を追加設定した場合のＣＯ2環境計測値変化のシミュレーションをＣＯ2濃度の場合で以下に説明する。
【０１０６】
測定したＣＯ2濃度データを基に、ＣＯ2発生源／消費源を追加することにより、場所や時刻によるＣＯ2濃度の変化をシミュレーションすることで、都市の緑化計画の成果シミュレーションなどに有効となる。
【０１０７】
図１５はＣＯ2濃度変化のシミュレーション処理フローを示し、以下の手順で実現する。
【０１０８】
（Ｓ４１）データ閲覧用ＰＣ４００からＣＯ2発生源（または消費源）の情報をパラメータとして設定する。設定されたパラメータはサーバ３００に送信される。設定する項目を以下に示す。
【０１０９】
・時刻毎のＣＯ2発生量（または消費量）：発生量は＋ｐｐｍ、消費量は−ｐｐｍで設定する。
【０１１０】
・距離による減少率：発生源もしくは消費源から離れることにより、発生量もしくは消費量が減少する割合を指定する。例えば、５％／ｍと指定すると、１ｍ離れると５％減少することを示す。
【０１１１】
（Ｓ４２）データ閲覧用ＰＣ４００から地図上の任意の地点をマウスでクリックすることにより、発生源（または消費源）を指定する。また、クリックされた点の位置情報（緯度、経度）をサーバ３００が取得する（クリックされた地点の位置情報の取得には、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用する）。
【０１１２】
（Ｓ４３）指定されたＣＯ2発生源（または消費源）の近隣の計測点について、以下の処理を行う。
【０１１３】
・サーバ３００は、データベースに保存されている計測点の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）と時間情報から、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用して、計測点と発生源（または消費源）との距離を求める。なお、前記時間情報を基に、時系列で各々の同一時刻に距離計算を行うことにより測定点が移動しているか否かの区別をする必要が無くなる。
【０１１４】
・サーバ３００は、計測点のＣＯ２濃度の実測値、計測点と発生源（または消費源）との距離による減少率、パラメータで設定された当該時刻における発生源（または消費源）のＣＯ２発生量（または消費量）より、計測点におけるＣＯ２濃度のシミュレーション値を求める。このときの計算式を以下に示す。
【０１１５】
Ｃｓ＝Ｃｍ＋（１−（Ｒ＊Ｌ／１００））＊Ｃｏ
ただし、Ｒ＊Ｌの値が１００以上の場合は、Ｃｓ＝Ｃｍとする。
【０１１６】
Ｃｓ：計測点におけるＣＯ2濃度のシミュレーション値（ｐｐｍ）
Ｃｍ：計測点のＣＯ2濃度の実測値（ｐｐｍ）
Ｌ：計測点と発生源（または消費源）との距離（ｍ）
Ｒ：距離による減少率（％／ｍ）
Ｃｏ：発生源（または消費源）のＣＯ2発生量（または消費量）（ｐｐｍ）
（Ｓ４４）サーバ３００は、上記（Ｓ４３）の処理を、ＣＯ2環境の測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する。
【０１１７】
（Ｓ４５）上記（Ｓ４３，Ｓ４４）の繰り返し処理により、サーバ３００は、全ての計測点について時系列のＣＯ2濃度シミュレーション値を求める。
【０１１８】
（Ｓ４６）サーバ３００は、上記（Ｓ４５）で求めた時系列のＣＯ2濃度シミュレーション値を使用し、データ閲覧用ＰＣ４００上で時系列に表示変化させることでアニメーション表示を行う。
【０１１９】
図１６はＣＯ2消費源の追加によるシミュレーション結果の画像例を示す。同図において、神社の森と商店街および道路が記された地図Ｇ１において、空き地を緑地化（ＣＯ２消費源の追加）した場合のＣＯ2濃度シミュレーション値は、空き地の緑地化前の画像Ｇ２では道路のＣＯ2濃度は消費源の追加前と同じであるが、空き地の緑地化後の画像Ｇ３では空き地近辺の道路のＣＯ2濃度が低下したアニメーション表示となる。
【０１２０】
なお、各データ表示およびシミュレーションは、サーバ３００にその機能を持たせる他に、データ収集用ＰＣ２００にも一部のデータ加工処理機能およびシミュレーション機能を持たせることもできる。また、データ収集用ＰＣ２００をデータ閲覧用ＰＣ４００と同様の機能、すなわちサーバ３００で加工処理したデータ表示を可能とすることもできる。
【符号の説明】
【０１２１】
１００ ＣＯ2環境測定器
２００ データ収集用ＰＣ（パソコン）
３００ サーバ
４００ データ閲覧用ＰＣ（パソコン、携帯電話、携帯端末など）
１１ ＣＯ2センサ
１２ 温度センサ
１３ 湿度センサ
１４ ＧＰＳモジュール（受信機）
１５ 無線モジュール（送受信機）
１６ 無線アンテナ
１７ マイコン
１８ 二次電池
１９ 太陽電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中のＣＯ2濃度などのＣＯ2環境を計測し、この計測データを情報処理装置（コンピュータ）に収集・表示およびＣＯ2環境科学研究・開発に有効利用するためのＣＯ2環境計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の計測システムとして、現在地における様々な情報を位置情報と共に取得して送信する情報取得装置と、情報通信ネットワークを介して受信した位置情報を取得情報に関連付けて登録する情報収集装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
他の計測システムとして、住宅やオフィスにおける環境を簡単かつ正確に測定する、ＵＳＢモジュール型のＣＯ2およびＯ2測定装置、および環境モニタリングシステムがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６５３７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１４５０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
（１）特許文献１によるシステム、装置では以下の問題がある。
【０００６】
・収集データの送信に電子メールを想定しており、リアルタイムの情報収集が不可能である。
【０００７】
・商用の情報通信ネットワークを利用するため、測定装置毎に通信費が発生する。
【０００８】
・様々な情報を取得可能と記載されているが、その情報源には既存の機器を想定しており、測定装置との接続は容易ではないと思われる。
【０００９】
・総じて、システム、装置を実施するには解決しなければならない技術的課題が多く、また、システム的にも大掛かりなものになるため、費用対効果を考慮すると、実施は容易ではないと思われる。
【００１０】
（２）特許文献２によるシステム、装置では以下の問題点がある。
【００１１】
・住宅やオフィスなど屋内の計測を想定しており、屋外での長期間の計測にはその保守管理に多くの手間がかかる。
【００１２】
・ＵＳＢインターフェースにより計測データの取り込みを行うため、簡便な反面、計測装置とパソコンを必ずセット（１組）で使用しなければならない。このため、多点同時計測には多数のパソコンを用意する必要があり、システムが大型化・高価になる。
【００１３】
・屋内での計測を想定しているにもかかわらず、ＧＰＳにより位置情報を取得している。しかし、基本的に屋内でのＧＰＳ測位は不可能であるため、地図上に測定データを表示することはできない。
【００１４】
・ＣＯ2センサをＵＳＢモジュールに組み込もうとしているが、現時点ではそのような超小型のＣＯ2センサは存在せず、実現は困難と思われる。
【００１５】
（３）その他の問題点
・ＣＯ2センサの校正には標準ガス（０、４００、１６００、３０００ｐｐｍなど）を使用する方法が一般的であるが、手間もコストも掛かる。
【００１６】
・ＣＯ2測定システムは十万円〜数百万円の範囲で製品化されており、一般的に大型で高価である。
【００１７】
・測定したＣＯ2濃度を地図上やグラフで表示するシステムは存在するが、静的な可視化が多く、ＣＯ2濃度の変化を動的に可視化できるようなシステムは存在しない。
【００１８】
・測定したＣＯ2濃度を基に、ＣＯ2発生源の推定や、ＣＯ2発生源／消費源の追加によるシミュレーション機能を備えたシステムは存在しない。
【００１９】
本発明の目的は、システムの小型化・低価格化を図りながら的確にＣＯ2環境を計測し、この計測データを基に環境状態判定・環境変化推定などの環境科学研究・開発に容易に有効利用できるＣＯ2環境計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、前記の課題を解決するため、ＣＯ2環境測定装置は、環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、各ＣＯ2環境測定器の計測データをそのままノートパソコンなどの小型のデータ収集用ＰＣに無線でリアルタイムデータとして送信し、さらにはＣＯ2環境測定器側で計測データの補正・校正などの計測データ適正化処理をしてデータ収集用ＰＣに送信しておく構成とし、
ＣＯ2環境測定データ利用装置は、データ収集用ＰＣで適正化した計測データがインターネット経由でサーバに送信されたときに、サーバ側で計測データをデータベース化しておき、データ閲覧用ＰＣからインターネット経由でサーバに計測データの閲覧が要求されたときに、サーバが閲覧要求に応じて計測データを加工処理してデータ閲覧用ＰＣに送信する構成とし、さらにはサーバでは計測データを使ったＣＯ2環境変化などのシミュレーションを行い、データ閲覧用ＰＣではサーバからの計測データを基に環境状態判定・環境変化推定などの環境科学研究・開発に有効利用できる構成とするもので、以下のＣＯ2環境計測システムを特徴とする。
【００２１】
（１）大気中のＣＯ2濃度などのＣＯ2環境を計測し、この計測データの収集・表示およびＣＯ2環境科学研究・開発に有効利用するためのＣＯ2環境計測システムであって、
環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、各ＣＯ2環境測定器の計測データをそのままデータ収集用ＰＣに無線でリアルタイムデータとして送信しておくＣＯ2環境測定装置と、
前記データ収集用ＰＣに収集した計測データがインターネット経由でサーバに送信されたときに、該計測データをデータベース化しておき、インターネット経由で前記計測データの閲覧が要求されたときに、この要求に応じて計測データを加工処理して該データ閲覧用ＰＣに送信するＣＯ2環境測定データ利用装置と、
を備えたことを特徴とする。
【００２２】
（２）前記ＣＯ2環境測定器は、二次電池と太陽光で発電して二次電池を充電する太陽電池を電源とし、一定期間の測定時のみ該電源で駆動し、測定していない間は前記ＣＯ2環境測定器内のＣＰＵを停止させて平均消費電流を抑える省電力手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
（３）前記ＣＯ2環境測定器は、温度センサを搭載しておき、測定したＣＯ2環境計測データについて、前記温度センサによる測定温度を基に該計測データの補正演算を行っておく温度補正手段を備えたことを特徴とする。
【００２４】
（４）前記温度補正手段は、冷蔵庫を利用し、低温時と高温時のＣＯ2環境測定器の測定データから温度依存特性を求めておき、この特性を基に前記ＣＯ2環境測定器の測定値を補正する適正化処理手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
（５）前記温度補正手段は、標準ガスの既知のＣＯ2濃度Ｃ（ｃａｌ）と前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの関係を３次式程度の多項式で近似しておき、温度による前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの変化を２次式程度で近似して温度補正を行う適正化演算手段を備えたことを特徴とする。
【００２６】
（６）ＣＯ2発生源がなく比較的濃度が一定となる位置に前記ＣＯ2環境測定器を設置し、ＣＯ2濃度を清浄大気中のＣＯ2濃度に設定して該ＣＯ2環境測定器の計測値を校正する校正手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】
（７）前記ＣＯ2環境測定器は、測定した計測データを時系列に保存するフラッシュメモリを備え、無線が使用できない環境でもＣＯ2環境測定器単体でのデータの収集を行うデータ収集手段を備えたことを特徴とする。
【００２８】
（８）前記サーバまたは前記データ収集用ＰＣは、前記ＣＯ2環境測定装置により測定したＣＯ2環境計測値と計測点のデータを基に、観測地域の地図上にＣＯ2環境計測値を重ね合わせた表示でその確認を可能にするデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００２９】
（９）前記サーバは、
ＣＯ2環境計測値の違いを色で区別した点画像で表示する手段と、
ＣＯ2環境測定器を移動させた場合は移動経路に直線を引いて表示する手段と、
地図上に指定した位置を解析点とし、画面上の計測値グラフには解析点近隣のＣＯ2環境測定点でのＣＯ2環境計測値を補間算出し、この補間算出したＣＯ2環境計測値の時刻変化を折れ線グラフで表示する手段と、
のうち、少なくとも１つのデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３０】
（１０）前記サーバは、地図上で指定された前記解析点に表示するＣＯ2環境計測値は、近隣の測定点で測定したＣＯ2環境計測値により補間算出して表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３１】
（１１）前記サーバは、地図上で指定された任意の２点Ａ，Ｂを結ぶ直線上の標高断面図を表示し、この標高断面図上の各標高位置にＣＯ2環境計測値を色の違いで表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３２】
（１２）前記サーバは、ＣＯ2環境計測位置・場所や環境、時刻によるＣＯ2環境計測値の変化を、アニメーションで動的に表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３３】
（１３）前記サーバは、環境計測領域に、ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を追加設定した場合のＣＯ2環境計測値変化をシミュレーションするシミュレーション処理手段を備えたことを特徴とする。
【００３４】
（１４）前記シミュレーション処理手段は、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源の発生量または消費量情報と、発生源または消費源から離れることによる発生量または消費量の減少割合情報をパラメータとして設定する手段と、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を、地図上の任意の地点に指定したときの位置情報（緯度、経度）を求める手段と、
前記指定されたＣＯ2環境要因の発生源または消費源の近隣のＣＯ2環境計測点について、前記位置情報より計測点と発生源または消費源との距離を求め、計測点のＣＯ2環境要因の実測値、計測点と発生源または消費源との距離による減少率、発生源または消費源のＣＯ2環境要因の発生量または消費量より、計測点におけるＣＯ2環境要因のシミュレーション値を求める手段と、
上記のシミュレーション値を求める処理を、ＣＯ2環境の測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する手段と、
上記繰り返し処理により、全ての計測点について時系列のＣＯ2環境計測値のシミュレーション値を求めてアニメーション表示する手段と、
を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態になるＣＯ2環境計測システムの全体構成図。
【図２】ＣＯ2環境測定器１００の内部構成図。
【図３】ＣＯ2環境測定器１００の外観図。
【図４】ＣＯ2センサの簡易補正処理フロー。
【図５】ＣＯ2センサの簡易校正処理フロー。
【図６】データ閲覧用ＰＣ４００によるＣＯ2濃度測定結果の表示例。
【図７】データ閲覧用ＰＣ４００によるＣＯ2濃度測定結果の表示処理フロー。
【図８】ＣＯ2濃度計測値の補間処理フロー。
【図９】ＣＯ2濃度計測値の補間値の算出例。
【図１０】ＣＯ2濃度の標高断面の表示例。
【図１１】ＣＯ2濃度の標高断面図の表示処理フロー。
【図１２】ＣＯ2濃度のグラディエーション表示例。
【図１３】ＣＯ2濃度の時刻変化のアニメーション表示処理フロー。
【図１４】測定領域のメッシュ分割の例。
【図１５】ＣＯ2濃度変化のシミュレーション処理フロー。
【図１６】ＣＯ2消費源の追加によるシミュレーション結果の画像例。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、ＣＯ2環境計測システムの全体構成を示す。ＣＯ2環境計測システムは、ＣＯ2環境測定装置とＣＯ2環境測定データ利用装置で構築される。
【００３７】
ＣＯ2環境測定装置は、環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器と各ＣＯ2環境測定器からの出力データを無線通信回線を介して収集するデータ収集用ＰＣから構成される。
ＣＯ2環境測定データ利用装置は、データ収集用ＰＣで収集した各ＣＯ2環境測定器からの出力データをインターネットを介してデータベースへ保存するサーバとインターネットを介してサーバの諸機能を利用するデータ閲覧用ＰＣから構成される。
ＣＯ2環境測定器１００は、ＣＯ2環境の測定部位として定められた各位置に設置または移動され、その位置におけるＣＯ2濃度、温度、湿度などを自動的に連続的または定期的に計測した後、計測した温度や湿度によりＣＯ2濃度計測値の適正化処理を行う。さらにＣＯ2環境測定器１００は、ＧＰＳを利用し時刻情報（計測日時情報）と計測位置情報を抽出した後、ＣＯ2環境情報（適正化処理後のＣＯ2濃度）と属性情報（ＣＯ2環境測定器番号、計測位置情報、計測日時情報）をＣＯ2環境測定器１００の出力データとして、データ収集用ＰＣ２００へ無線送信する。なお、ＺｉｇＢｅｅなどのマルチホップ／メッシュ型の無線ネットワークを採用した場合、ＣＯ2環境測定器１００の出力データは、複数の他ＣＯ2環境測定器１００を経由してデータ収集用ＰＣ２００へ送信される。
データ収集用ＰＣ２００は、各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データを公衆または専用の無線通信回線を介して受信し、各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データの収集・保存・送信・簡易表示を可能とする。また、データ収集用ＰＣ２００に保存された各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データはインターネットを介してサーバ３００に送信され、サーバ３００のデータベースに蓄積される。
サーバ３００は、データ収集用ＰＣ２００に保存された各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データをインターネットを介してデータベースに蓄積する。また、サーバ３００はデータベースに蓄積した各ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データを基に計測点表示・補間処理・標高断面表示などのデータ加工処理を行うデータ加工処理機能とＣＯ2環境変化などのシミュレーションを行うシミュレーション機能を持つ。これらの機能は、データ閲覧用ＰＣからインターネットを介してサーバ３００に計測データ（ＣＯ2濃度測定器１００からの出力データの内、ＣＯ2濃度測定器番号以外のデータ）の閲覧要求に応じて起動し、データ加工処理結果、または、シミュレーション結果をインターネットを介してデータ閲覧用ＰＣ４００へ送信することにより終了する。
【００３８】
データ閲覧用ＰＣ４００は、インターネットを介してサーバ３００に計測データの閲覧要求を行い、サーバ３００からインターネットを介してデータ閲覧用ＰＣ４００へ送信されるデータ加工処理結果、または、シミュレーション結果を受信し、データ閲覧用ＰＣ４００上に表示する。
【００３９】
このようなＣＯ2環境計測システムは、データ収集用ＰＣ２００やサーバ３００などを構成するコンピュータ資源を利用したソフトウェアの搭載によってその機能を実現し、システムの小型化・低価格化を図りながらＣＯ2環境の計測を的確にし、サーバとインターネット経由で接続できる環境にあるデータ閲覧用ＰＣ４００では、いつでもどこでも計測データを閲覧することができ、ＣＯ2環境状態判定・環境変化推定などの環境科学研究・開発に有効利用できる。具体的には、地球温暖化の原因とされるＣＯ2の削減等に寄与するための以下の分野での利用ができる。
【００４０】
・低炭素社会実現のための環境教育分野
・ＣＯ2削減対策の基礎データとなる定点測定・移動測定による研究分野
・建設施工分野におけるＣＯ2測定
・省ＣＯ2型都市計画の基礎データ測定
・炭酸ガス施用による栽培・園芸などの農業分野
以下、ＣＯ2環境測定装置とＣＯ2環境測定データ利用装置について詳細に説明する。
【００４１】
（１）ＣＯ2環境測定装置
図２は、ＣＯ2環境測定器１００の構成図である。ＣＯ2環境測定器１００は、その設置位置でのＣＯ2濃度と温度および湿度を測定するため、ＣＯ2センサ１１と温度センサ１２と湿度センサ１３を搭載する。さらに、ＧＰＳ電波を受信するためのＧＰＳモジュール（受信機）１４と、計測データ等をデータ収集用ＰＣ２００側に送信するための無線モジュール１５および無線アンテナ１６と、各センサの計測値取得処理とＧＰＳデータの取得処理及びこれらデータによる適正化処理をして無線送信処理をするマイコン１７と、温度補正・校正操作スイッチ１７Ａ、１７Ｂおよび測定データ保存用のフラッシュメモリ１７Ｃを搭載する。さらにまた、各構成要素に必要な電源を無停電供給する二次電池１８と太陽電池１９を搭載する。
【００４２】
ＣＯ2環境測定器１００に搭載されるマイコン１７は、ＧＰＳモジュール１４、ＣＯ2センサ１１、温度センサ１２、湿度センサ１３からのデータを取り込みマイコン内部メモリ（図示せず）に保存する。さらにマイコン１７は、マイコン内部メモリに保存されたＣＯ2濃度測定データを同時に測定されマイコン内部メモリに保存された温度データにより後述する適正化処理を行い、適正化処理後のＣＯ2濃度測定データと温度データと湿度データと日付・時刻データと位置情報（緯度、経度、標高）データを、フラッシュメモリ１７Ｃへ保存する。さらにまた、マイコン１７は、フラッシュメモリ１７Ｃに保存された温度データと湿度データと適正化処理後のＣＯ2濃度測定データと日付・時刻データと位置情報（緯度、経度、標高）データと予めマイコン内部フラッシュメモリに記憶された環境測定機器番号を読み出し、ＣＯ2環境測定機器１００の出力データとして無線モジュール１５を介しデータ収集用ＰＣ２００または他ＣＯ2環境測定機器１００に送信する。マイコン１７は、以上の処理を一定周期で実行する。
【００４３】
また、測定データをフラッシュメモリ１７Ｃへ時系列に保存することで、無線が使用できない環境でもＣＯ2環境測定器単体でのデータの収集を可能とする。また、ＣＯ2環境測定器１００の出力データは無線を利用してデータ収集用ＰＣ２００または他ＣＯ2環境測定機器１００に送信するため、ＣＯ2環境測定器１００の設置場所が制限されることなく、移動測定も可能である。
【００４４】
このように、ＣＯ2環境測定器１００とデータ収集用ＰＣ２００により構成するＣＯ2環境測定装置は以下の有効な機能を実現できる。
【００４５】
（１Ａ）ＣＯ2環境測定装置の小型化・低価格化
近年、センサモジュールやマイコン、無線モジュールの小型化／低価格化が進み、入手も容易になった。これらの部品を上手く組み合わせることにより、図２に示す各回路要素を実現し、小型で安価なＣＯ2環境計測器を製作できる。
【００４６】
これにより手のひらサイズ（葉書大：１００×１５０ｍｍ）で、重質量は５００ｇ以下のＣＯ2環境測定装置が実現でき、人が容易に持ち運んで移動測定を行うことが可能となる。これらＣＯ2環境測定器１００に無線回線で結合するデータ収集用ＰＣ（パソコン）２００を組み合わせることで、ＣＯ2環境測定装置の小型化・低価格化を実現できる。
【００４７】
なお、計測目的によっては、温度センサや湿度センサを省いた構成、さらには太陽電池を省いた構成とすることで一層の低価格化を図ることができる。
【００４８】
（１Ｂ）省電力対応
ＣＯ2環境測定器１００は屋外での一定期間の定点観測を考慮し、二次電池１８での駆動時間は１週間とする。これを実現するため、ＣＯ2環境計測器としての平均消費電流を６０ｍＡ以下とし、測定していない間はマイコン１７をスリープさせて平均消費電流を抑える。なお、マイコン１７のスリープ解除の条件は、一定期間到達後、または、他ＣＯ2環境計測器からの出力データ中継要求（ＺｉｇＢｅｅなどのマルチホップ／メッシュ型の無線ネットワーク採用時）有りの場合である。
【００４９】
また、太陽電池１９を併用する場合、昼間に二次電池１８を充電することで駆動時間の延長を図ることができる。さらに、二次電池１８にはニッケル水素やリチウムイオンなどのエネルギー密度の高い電池を使用してその小型化を図ることができる。
【００５０】
（１Ｃ）長距離伝送対応、多点同時計測対応
比較的広範囲でＣＯ2環境情報の分布を同時計測するため、ＣＯ2環境測定器１００の最大伝送距離と同時計測点数は以下の仕様とし、比較的長い距離間隔で少ない個数を分散配置し、ＣＯ2環境測定装置としての全体構成の小型化、低価格化を図る。
【００５１】
最大伝送距離：１ｋｍ
同時計測点数：２０点
これを実現するため、ＺｉｇＢｅｅなどの低消費電力で、マルチホップ／メッシュ型の無線ネットワークを採用する。
【００５２】
（１Ｄ）ＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目
ＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目を表１に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
計測間隔は１分〜１２０分の範囲で設定可能である。計測間隔毎に、上記ＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目がフラッシュメモリ１７Ｃに保存されると同時に、または一定時間だけデータを集積して、間欠的にデータ収集用ＰＣ２００に無線送信する。
【００５５】
したがって、少ない計測点でかつ最小限のＣＯ2環境測定器１００の出力データ項目にしておき、この計測データをフラッシュメモリ１７Ｃに一次保存しておき、これらを集積してデータ収集用ＰＣ２００に間欠的に送信することで、計測データの収集を簡易にかつ効率良く行うことができる。
【００５６】
（１Ｅ）簡易補正対応
ＣＯ2センサ１１は、その使用環境での温度、気圧、湿度によって出力変動があるため、補正によって適正化した計測データを得る。このうち、測定精度に与える影響が大きい温度変化によるＣＯ2センサ１１の出力変動について、ＣＯ2環境測定器１００に搭載している温度センサ１２の出力値を基に内部のマイコン１７で補正演算を行い、ＣＯ2センサ１１の出力変動を補正する。なお、同じ機種のＣＯ2センサでも、センサ個体ごとに温度特性が異なることがあるため、ＣＯ2センサ個々に特性を簡易に補正可能であり、その保守管理を容易にする。
【００５７】
具体的には、一般利用者が冷蔵庫を利用し、低温時と高温時のＣＯ2環境測定器１００の測定データから温度依存性を求めておく。これら操作は、スイッチ１７Ａの操作を元にマイコン１７に記憶させ、そのデータを基にＣＯ2環境測定器１００の測定値を補正する。
【００５８】
ところで、赤外線を利用したＮＤＩＲ方式（Ｎｏｎ−ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ：非分散型赤外線吸収方式）のＣＯ2センサの場合、ハードウェアが原因で出力に含まれる誤差としては、光源（ＬＥＤ）、光を反射する筐体表面の状態、ＣＯ2吸収光を分光するフィルタ、出力信号処理用アナログ回路が考えられる。また、測定時の環境による誤差の原因としては温度、気圧、湿度が考えられる。
【００５９】
前者は複合的要因で、センサ個体ごとの出力値の違いになる。この誤差を補正するために、標準ガスの既知のＣＯ2濃度Ｃ（ｃａｌ）とＣＯ2センサの出力値Ｃｍの関係を以下の多項式で近似する。
【００６０】
Ｃ（ｃａｌ）＝ａ１＋ａ２＊Ｃｍ＋ａ３＊Ｃｍ2＋ａ４＊Ｃｍ3＋ａ５＊Ｃｍ4＋ａ６＊Ｃｍ5＋…＋ａｎ＊Ｃｍnー1 （１）式
ｎ次式までの多項式を採用するかはセンサの機種によるが、３次式までの演算で済むものが多い。例えば、あらかじめ、２点校正、あるいは３点校正で、定数ａ１、ａ２、ａ３を機種ごとに決めて、マイコンに記憶させることで、Ｃｍから予測値Ｃ（ｃａｌ）を求めることができる。なお、この校正に関しては、一般ユーザでの実施は不可能なので、工場出荷時に実施する。
【００６１】
一方、温度による出力変動は、温度によるＣｍの変化を測定して、Ｃｍの温度による以下の近似式を用いる。
【００６２】
Ｃｍ＿ｔ＝ｔ１＋ｔ２＊Ｔ＋ｔ３＊Ｔ2＋ｔ４＊Ｔ3＋ｔ５＊Ｔ4＋ｔ６＊Ｔ5＋…＋ｔｎ＊Ｔn-1 （２）式
例えば、簡易に補正を行うため、１次式（直線近似）Ｃｍ＿ｔ＝ｔ１＋ｔ２＊Ｔで表すとして、冷蔵庫低温Ｔｌｏｗのときのセンサ出力値Ｃｍ＿ｔｌｏｗ、冷蔵庫高温Ｔｈｉｇｈのときのセンサ出力値Ｃｍ＿ｔｈｉｇｈとして、ｔ１とｔ２を算出して、センサ出力の温度補正値Ｃｍ＿ｔを求め、上記の（１）式のＣｍに入れることにより、下記の（３）式によって温度補正係数を求める。
【００６３】
ｔ２＝（Ｃｍ＿ｔｈｉｇｈ−Ｃｍ＿ｔｌｏｗ）／（Ｔｈｉｇｈ−Ｔｌｏｗ） （３）式
補正係数を記憶させる際には、測定器の温度補正スイッチ１７Ａを用いる。このスイッチは３接点のスイッチで、ＯＦＦ（通常計測）／低温補正／高温補正の３つのポジションがある。通常はＯＦＦ（通常計測）のポジションで使用する。
【００６４】
図４はＣＯ2センサの簡易補正処理フローを示し、補正係数をマイコンに記憶させる際には、スイッチを低温補正ポジションに設定し、低温に設定した冷蔵庫に測定器を入れる。その後一定時間経過すると、低温時の温度とＣＯ2センサ出力値をマイコンが記憶する（Ｓ５４）。次に、冷蔵庫を高温に設定し、測定器のスイッチを高温ポジションに設定する。その後一定時間経過すると、高温時の温度とＣＯ2センサ出力値をマイコンが記憶し（Ｓ５７）、先に記憶した低温時の温度とＣＯ2センサ出力値を使用し、補正係数のｔ１とｔ２を求め、記憶する（Ｓ５８）。その後、スイッチをＯＦＦ（通常計測）に戻すことにより、更新された補正係数を用いた温度補正が実施され、保守管理も容易になる。
【００６５】
（１Ｆ）簡易校正対応
厳密な意味での校正を行うためには、標準ガスを用いて前出の多項式近似における定数を再計算し、マイコンに記憶させる必要がある。計測データの適正化処理として、一般ユーザが容易にＣＯ2センサを校正できるよう、標準ガスを使用することなく校正できるようにし、その保守管理を容易にする。
【００６６】
具体的には、清浄大気中のＣＯ2濃度が４００ｐｐｍであることを利用し、近くにＣＯ2発生源がなく比較的濃度が一定となる緑地へＣＯ2環境測定器を持ち込み、校正スイッチ１７Ｂを押すだけでＣＯ2環境測定器のＣＯ2濃度計測値を４００ｐｐｍに設定してＣＯ2環境測定器１００の計測値を校正する。
【００６７】
図５はＣＯ2センサの簡易校正処理フローを示し、緑地へ計測器を持ち込んで校正スイッチ１７Ｂを押下したときのＣＯ2センサの測定値を求め（Ｓ１，２）、この測定値と４００ｐｐｍの差分を補正値としてフラッシュメモリに保存しておく（Ｓ３）。その後、ＣＯ2センサを測定部位に設置し、その測定値を求め、この測定値に補正値を加算して実際の測定値とする（Ｓ４，Ｓ５）。
【００６８】
例えば、校正スイッチ１７Ｂを押したときのＣＯ2センサの測定値（前出の補正後の値）が５００ｐｐｍであった場合、４００ｐｐｍとの差分（つまり、−１００ｐｐｍ）を補正値として記憶する。その後は、ＣＯ2センサの測定値に補正値を加算することにより、実際のＣＯ2濃度を求める。ただし、多項式近似の定数を再計算せずに、単純にＣＯ2センサの測定値（前出の補正後の値）との差分で簡易的に補正を行うため、厳密な意味での校正ではない。そのため、この方法では誤差が２０ｐｐｍ程度発生するが、実用上問題ないレベルである。
【００６９】
（２）ＣＯ2環境計測データ利用装置
図１に示す構成のＣＯ2環境計測システムにおけるＣＯ2環境計測データを環境科学研究・開発に有効利用するためのデータ加工処理は、サーバ３００がその機能を負担するが、データ収集用ＰＣ２００にも一部の機能をもたせることも可能である（図１のデータ収集用ＰＣ２００には図示しない）。これらデータ加工処理の詳細を以下に説明する。なお、以下に説明する各データ加工処理を実現するための情報処理は、公知の技術を利用できる場合はそれを利用することができるが、公知でない技術は適宜開発し得るものである。
【００７０】
（２Ａ）ＣＯ2濃度計測値と計測点の表示
ＣＯ2環境測定装置により無線通信とＣＯ2センサを利用して大気中のＣＯ2濃度を測定し、データ収集用ＰＣ２００へ保存された計測結果は、データ収集用ＰＣ２００で表示可能である。また、ＣＯ2環境計測器１００にはＧＰＳモジュール１４が搭載してあるため、ＣＯ2濃度測定位置とその位置でのＣＯ2濃度をデータ収集用ＰＣ２００等に表示する地図上に重ね合わせた表示でその確認可能にする。さらにまた、前記計測結果は、データ収集用ＰＣ２００からインターネットを介してサーバ３００のデータベースに保存し、インターネットに接続したデータ閲覧用ＰＣ（パソコン、携帯電話、携帯端末など）４００で測定結果を閲覧可能にする。
【００７１】
図６はデータ閲覧用ＰＣ４００によるＣＯ2濃度測定結果の表示例を、図７はその処理フローを示す。画面左側の地図には測定した位置にＣＯ2濃度の違いを色で区別した点画像（丸印）が表示される。また、ＣＯ2環境測定器１００を移動させた場合は移動経路に直線を引いて示す。測定器の移動がない場合、点画像は移動しない。さらにまた、画面右側にはＣＯ2環境計測値の時刻変化を折れ線グラフで表示する。
【００７２】
図７の処理フローを以下の手順で実現する。
（Ｓ６１）データ閲覧用ＰＣ４００のマウスまたはキーボードより、データ閲覧用ＰＣ４００の画面に表示する地図エリアを指定する。
【００７３】
（Ｓ６２）サーバ３００は、指定地図エリアに対応する４角の位置情報（緯度、経度）を取り込み、指定エリア内に存在するＣＯ2環境測定器１００の機器番号をサーバ３００のデータベースから抽出する。
【００７４】
（Ｓ６３）サーバ３００は、取り込んだＣＯ2環境測定器番号のＣＯ2環境測定器についてその位置情報と時刻情報、及び、ＣＯ2濃度データをサーバ３００のデータベースから抽出する。
【００７５】
（Ｓ６４）サーバ３００は、取り込んだＣＯ2環境測定器番号のＣＯ2環境測定器における位置情報と時刻情報とから一定時間ごとにおける位置情報変化の有無を判断し、位置情報が変化している区間（移動している区間）に対し移動フラグをセットする。
【００７６】
（Ｓ６５）サーバ３００は、ＣＯ2濃度データと予め設定されたＣＯ2濃度範囲と色指定の対応表（図示しない）を参照し、ＣＯ2濃度の表示色を選択する。
【００７７】
（Ｓ６６）サーバ３００は、指定エリア内に存在する全てのＣＯ2環境測定器番号のＣＯ2環境測定器に対し（Ｓ６３）〜（Ｓ６５）を繰り返す。
（Ｓ６７）サーバ３００は、指定エリア内に存在する全てのＣＯ2環境測定器の機器番号、位置情報、時刻情報、移動フラグ、及び、表示色をデータ閲覧用ＰＣ４００へ送信する。
（Ｓ６８）データ閲覧用ＰＣ４００は、受信したＣＯ2環境測定器の位置情報、時刻情報を基に表示色を画面に表示させ、移動フラグがセットされている区間に対してはその区間の両端を直線で描画する。
【００７８】
この例のように、測定結果を地図上に表示するには、Ｇｏｏｇｌｅ ＭａｐｓやＹａｈｏｏ！ Ｍａｐｓなどの地図サービスを利用する。これらの地図サービスで提供されているＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を利用すれば、ＧＰＳで得られた位置情報を元に、地図上に測定値を表示したり、移動の経路を表示することができる。さらに、地図上に任意の図形を描画することもできる。なお、ＣＯ2濃度を色で表した点を表示する代わりに、点の大きさでＣＯ２濃度を表示しても良い。
【００７９】
（２Ｂ）ＣＯ2環境計測値の補間処理
地図上で指定された任意の解析点におけるＣＯ2濃度などのＣＯ2環境計測値の表示は、近隣の測定点で測定したＣＯ2環境計測値により補間算出するデータ加工処理をする。図８はＣＯ2濃度計測値の補間処理フローを示し、以下の手順で実現する。
【００８０】
（Ｓ１１）データ閲覧用ＰＣ４００のマウスでクリックされた地図上の地点の位置情報（緯度、経度）をサーバ３００が取得する（クリックされた地点の位置情報の取得には、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用する）。
【００８１】
（Ｓ１２）取得した位置情報より、近隣の測定点を数点抽出する。マウスでクリックした位置（緯度、経度）と、サーバ３００のデータベースに保存されている計測点の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）と時間情報から、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用して２点間の距離を求める。この距離が短い計測点を数点抽出する。なお、前記時間情報を基に、時系列で各々の同一時刻に距離計算を行うことにより測定点が移動しているか否かの区別をする必要が無くなる。
【００８２】
（Ｓ１３）抽出した近隣の計測点より、要素内補間により同一時刻における補間値を算出する。例えば、近隣の計測点が３点の場合の補間値の算出は図９を参照して説明する。
【００８３】
図９において、抽出した同一時刻における近隣の計測点をＡ点、Ｂ点、Ｃ点とし、各計測点のＣＯ2濃度計測値をそれぞれＣａ、Ｃｂ、Ｃｃとする。また、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点と補間対象のＸ点の距離をそれぞれＬａ、Ｌｂ、Ｌｃとする。このとき、Ｘ点のＣＯ2濃度の補間値Ｃｘは、以下の式で求めることができる。
【００８４】
【数１】
【００８５】
したがって、測定をしていない地点でも、近隣の測定点よりＣＯ2濃度を補間算出して表示することができる。
【００８６】
（２Ｃ）ＣＯ2環境計測値の標高断面表示
図１０はＣＯ2濃度の標高断面の表示例を示す。地図上で指定された任意の２点Ａ，Ｂをマウスでクリックすることにより、その２点を結ぶ直線上の標高断面図を表示し、この標高断面図上の各標高位置にＣＯ2濃度を色の違いで表示する。このＣＯ2濃度の標高断面図の表示は、図１１に示すＣＯ2濃度の標高断面図の表示処理フローに従って処理する。
【００８７】
（Ｓ２１）データ閲覧用ＰＣ４００のマウスでクリックされた地図上の２点Ａ，Ｂの位置情報（緯度、経度）をサーバ３００が取得する（クリックされた地点の位置情報の取得には、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用する）。
【００８８】
（Ｓ２２）サーバ３００は上記２点間を結ぶ直線上の複数点について、その位置情報を求める（地図サービスのＡＰＩを使用する）。なお、複数点の個数や間隔（例えば１０ｍ間隔など）については、ユーザで設定可能とする。
【００８９】
（Ｓ２３）サーバ３００は上記で求めた複数点の位置情報より、それぞれの点の標高を求める（地図サービスのＡＰＩを使用する）。
【００９０】
（Ｓ２４）サーバ３００は得られた複数点の標高値を直線で結び、標高断面図としてデータ閲覧用ＰＣ４００上の画面に表示をする。
【００９１】
（Ｓ２５）さらに、サーバ３００は、複数点の位置情報と、サーバ３００のデータベースに保存されている計測点の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）と、時間情報から地図サービスで提供されているＡＰＩを使用して２点間の距離を求め、この距離が短い計測点を複数点抽出する。なお、前記時間情報を基に、時系列で各々の同一時刻に距離計算を行うことにより測定点が移動しているか否かの区別をする必要は無い。さらにまた、同一時刻における近隣の計測点からＣＯ2濃度を図８および図９で示すような補間方法で算出し、標高断面図上に色または濃淡表示する。
【００９２】
したがって、計測地点の標高の違いによるＣＯ2環境の違いを認識したＣＯ2環境状態判定ができる。
【００９３】
（２Ｄ）ＣＯ2環境計測値変化のアニメーション表示
例えば、計測位置・場所や環境、時刻によるＣＯ2濃度の変化を、アニメーションで動的に表示する。
【００９４】
例えば図１２のように、複数個所で計測したＣＯ2濃度を地図上にグラディエーション表示する。同図の表示例では、神社の森と商店街および道路が記された地図Ｇ１について、朝方の図Ｇ２では、朝の通勤ラッシュにより道路周辺のＣＯ2濃度が高くなるが、森のＣＯ2濃度は低いままであることを色の違い（赤色は高濃度、青色は低濃度）で表示する。さらに、昼の図Ｇ３では、道路の交通量が減り、若干ＣＯ2濃度が下がり、商店街では人が出てＣＯ2濃度が上がり、森のＣＯ2濃度も若干上昇する。さらにまた、夜の図Ｇ４では、道路の交通量がほとんどなくなってＣＯ2濃度が下がり、商店街や森のＣＯ2濃度も下がる。なお、測定していない箇所の濃度は近隣の測定点より算出して補完する。
【００９５】
このように、時刻の経過に合わせてグラディエーションを移動することにより、ＣＯ2濃度の変化を動的に表示する。これにより、ＣＯ2環境を変化させるＣＯ2濃度などのＣＯ2環境要因の発生源や消費源が目で見て直感的に推定できるようになる。
【００９６】
図１３は、ＣＯ2濃度の時刻変化のアニメーション表示処理フローを示し、以下の手順とする。
【００９７】
（Ｓ３１）サーバ３００は、ＡＰＩを用いてデータ閲覧用ＰＣ４００上の地図画面上の４角の位置情報（緯度、経度）を取得し、測定点を含む領域をメッシュに分割する。メッシュの間隔（例えば５ｍ間隔など）はユーザで設定可能とする。図１３は測定領域のメッシュ分割の例を測定点Ａ，Ｂ，Ｃと共に示す。
【００９８】
（Ｓ３２）分割した個々のメッシュについて、以下の方法でＣＯ2濃度を求める。
サーバ３００は、分割したメッシュの位置情報と、サーバ３００のデータベースに保存されている測定点Ａ、Ｂ、Ｃの各々の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）を取得し、メッシュ内に測定点Ａ、Ｂ、Ｃが存在するか否かを計算する。
【００９９】
・図１４の「測定点Ａ」、「測定点Ｂ」、「測定点Ｃ」のように、メッシュ内に測定点が存在する場合、サーバ３００は、測定点のＣＯ2濃度をそのメッシュのＣＯ2濃度とする。
【０１００】
・図１４の「メッシュＸ」のように、メッシュ内に測定点が存在しない場合は、サーバ３００は近隣の計測点（例えば、図１４の「測定点Ａ」、「測定点Ｂ」、「測定点Ｃ」）より補間算出して、そのメッシュのＣＯ2濃度とする。なお、補間値の算出には、前記の図８および図９で説明した方式とする。
【０１０１】
（Ｓ３３）サーバ３００は、上記（Ｓ３２）の処理を、測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する。
【０１０２】
（Ｓ３４）上記（Ｓ３２，Ｓ３３）により、サーバ３００は、全てのメッシュに対して、時系列のＣＯ2濃度を求める。
【０１０３】
（Ｓ３５）サーバ３００は、各メッシュをＣＯ2濃度に対応する色で塗りつぶし、データ閲覧用ＰＣ４００上で時系列に表示変化させることでアニメーション表示を行う。
【０１０４】
なお、メッシュの間隔が大きいとモザイク表示のようになるが、メッシュの間隔を小さくすることにより、グラディエーションに近い表示が可能となる。
【０１０５】
（３）シミュレーション
図１に示す構成のＣＯ2環境計測システムにおけるＣＯ2環境要因の発生源／消費源を追加設定した場合のＣＯ2環境計測値変化のシミュレーションをＣＯ2濃度の場合で以下に説明する。
【０１０６】
測定したＣＯ2濃度データを基に、ＣＯ2発生源／消費源を追加することにより、場所や時刻によるＣＯ2濃度の変化をシミュレーションすることで、都市の緑化計画の成果シミュレーションなどに有効となる。
【０１０７】
図１５はＣＯ2濃度変化のシミュレーション処理フローを示し、以下の手順で実現する。
【０１０８】
（Ｓ４１）データ閲覧用ＰＣ４００からＣＯ2発生源（または消費源）の情報をパラメータとして設定する。設定されたパラメータはサーバ３００に送信される。設定する項目を以下に示す。
【０１０９】
・時刻毎のＣＯ2発生量（または消費量）：発生量は＋ｐｐｍ、消費量は−ｐｐｍで設定する。
【０１１０】
・距離による減少率：発生源もしくは消費源から離れることにより、発生量もしくは消費量が減少する割合を指定する。例えば、５％／ｍと指定すると、１ｍ離れると５％減少することを示す。
【０１１１】
（Ｓ４２）データ閲覧用ＰＣ４００から地図上の任意の地点をマウスでクリックすることにより、発生源（または消費源）を指定する。また、クリックされた点の位置情報（緯度、経度）をサーバ３００が取得する（クリックされた地点の位置情報の取得には、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用する）。
【０１１２】
（Ｓ４３）指定されたＣＯ2発生源（または消費源）の近隣の計測点について、以下の処理を行う。
【０１１３】
・サーバ３００は、データベースに保存されている計測点の位置情報（ＧＰＳにより取得した緯度、経度）と時間情報から、地図サービスで提供されているＡＰＩを使用して、計測点と発生源（または消費源）との距離を求める。なお、前記時間情報を基に、時系列で各々の同一時刻に距離計算を行うことにより測定点が移動しているか否かの区別をする必要が無くなる。
【０１１４】
・サーバ３００は、計測点のＣＯ２濃度の実測値、計測点と発生源（または消費源）との距離による減少率、パラメータで設定された当該時刻における発生源（または消費源）のＣＯ２発生量（または消費量）より、計測点におけるＣＯ２濃度のシミュレーション値を求める。このときの計算式を以下に示す。
【０１１５】
Ｃｓ＝Ｃｍ＋（１−（Ｒ＊Ｌ／１００））＊Ｃｏ
ただし、Ｒ＊Ｌの値が１００以上の場合は、Ｃｓ＝Ｃｍとする。
【０１１６】
Ｃｓ：計測点におけるＣＯ2濃度のシミュレーション値（ｐｐｍ）
Ｃｍ：計測点のＣＯ2濃度の実測値（ｐｐｍ）
Ｌ：計測点と発生源（または消費源）との距離（ｍ）
Ｒ：距離による減少率（％／ｍ）
Ｃｏ：発生源（または消費源）のＣＯ2発生量（または消費量）（ｐｐｍ）
（Ｓ４４）サーバ３００は、上記（Ｓ４３）の処理を、ＣＯ2環境の測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する。
【０１１７】
（Ｓ４５）上記（Ｓ４３，Ｓ４４）の繰り返し処理により、サーバ３００は、全ての計測点について時系列のＣＯ2濃度シミュレーション値を求める。
【０１１８】
（Ｓ４６）サーバ３００は、上記（Ｓ４５）で求めた時系列のＣＯ2濃度シミュレーション値を使用し、データ閲覧用ＰＣ４００上で時系列に表示変化させることでアニメーション表示を行う。
【０１１９】
図１６はＣＯ2消費源の追加によるシミュレーション結果の画像例を示す。同図において、神社の森と商店街および道路が記された地図Ｇ１において、空き地を緑地化（ＣＯ２消費源の追加）した場合のＣＯ2濃度シミュレーション値は、空き地の緑地化前の画像Ｇ２では道路のＣＯ2濃度は消費源の追加前と同じであるが、空き地の緑地化後の画像Ｇ３では空き地近辺の道路のＣＯ2濃度が低下したアニメーション表示となる。
【０１２０】
なお、各データ表示およびシミュレーションは、サーバ３００にその機能を持たせる他に、データ収集用ＰＣ２００にも一部のデータ加工処理機能およびシミュレーション機能を持たせることもできる。また、データ収集用ＰＣ２００をデータ閲覧用ＰＣ４００と同様の機能、すなわちサーバ３００で加工処理したデータ表示を可能とすることもできる。
【符号の説明】
【０１２１】
１００ ＣＯ2環境測定器
２００ データ収集用ＰＣ（パソコン）
３００ サーバ
４００ データ閲覧用ＰＣ（パソコン、携帯電話、携帯端末など）
１１ ＣＯ2センサ
１２ 温度センサ
１３ 湿度センサ
１４ ＧＰＳモジュール（受信機）
１５ 無線モジュール（送受信機）
１６ 無線アンテナ
１７ マイコン
１８ 二次電池
１９ 太陽電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気中のＣＯ2濃度などのＣＯ2環境を計測し、この計測データの収集・表示およびＣＯ2環境科学研究・開発に有効利用するためのＣＯ2環境計測システムであって、
環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、各ＣＯ2環境測定器の計測データをそのままデータ収集用ＰＣに無線でリアルタイムデータとして送信しておくＣＯ2環境測定装置と、
前記データ収集用ＰＣに収集した計測データがインターネット経由でサーバに送信されたときに、該計測データをデータベース化しておき、インターネット経由で前記計測データの閲覧が要求されたときに、この要求に応じて計測データを加工処理して該データ閲覧用ＰＣに送信するＣＯ2環境測定データ利用装置と、
を備えたことを特徴とするＣＯ2環境計測システム。
【請求項２】
前記ＣＯ2環境測定器は、二次電池と太陽光で発電して二次電池を充電する太陽電池を電源とし、一定期間の測定時のみ該電源で駆動し、測定していない間は前記ＣＯ2環境測定器内のＣＰＵを停止させて平均消費電流を抑える省電力手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項３】
前記ＣＯ2環境測定器は、温度センサを搭載しておき、測定したＣＯ2環境計測データについて、前記温度センサによる測定温度を基に該計測データの補正演算を行っておく温度補正手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項４】
前記温度補正手段は、冷蔵庫を利用し、低温時と高温時のＣＯ2環境測定器の測定データから温度依存特性を求めておき、この特性を基に前記ＣＯ2環境測定器の測定値を補正する適正化処理手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項５】
前記温度補正手段は、標準ガスの既知のＣＯ2濃度Ｃ（ｃａｌ）と前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの関係を３次式程度の多項式で近似しておき、温度による前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの変化を２次式程度で近似して温度補正を行う適正化演算手段を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項６】
ＣＯ2発生源がなく比較的濃度が一定となる位置に前記ＣＯ2環境測定器を設置し、ＣＯ2濃度を清浄大気中のＣＯ2濃度に設定して該ＣＯ2環境測定器の計測値を校正する校正手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項７】
前記ＣＯ2環境測定器は、測定した計測データを時系列に保存するフラッシュメモリを備え、無線が使用できない環境でもＣＯ2環境測定器単体でのデータの収集を行うデータ収集手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項８】
前記サーバまたは前記データ収集用ＰＣは、前記ＣＯ2環境測定装置により測定したＣＯ2環境計測値と計測点のデータを基に、観測地域の地図上にＣＯ2環境計測値を重ね合わせた表示でその確認を可能にするデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項９】
前記サーバは、
ＣＯ2環境計測値の違いを色で区別した点画像で表示する手段と、
ＣＯ2環境測定器を移動させた場合は移動経路に直線を引いて表示する手段と、
地図上に指定した位置を解析点とし、画面上の計測値グラフには解析点近隣のＣＯ2環境測定点でのＣＯ2環境計測値を補間算出し、この補間算出したＣＯ2環境計測値の時刻変化を折れ線グラフで表示する手段と、
のうち、少なくとも１つのデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１０】
前記サーバは、地図上で指定された前記解析点に表示するＣＯ2環境計測値は、近隣の測定点で測定したＣＯ2環境計測値により補間算出して表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１１】
前記サーバは、地図上で指定された任意の２点Ａ，Ｂを結ぶ直線上の標高断面図を表示し、この標高断面図上の各標高位置にＣＯ2環境計測値を色の違いで表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１２】
前記サーバは、ＣＯ2環境計測位置・場所や環境、時刻によるＣＯ2環境計測値の変化を、アニメーションで動的に表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１３】
前記サーバは、環境計測領域に、ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を追加設定した場合のＣＯ2環境計測値変化をシミュレーションするシミュレーション処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１４】
前記シミュレーション処理手段は、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源の発生量または消費量情報と、発生源または消費源から離れることによる発生量または消費量の減少割合情報をパラメータとして設定する手段と、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を、地図上の任意の地点に指定したときの位置情報（緯度、経度）を求める手段と、
前記指定されたＣＯ2環境要因の発生源または消費源の近隣のＣＯ2環境計測点について、前記位置情報より計測点と発生源または消費源との距離を求め、計測点のＣＯ2環境要因の実測値、計測点と発生源または消費源との距離による減少率、発生源または消費源のＣＯ2環境要因の発生量または消費量より、計測点におけるＣＯ2環境要因のシミュレーション値を求める手段と、
上記のシミュレーション値を求める処理を、ＣＯ2環境の測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する手段と、
上記繰り返し処理により、全ての計測点について時系列のＣＯ2環境計測値のシミュレーション値を求めてアニメーション表示する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１３に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１】
大気中のＣＯ2濃度などのＣＯ2環境を計測し、この計測データの収集・表示およびＣＯ2環境科学研究・開発に有効利用するためのＣＯ2環境計測システムであって、
環境計測領域に分散配置したＣＯ2環境測定器で計測データの取得およびＧＰＳによる測定位置情報を取得し、各ＣＯ2環境測定器の計測データをそのままデータ収集用ＰＣに無線でリアルタイムデータとして送信しておくＣＯ2環境測定装置と、
前記データ収集用ＰＣに収集した計測データがインターネット経由でサーバに送信されたときに、該計測データをデータベース化しておき、インターネット経由で前記計測データの閲覧が要求されたときに、この要求に応じて計測データを加工処理して該データ閲覧用ＰＣに送信するＣＯ2環境測定データ利用装置と、
を備えたことを特徴とするＣＯ2環境計測システム。
【請求項２】
前記ＣＯ2環境測定器は、二次電池と太陽光で発電して二次電池を充電する太陽電池を電源とし、一定期間の測定時のみ該電源で駆動し、測定していない間は前記ＣＯ2環境測定器内のＣＰＵを停止させて平均消費電流を抑える省電力手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項３】
前記ＣＯ2環境測定器は、温度センサを搭載しておき、測定したＣＯ2環境計測データについて、前記温度センサによる測定温度を基に該計測データの補正演算を行っておく温度補正手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項４】
前記温度補正手段は、冷蔵庫を利用し、低温時と高温時のＣＯ2環境測定器の測定データから温度依存特性を求めておき、この特性を基に前記ＣＯ2環境測定器の測定値を補正する適正化処理手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項５】
前記温度補正手段は、標準ガスの既知のＣＯ2濃度Ｃ（ｃａｌ）と前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの関係を３次式程度の多項式で近似しておき、温度による前記ＣＯ2センサの出力値Ｃｍの変化を２次式程度で近似して温度補正を行う適正化演算手段を備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項６】
ＣＯ2発生源がなく比較的濃度が一定となる位置に前記ＣＯ2環境測定器を設置し、ＣＯ2濃度を清浄大気中のＣＯ2濃度に設定して該ＣＯ2環境測定器の計測値を校正する校正手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項７】
前記ＣＯ2環境測定器は、測定した計測データを時系列に保存するフラッシュメモリを備え、無線が使用できない環境でもＣＯ2環境測定器単体でのデータの収集を行うデータ収集手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項８】
前記サーバまたは前記データ収集用ＰＣは、前記ＣＯ2環境測定装置により測定したＣＯ2環境計測値と計測点のデータを基に、観測地域の地図上にＣＯ2環境計測値を重ね合わせた表示でその確認を可能にするデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項９】
前記サーバは、
ＣＯ2環境計測値の違いを色で区別した点画像で表示する手段と、
ＣＯ2環境測定器を移動させた場合は移動経路に直線を引いて表示する手段と、
地図上に指定した位置を解析点とし、画面上の計測値グラフには解析点近隣のＣＯ2環境測定点でのＣＯ2環境計測値を補間算出し、この補間算出したＣＯ2環境計測値の時刻変化を折れ線グラフで表示する手段と、
のうち、少なくとも１つのデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１０】
前記サーバは、地図上で指定された前記解析点に表示するＣＯ2環境計測値は、近隣の測定点で測定したＣＯ2環境計測値により補間算出して表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１１】
前記サーバは、地図上で指定された任意の２点Ａ，Ｂを結ぶ直線上の標高断面図を表示し、この標高断面図上の各標高位置にＣＯ2環境計測値を色の違いで表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１２】
前記サーバは、ＣＯ2環境計測位置・場所や環境、時刻によるＣＯ2環境計測値の変化を、アニメーションで動的に表示するデータ加工処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１３】
前記サーバは、環境計測領域に、ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を追加設定した場合のＣＯ2環境計測値変化をシミュレーションするシミュレーション処理手段を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のＣＯ2環境計測システム。
【請求項１４】
前記シミュレーション処理手段は、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源の発生量または消費量情報と、発生源または消費源から離れることによる発生量または消費量の減少割合情報をパラメータとして設定する手段と、
前記ＣＯ2環境要因の発生源または消費源を、地図上の任意の地点に指定したときの位置情報（緯度、経度）を求める手段と、
前記指定されたＣＯ2環境要因の発生源または消費源の近隣のＣＯ2環境計測点について、前記位置情報より計測点と発生源または消費源との距離を求め、計測点のＣＯ2環境要因の実測値、計測点と発生源または消費源との距離による減少率、発生源または消費源のＣＯ2環境要因の発生量または消費量より、計測点におけるＣＯ2環境要因のシミュレーション値を求める手段と、
上記のシミュレーション値を求める処理を、ＣＯ2環境の測定開始時刻から測定終了時刻の間の測定データについて繰り返し実行する手段と、
上記繰り返し処理により、全ての計測点について時系列のＣＯ2環境計測値のシミュレーション値を求めてアニメーション表示する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１３に記載のＣＯ2環境計測システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図６】
【図１０】
【図１２】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図６】
【図１０】
【図１２】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−８３２９４（Ｐ２０１２−８３２９４Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１３３８（Ｐ２０１０−２３１３３８）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
２．Ｇｏｏｇｌｅ
３．Ｙａｈｏｏ！
【出願人】（５０７２１９６８６）静岡県公立大学法人 (63)
【出願人】（５０２００２４７４）明電ソフトウエア株式会社 (12)
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
２．Ｇｏｏｇｌｅ
３．Ｙａｈｏｏ！
【出願人】（５０７２１９６８６）静岡県公立大学法人 (63)
【出願人】（５０２００２４７４）明電ソフトウエア株式会社 (12)
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