3.データや情報のマネジメントの必要条件

3.1 複数の専門分野にかかわる、あるいは学際的であること

既存のデータマネジメントシステムは、基本的には学問分科別に構成されている。 それは、過去の大部分の研究は、たとえば、大気、海洋、固体地球、生物圏などの それぞれの内の複雑な過程を詳しく調べることに集中してきたからである。高速の 「スーパー」計算機や、地球観測システム(たとえば人工衛星)の現われるまでは、 相互作用するものとしての地球システムを扱うことは、不可能とは言わないまでも、 むずかしいことだった。今では、地球環境の変化を記録し、理解し、予測するため に、学問分野を横切る研究用データの需要がある。地球変化研究計画では、次の 7つの大きな研究分野をめざしている。

(参考文献: Committee on Earth Sciences, 1989年、"Our Changing Planet"。)

この全部の要素をつなぐ中心主題は、地球の物理的、化学的、地質的、生物的 システムを構成する部分間の相互作用である。このような学際的な研究を支える には、既存のデータマネジメントシステムにかなりの変更を加える必要がある。 「なかまどうしの」データアクセスのシステムは、ある研究分野の中ではじゅう ぶんうまく働いてきたが、現在や将来の科学者コミュニティの需要を支えるには 不適当だと考えられる。付録5は、NASAの地球システム科学委員会の報告書から 抜きだしたものだが、地球変化の研究で要求されるデータにどのような種類のもの があるかを詳しく紹介している。

行動: どのデータマネジメントシステムも、複数の専門にまたがる、あるいは 学際的なデータへの要求にこたえることができるものでなければならない。この ことは、データセットの説明、データの質、信頼性、付加価値をつけた(あるいは、 派生的に作られた)情報製品などに対して、[訳注: 単独の専門の要求にこたえる 場合よりも]きびしい要求を課することになる。

3.2 品質管理とデータの質

データの質と正確さに対する要求は、年々、あるいは数十年の時間スケールの変化 の検出、モニター、記録のためには、ほぼリアルタイムの現業システムの場合に 比べて、かなりきびしくなる。この討論会では、そのような特別の要求のいくつか を考慮した。これらの要求に適切に応じないと、地球システムの理解を進めること に対して、重大な障害をもたらすことになりうる。

データの質の保証に最も寄与するのはデータの科学的利用であることが認識されて いる。したがって、データを最大限に利用することを奨励することは、どんなデータ マネジメントシステムに対しても基本的な必要条件である。科学者がデータセンター と同じ場所にいることが必須であると判断される。また、 Unidata方式(4.1節参照)は、利用を奨励する上で 革新的な方法だと考えられる。このような主張をする根拠は、全部とは言えない までも多くの場合、データの問題点は、何かの --プロセスの研究であれ、地球規模 の変化の検出であれ、天然資源の計画や管理であれ-- 特定の応用に使われるまでは 検出されないという事実から来ている。品質管理の観点では、すべてのデータマネジ メントシステムに、データの流れのうちにはいりこむ、いろいろな型のエラー [訳注:まちがいと誤差の両方を意味する]を検出する データふるい分け 手続きを 組みこんでおくことが重要だと考えられる。このエラーの中には、センサーの特性が 時間とともに変化すること、不純物の混入、通信中の誤動作、キーボードからの打ち こみの際のまちがい、などが含まれる。しかし、こういったエラーのチェックは、 実際たいていの現業[訳注:たとえば毎日の天気予報]のシステムでは実施されている のだが、それは現業の要求に基づいて設計されている。そこではふつう、大きなくい ちがいには注意の印をつけるが、微妙な変化をつかまえる(あるいは目だたせる) ことをめざしてはいない。またエラーは次のようなことからも生じる。

以上の大部分とは言わないまでも多くが、実際の研究に使ってみて初めて検出可能 である。特に地球変化研究の目的で要求されるデータの質を考えた場合、その典型 的な場合には信号対雑音比(S/N)がとても小さいので、この問題はたいへんに複雑 である。

行動: 品質管理の手続きは、どのデータセンターでも、また研究のセンターでも 設けなければならない。次に、おそらくもっと重要なことは、データセットが環境の 変化の研究に役立つためには、長期にわたるデータの場の絶対的精度が保証され なければならないということである。したがって、観測システムを運営する機関は、 従来以上にデータの精度と質に関する責任を負うことになる。現業(たとえば予報) への利用者、および科学への利用者のコミュニティからのフィードバックは、データ が満足のいく質のものであることを保証するために必須である。

3.3 変化の測定と、データの保存・保持への需要

すべての科学的データを保存すべきだというのは、単純化しすぎたもの言いである。 それでもこれが、大部分の科学者やデータセンターが多かれ少なかれ従おうとした 運用原則であった。同時に、多くのデータセットが回復不可能な損失の危機にある。 それは、全部のデータを永久に保存するだけの資源が存在しないからである。討論 会の結論では、問題は一部はデータセンターの側にあり(たとえば予算不足)、 一部は科学者コミュニティの側にある。科学者は、どんなに費用がかかっても保存 せよと要求する傾向があるが、それほど多くのデータセットを使わなかったり、 データセンターに資金面での、あるいは道徳的・政治的な、支援をしなかったり する。あるデータセットに需要がない場合には、センターはそのデータセットを データマネジメントの構造の中で低い優先度におくことになるのが自然である。

もう一つの問題は、データの保持の決断をするための方法論が欠けていることで ある。図書館には、特に新しい本がたくさんはいってきて限られた本棚におさまり そうもないような場合には、どの本を本棚からどけるべきかを決めるための、かなり 洗練された手続きを発展させてきている。ある場合には、データ保管(アーカイブ) の方法も開発されてきている。衛星データについて、低分解能の(つまりある面積 ごとに平均した)データを作成し保管するとともに、高分解能のデータの流れの 散発的な見本を抜き出して保持しておくというものである。この方法がうまく いけば、リモートセンシングによるデータの全部に適用されることになるかも しれない。しかし、地球変化研究の目的にはもっと系統的なアプローチが必要 だろう。

討論会の中で、保管すべきものは「標準」の場と日々または年々の「変化」の場だけ でよいという指摘があった。つまり、観測された場のデータセットについて、 変わらない特徴については繰り返し保存する意味はないというわけである。この 場合、データ圧縮を賢く使えば、保管される「情報」の分量をかなり少なくする ことができる。しかし、そのような方式を実施するのには、まず「変化」の意味が 定義され、そのような方式の根拠と手続きを決定する科学的判断基準が確立して いる必要がある。「平常の」状態があるか、何が「平常」か、観測の限界はどんな ものかについての慎重な判断が必要である。

また、変化の検出やモニターに関して、信号対雑音比についての深刻な問題が議論 された。この討論会の議論の中では、データマネジメントに力点がおかれたので、 変化の物理を研究するのに適した観測やデータ収集に対する要求についてはそれほど 議論されなかった。

討論会では、データをとることに経験を持つ科学者がデータの問題に直接にかかわる ことが必要であるようないくつかの課題があると結論した。これまで科学者の間では データはだれか別の人の問題という前提で考えるのがふつうだったが、これは改める 必要がある。

行動: どのデータを(そしてどの空間・時間分解能で)恒久的に保存するかを 決める科学的指針と政策を開発すること。

3.4 長期の継続性

地球変化研究計画の重点は、10年から100年の時間スケールで起こっている、あるいは 起こりそうな、変化をモニターし、理解し、予測することにある。したがって、この 討論会では、陸面や陸の被覆の変数、生物地球化学サイクル、生態系などの量を モニターする新しい観測システムは、長い期間にわたって連続して働くことが保証 されるように設計されるべきであると考える。「20年テスト」は意義のある要求で ある。つまり、20年先に、安定した正確な観測記録に基づいて、それまでに起こった 決定的な変化の存在を判定し、特性を記述することを可能にするということである。 したがって、観測、記録、データマネジメントのシステムは、何十年もの期間維持 されつづける必要がある。

変化のモニターやモデリング(モデルの実証を含む)を可能にするために同様に重要 なのは、新しい観測システムと古い観測システムの連続性である。つまり、歴史的 データの時系列が、新しいデータの時系列になめらかにつながるようにする必要が ある。さらに、自然の変化と人間活動に由来する変化との区別は、未来と、歴史的 記録(ここでは、過去100年間の機器観測による記録をさす)や古気候の記録との 組み合わせによらなければわからない。この理由から、討論会では、過去の記録から のデータセットの編集に新しい観測システムの開発と同じ優先順位を与えるよう 勧告した。人間活動の影響で起こりうる変化がこれまでに経験のない規模の影響を 引き起こす可能性があることから、基本的問題に答えるために、20年や30年ぶんの 新しい観測システムからのデータがたまるのを待てないかもしれない。このように 言ったからといって、もっと洗練された観測技術への需要を軽く扱うわけではない。 地球変化研究のために必要な変数やシステムの特性のうちには、今は観測・測定が されていないものが多いことは明らかである。したがって、こういった新しい種類の データを取得する新しい方法を開発することも、前のものとならんで、必要である。

行動: 過去の記録からデータセットを編集することを、新しい観測システムを 開発することと同じ優先順位におくこと。地球変化に関するデータセットの回復や 必要な再処理を助け、将来の観測システムの長期の継続性を保証すること。新・旧 の観測機器あるいは技術の間の不連続を解消するための比較実験をすることが 望ましい。

3.5 データやデータセットに関する情報: メタデータ

どのデータがどこに、どんな形で、どんな媒体上にあり、どのようにしてアクセス 可能であるかといった情報を、集め、編集し、配布するしくみを作ることが基本的 に必要である。さらに、データセットが(たとえば、生態系区分や、全球あるいは 地域の気温の場のデータが)そのデータを集めたり加工したりするのに直接に かかわっているのと違った専門の科学者に使われる可能性が高いことを考えると、 データセットにはわかりやすい説明文書をつける必要がある。説明文書は、データ はどのように収集(あるいは観測)されたか、どのような加工(解析)が行なわれた か、データの信頼度と代表性などについての情報を提供し、また、そのデータに ついて記述されている問題点 --それの応用価値を減らす、あるいは限定する可能性 のある点-- をはっきり示すものでなければならない。討論会では、いくつかの (すべてではない) 専門分野のデータシステムではすでに、データのディレクトリ [どこに何があるのかの概略情報をまとめたもの]、カタログ、インベントリ [それぞれ所蔵の明細目録]などが維持されているが、それらは統合される必要が あるということが認識された。なお、データの信頼度に関する情報は一般には あまり提供されていない。

行動: データセットやデータセンターの簡潔にまとめた記述を含むマスター ディレクトリ (Master Directory) を設立すること。そこには、メタデータ (metadata)、つまりデータを取った責任者以外の人がデータを信頼できる方法で 使うことができるようにするための追加情報を含めること。

3.6 データや情報へのアクセス(オンライン、オフライン)、 データセットの利用可能性と配布

データへのアクセスや利用可能性を最適なものにするために、適切な新しい技術を 応用すべきである。ある種のデータに関して定期的な業務上の必要のあるデータ センターの間で(また利用者との間で)は、高速通信回線を通じてオンラインの アクセスができることが望ましい。研究のためのデータへの需要へのサービスは、 伝統的には大部分のセンターでは手作業で、つまり手紙や電話で問い合わせや注文 を受け、磁気テープやフロッピーディスクやCD-ROMを郵便で発送するという方法で 行なわれてきた。オンラインのアクセスは、特に、少ない量のデータに対しては、 これに代わる効率のよい手段になりうる。ただし、利用者がどんなデータを要求する かを正確に知っており、データセンターが要求されたデータを検索し送る会話型の 機能を持っていることが前提である。オンラインのデータ発送は、データの量が多い 場合(たとえば衛星観測のディジタルデータ)にはとても高くつく。また、研究者が すぐにデータを使おうとしていない場合は、不必要でもある。そのような場合には 郵便の交換のほうが安く、そして効率的でもある。

この討論会では、広く利用可能な自動化されたオンラインのアクセスが安全にまた 効率的に働くようになるまでにいくつかの前提条件があることを認識した。

自動化されたシステムでは、利用者が必要とするデータを注文し受け取ることが できるために、じゅうぶん完成されたカタログ、ディレクトリ、インベントリ (明細目録)が必要である。そうでないと、利用者は意図せずに、いらないデータを 受け取ってその代金を払うことになる。したがって、全部のデータセンターが それぞれの内部でよく組織されるまでは、利用者とデータマネジメント担当者との 直接のやりとりがたぶん必要だろう。多くの専門分野にまたがる利用者コミュニティ とつきあうには、このようなやりとりは望ましいばかりでなくおそらく必須だろう。 利用者とセンターとの直接の対話があれば、センターは利用者がどのようにデータを 使おうとしているのか知ることができ、利用者は何が利用可能になっており何はない のかを理解できる。

最小限の要求として、ディレクトリ情報が、なるべくならオンラインで、アクセス 可能になっているべきである。ディレクトリには、利用者をより完全な記述に導く 指示を含んでいるべきであり、なるべくなら利用者がデータの見本に「目を通す」 ことができるようななんらかの機能を含むべきである。将来は、技術(特にソフト ウェア)が進歩して、全国的データシステムにある程度の(つまり、少量の、高度に 加工された、付加価値のつけられた情報製品に対しての)オンライン情報アクセスが 組みこまれることになるだろう。討論会は、また、自動化されたオンラインシステム を実現するための費用を注意深く吟味すべきであると感じた。そのようなハード ウェアやソフトウェアを開発するための資金が研究を犠牲にする可能性への心配も 示された。

音楽産業で開発されたCD-ROM(コンパクトディスクを媒体とした読み出し専用 メモリー)や、利用者が書くことができるような光記録媒体の技術の出現で、基本的 なデータ保管場所や、データ配布のしくみが、今までのように集中した形でなくても よくなった。ここで集中型というのは、少ない数の大きなセンターが全部の注文を 受け、大きなデータベースから要求されたデータセットを抜き出し、それを発送する という意味である。多くの人に使われる、量の多いデータセットは、CD-ROMに おさめることができ(たぶんそうすべきであり)、まとめて(要求に応じて)利用者 に送ることができる。こうすれば、センターは特定のCD-ROMのセットが提供可能で あることを宣伝し、利用者はそれを手にいれて、興味のある部分データセットを抜き 出すことができる。そしてセンターは大きなデータセットからデータを抜き出す費用 や作業の手数にかかる費用を大幅に減らすことができる。そうなれば、データセット は本屋の本や辞書のような、あるいは小売り店の電子部品のような、既製品の商品と なる。

討論会では、CD-ROMを大量生産し大衆に利用可能にするということが、ごく近い将来 に考えられるべき案として議論された。この場合、データセンターの努力と資源の 大部分は、データ収集、品質管理、加工、パッケージ化、改訂に向けられることに なる。別の可能性として、今、本や雑誌を扱っているように、データセットを大学の 図書館に自動的に配布するという案も考えられた。そのようなしくみが成功するために は、いろいろな専門分野別のものにせよ、多くの専門にまたがる地球変化研究の目的 のものにせよ、図書館が定期購入の注文を出せるような「データ出版産業」が なければならないだろう。

行動:
  1. データセンターやデータセットに関する情報にオンラインでアクセスできる ようなマスター ディレクトリを開発すること。
  2. 地球変化研究のためのすぐれたデータセットを集め、編集し、利用のために 加工して、CD-ROMやその他の光媒体の形で配布すること。
  3. データベースへのオンラインアクセスについての要求を見直し評価すること。

3.7 「情報」の生産と配布

「情報」という用語は(ここでは「生データ」と区別しているが)違ったグループ では違う意味に使っている。ここでは、衛星観測から得られた情報や、数値モデル の出力のデータの場など、「高度な」加工あるいは解析を経たデータをさしている。 科学者コミュニティは、大部分の研究上の解析には、そのようなデータセットを (ほとんどそれだけと言っていいほど)必要とし、また使っている。それぞれの 研究者が観測データを直接加工し解析するというのは、特定の研究目的のために 改良された解析方式を使ってやるのでないかぎり、費用の効率的な使い方ではない。 したがって、質のわかった、全球規模の解析されたデータ[訳注: おそらく気象現業 の習慣に従い格子点への内挿をさして解析と言っていると思われる]を継続して保管 していくことには需要がある。そのような場の量の品質は、査定され、--特に研究者 やその他の利用者コミュニティからのフィードバックにもとづいて-- 記述され なければならない。

行動: 地球変化研究のための 付加価値のつけられたデータ つまり情報製品を、 CD-ROMなどの利用可能な記録媒体の上に整え、配布すること。

3.8 国際的なデータの交換

討論会では、地球変化の研究の目的には全地球規模のデータセットが必ず必要になる ことが認識された。一国の規模と全球規模のデータへの要求の対比を含めて、いくつ かの側面が考慮された。全球データは、モニターや診断型の研究、モデルの実証、 衛星データの較正などに必要である。国内の詳しいデータは、影響評価に必要で ある。国の受ける影響には、ある程度は国の領域の外で起こる変化から(たとえば 輸入・輸出、貿易収支を通して)受けるものも含まれてはいるけれども。 したがって、地球変化研究の目的には、明確で強力な国際的データマネジメントの 窓口を設立することが必須であると考えられる。現在、アメリカ合衆国と他の国と の間に、データの交換をしやすくするためのいくつかの2国間の協定がある。 討論会は、[データマネジメントの]「システム」が科学のために働くように、 国のデータマネジメント活動が、もっと総合的に国際的プロジェクトや計画に 統合されるべきであると感じた。

行動: 国内と国際のデータシステムの間の窓口を設立し強化すること。 国際協同プロジェクトへの参加を保証すること。

[第4章] [目次]