4.いくつかの問題点と解決策

4.1 データマネジメントへの科学者の参加

討論会では、次のことが認識され議論された。数少ない注目すべき例外を除いて、 科学的「研究」はデータマネジメントから実質的に切り離されてきた。実際に多くの 科学者が全国的データセンターと密接に関与していたりその中で働いていたにも かかわらずである。気象・気候のような多くの分野で、現在は、データ収集は現業 官庁の仕事となっており、科学者コミュニティは基本的にそのシステムから出てくる データに頼っている。近年、データマネジメント担当者、データ技術者、計算機 専門家、計算機科学者などの新しいコミュニティが発達し、その中の人は、データを 使う科学者との直接の接触がわずかしかないこともある。このような社会構成が成立 し発展してきた結果、科学者コミュニティの中に、データマネジメントは時間を 食う、魅力のない作業であり、重荷であるという印象ができてしまった。さらに、 研究にたずさわる科学者にとって、データマネジメントは最終産物--研究論文や業績 を評価された昇進-- に直接つながらない支援サービスだと考えられたために、格の 低いものであり、だれかほかの人の問題であり、望ましくないものだという「像」が できてしまった。しかし、地球科学委員会は、地球変化研究計画の中で、データ マネジメントが最も重要な問題の一つであると強調している。よい科学にはよい データが必要である。それをとったのが科学者自身であれ、同僚であれ、技術者で あれ、自動化システムであれ。

討論会では次の点も認識された。現在のデータマネジメントの問題の多くが、科学者 コミュニティがデータマネジメントやデータセンターに参加せず、また、その結果で あるが、データマネジメントを支援していないことから来ている。この問題の解決と して、同じ場所で働くことは一つの有効な方法である。たとえば NCAR(大気科学 研究センター)、 エネルギー省のCO2センター、USGS(地質調査所)のEROS センター、NOAAやNASAのデータセンターの例がある。NSF(国立科学基金)が資金を 出したUnidataプロジェクトは科学者コミュニティを参加させるために別のアプローチ をとった。Unidataの場合、「データセンター」自体は存在しない。UCARにおかれた Unidataプログラムセンターは、大学に属する大気科学者のコミュニティの代理人と して働く。[訳注: Unidataの主な機能は、NOAAの気象データを大学にリアルタイム で配布することであり、それはNSFの資金で民間のデータ通信サービス会社と契約 することで実現されている。Unidataセンターはその契約およびユーザ支援(データ を利用するための計算機プログラムの提供など)にあたる。]その業務は、学識 ある科学者による委員会や作業グループによって監督されている。

討論会は、科学者コミュニティがデータマネジメント活動に参加することが、データ の質やデータの保存を保証する上で基本的に必要なことだと考えた。また、データ マネジメントに対する適切な予算配分を保証したり、高いレベルの政策をうちたてる ために、科学者コミュニティの支援と積極的弁護が必要である。そのような支援の 記録は乏しい。この問題を解決するために、革新的な対策を見つける必要がある。

行動: 「科学」と「データマネジメント」の関係の社会的認識を変える必要がある。

4.2 データの量、データの保管(archiving)、データの損失

従来の観測ネットワーク(たとえば世界に分布する地上気候観測点)から得られた 歴史的データのような、わりあい量の少ないデータでさえ、回復不可能なまでに こわれて情報が失われる危険にさらされている。これまで20から25年にわたって 集められた衛星観測データの場合、保管と維持の問題はずっと深刻である。何千本 もの磁気テープが再複写されておらず、すでに使えなくなっているかもしれない。 それは一つには記録媒体の磁気のぼけや劣化などによる。もう一つには、多くの場合 別のテープに記録されてきた、位置決めデータ、較正用情報、観測機器の性能の 詳しい情報などが失われたことによる。このような補助情報なしで生データだけを 保存しても、むだな努力になるかもしれない。データセットを生き返らせることは、 単にデータのテープを読めるようにすることではないと考えなければならない。

保管されている衛星データの量はおよそ 200テラバイト [ 1テラバイトは10の12乗 バイト] と見積もられている。今の困った状況に至った原因となる問題としては 次のようなことがあげられる。

以上の問題の一部は、データセンターが採用している値段のつけかたと技術とから 来ている。データはふつう磁気テープに記録され、代金の請求はテープを読んで 複製する費用に基づいて行なわれている。そして衛星データは、何千とまでは いかないとしても、何百本もの磁気テープを占める。CD-ROMなどの新しい技術を 採用し、適切な値段をつければ、この問題は避けることができるかもしれないと 討論会は認識した。

EOS (Earth Observing System)などの計画中の観測システムにより、データの 量は指数関数的にふえると予測される。

図:  地球科学関連のデータの量。
    横軸は西暦の年。
    縦軸は蓄積されたデータ量、単位は10の15乗ビット。
     [なお、1バイトは8ビット]

討論会では、NASAのEOS衛星計画などから出てくる、非常に大量のデータセットの マネジメントの問題について、戦略を開発し適用することが必須であると考えた。 これは、データを(現業や、リアルタイムあるいはそれに準ずるモニタリングへの 利用だけではなく)科学研究の目的に役にたてるためには特に重要である。討論会 ではまた、ISCCP(国際衛星雲気候学計画)で開発されてきているような、新しい データ保管戦略を採用するとよいかもしれないと考えた。これは、生データは衛星 を運用する機関が、一部の中間段階の産物はデータを解析するグループが持ち、 高度に処理された情報製品だけがデータセンターに保管されるというものである。

別の種類のデータの損失が、図書館で起こるのと同様に、新しく得られたデータを 納めるために保管庫の「かたづけ」が必要になるときに起こる。また、データが時代 遅れのものとなり(たとえば新しい技術では読めなくなったとか)、維持するのに 費用がかかり、アクセス不可能になりかけているものは、所蔵から消してしまうしか ないこともある。あるおもしろい例について少し長めに論じよう。NASAが1980年 ごろ、古い Landsatのデータ(1972年から1975年の、アナログテープ[ビデオテープ を利用]に記録されたもの)を「引退」させることに決めた。その理由は、その衛星 に関するメタデータ[データに関する情報]のテープがいたんでおり、またビデオ テープを保存する費用が無視できず、またそのテープを読んで新しいディジタル形式 に変換するための計算機システムも急速にいたんでおり無期限に維持することは できないというものであった。この場合、データの救出はうまくいった。EROS (地球資源観測システム)データセンターが、保管する価値のある画像のリストを 作り、その多くについて変換が行なわれた。地表面過程の研究に関心のある科学者の 国際的グループが、気候に敏感な地域の保存すべき画像の短いリストを作り、その 画像も保存された。この画像の一部は、のち、ISLSCP(国際衛星陸面気候学計画)の 国際的研究費で購入された。

行動: 取り出し不可能になるおそれのあるデータを再複写(そして処理)する 行動を、すぐにとることを勧める。生データを使うために必要な補助情報(メタ データ)も保存しなければならない。つまり、データ救出の努力が必要である。
NASAに対して、EOSで期待される非常に大量なデータをどうマネジするかを助言する 諮問委員会を作るべきである。次のような問題について研究開発プロジェクトを 始めるべきである。空間・時間サンプリング技術、データ圧縮技術、たいへん大きな データベースやデータの集積を扱う新しい技術。
データを所蔵から「引退」させる必要のあるデータセンターや機関に対して、データ を使う科学者が助言者としてかかわるべきである。

4.3 第三者によるデータの利用と誤用

地球変化研究がたくさんの学問分科にまたがるものであるため、データを違う分科の 第三者」が使うことによる誤用の危険が潜在的な落とし穴となっている。一つの学問 分科の中でも、さらに専門分化が進んでいるため、意図しない誤用が起こりうる。 討論会では、データの誤用やまちがった研究の結論を出すことを防ぐためのいくつか のアプローチが示された。

などである。

一般に、直接の人対人のやりとりがあれば、誤用はそうとう減らせると感じられて いる。この場合、データマネジャーに見識があり、利用者がもっと詳しい情報が ほしい場合はだれに連絡すればよいかを知っていて、利用者がそういうデータ マネジャーと直接つきあうのならばうまくいく。

自動化されたシステムでも、このような直接の、多くの場合定性的な人と人の情報 交換を除外してはならず、むしろ助けなければならない。

第三者によるデータの利用に関して、別の問題がある。それは、データセンター または国による価格の決めかたや、著作権(それが認められる場合)の保護に関する ものである。いくつかの機関では、二本立ての値段の原則を持っているか、計画中 である。一方の値段の原則は科学研究のためのデータ配布に適用され、もう一方は 商業利用に適用される。しかし、そのようなシステムが正しく運用されているかを モニターし、違反を摘発するのは不可能ではないとしてもむずかしい。政府による データの買い上げや、国ごとのデータセットの国際的な交換を考えると、問題は ずっと複雑になる。この討論会では、こういった問題をどう解決するかについての 明確な勧告を出すことはしなかったが、データの財産としての利用に関する指針と なる全国的また国際的な一般的合意を得るべきであると考えた。一案としては、ある 種のデータは「パブリックドメイン(public domain)」であると決め、他のデータは そうでないという扱いにすることは可能だと考えられる。後者については、利用に 対する条件をつけることができるが、前者についてはできない。この原則は、現在、 マイクロコンピュータ用ソフトウェアの市場で、事実上適用されているものである。

行動:
  1. 第三者の、意図しない誤用を防ぐにはどうするかという課題を総合評価する こと。
  2. 地球変化研究のためのデータ交換やデータ利用の原則の指針を開発すること。

4.4 観測・測定とデータマネジメント

何を、どのように、どのような正確さで観測すべきかということは、科学の問題で あるとともにデータマネジメントの問題でもある。科学研究のために必要となる地球 システムの変数の多く、たとえば植生、境界層の高さ、フラックス、などは、直接 はかられるのではなく、リモートセンシングのスペクトル放射データから間接的に 計算されたり、モデルの出力として得られたりする。データマネジメントシステム は、こういった最終産物の代表性、正確さ、精度についての情報を得て保持している 必要がある。また、陸上や海上で状態変数を観測している観測点の空間分布が じゅうぶんでないため、変数の場の全球の格子点での分布を得るには、データ同化 モデルや内挿・外挿方式が使われる。そのような場の量のデータを作る仕事は、多く の場合、データマネジメントと特定目的の研究を組み合わせた現業センターで 行なわれている。その手続きの改良は検証の仕事の結果にもとづいて継続的に 行なわれている。このような活動が、純粋に研究目的のデータセットの作成について も決定的に重要である。

行動: 科学者コミュニティは、データ同化やモデル出力の検証の仕事にもっと 参加するべきである。

4.5 データの安全保障(security)と一貫性(integrity)

特別に組織され予算がつけられた研究目的の実験観測の場合を除いて、現業の観測や データマネジメントのシステムでは長期のデータの安全保障や一貫性については甘い のがふつうである。安全保障としては、1か月のオーダーの期間、データセットが 消えたりこわれたりすることがないようにすること、一貫性としては、現業のリアル タイムに近い利用に影響を与えるような はずれ値 を取り除くことだけに限られる ことが多い。これは、現業のセンターが利用者から要求される期限のため、当然の こととも言える。しかし、地球変化研究のためには、もっときびしい質の要求がある ので、リアルタイムやそれに準ずる情報取り出し技術よりも改良されたものが必要で ある。

リアルタイムの観測プラットフォーム(地上と宇宙の両方を含む)の操作者が集めた データは、保管担当機関に通信で送られるが、今のところ、遅れて伝えられたデータ の処理や検証にはごく限られた努力しかされていないことに注意しておく必要が ある。衛星データには、現業の較正や間接的に得られた地球物理的な量の検証が継続 的に行なわれていないという特有の問題がある。多くの場合、長期にわたる場の量 (たとえば地表面状態についての)を衛星観測から得るという仕事は、研究的な仕事 と考えられている。データの完全な処理を遅れて行なわれる研究用のデータマネジ メントに任せない有力な理由は、遅れての処理は全く行なわれないことが多い --特に予算が乏しいときは-- ことである。

データの安全保障は、火、水、損傷、ほこりに対する保護を確実にするだけでは じゅうぶんではない。複製の保管庫を維持しておく必要があり、また記録媒体 (たとえば磁気テープ)の劣化に対する保護の手続きを制定する必要がある。また、 データが誤りなく読めるかどうか定期的に調べること、データの再複写、データを 新しい(特に、より信頼のおける)媒体、たとえばCD-ROMその他の光記録媒体に写す こと、そして、これらの手続きを進める間、関連するメタデータの一貫性と通用性を 保つことが必要である。データセンターは、がんじょうな(そして予算のついた) データセット維持の計画を持つ必要がある。今、多くのセンターにはそれがない。 データの安全保障を確実にするための、維持の費用は、データ収集の費用に比べれば 無視できるほどである。それでも、この費用はしばしば忘れられ、そのことがこの国 のいくつかのデータセンターでデータの災難 [大量の損失] を起こしうる要因に なっている。国際的には、この問題はさらにだいぶ悪い状況にある。

行動:
  1. データとメタデータの一貫性と安全保障を確実にするための指針を開発し、 手続きを制定すること。
  2. データが長持ちする媒体に移され、その記録媒体の期待寿命にもとづいて 決められた一定の時間間隔で再複写されることを確実にすること。
  3. データの利用を奨励すること。データの一貫性を点検しその安全を保障する ためのすぐれた方法は、データを使って仕事をすることである。

4.6 標準と指針

大部分の全国的データセンターでは、内部の目的に、事実上の標準を(たとえば処理 手続きやデータ形式(format)などについて)持っている。一般に、それらの標準は 一つ一つ違っている。それは一つには共通の指針がないからである。たとえば、 それぞれのデータセンターが、それぞれの専門分科のデータの型に依存する、データ の形式などを発展させてきた。同様に、大学で作られた研究用データセットも、 プロジェクトごとに決められたさまざまな形式になっている。多くの場合、一つの 専門分科の中でさえ、標準の形式は存在しない。しかし、注目すべき例外もある。 いくつかの全国的あるいは国際的な研究プロジェクトや実験観測では標準の形式が 使われた。たとえば次のようなものである。

データの交換、特に通信による交換では、標準を守ることが義務となっていることが 多い。たとえば、気象、海洋(このばあい IOC と共同で)、地震その他のデータを 交換するために WMO が組織している全球通信システム(GTS)では特定の標準形式が 使われている。

地球変化の全国的データマネジメントの目的に関して、討論会は、新しい「システム」 はたくさんの「副標準」を扱う能力をもつものであるべきであり、もしオンラインの アクセスを実現するのならば、それぞれのデータセンターに形式変換ルーチンを用意 して違う形式のデータを受け入れることができるようにする必要があることを認識 した。一般に、科学者である利用者は、データを利用者が決めた形式にすることを 望むが、データセンターそれぞれにこの機能をもたせることは、追加でかかる費用が 大きいため不可能かもしれない。

とりわけ大事なのは、データセットの説明についての標準である。この部分は深刻な ほどに整備が遅れており、その結果、データが失われたり、資源がむだになったり、 その両方が起こったりしていることがわかった。さらに、科学研究者やその他の利用 者に対して、プロジェクトが完了したときにデータセットを提出するという働きを 期待されていることを明記するような方針が示されたことは少ないようである。 討論会では、 NSFやNASAなど一部の機関では、研究関係のデータセットについて そのような方針をすでに持っていたり、整備しはじめていたりすることがわかった。

なお注意として、標準はデータマネジメントのある面では必要なものではあるが、 ある種の標準は柔軟性や技術革新を妨げるおそれがあることも指摘した。討論会の 結論としては、標準の制定に関する優先度の高い目標は、データの流れ、交換、 そして説明を改良することであるということになった。

行動: 機関や専門分科を越えた参照わくぐみとして使われる標準や指針を開発 すること。標準の第1の必要性は、データ交換をやさしくし、ソフトウェアやデータ セットパッケージを(計算機システム間で、またデータセンター間で)操作互換 (interoperable)にすることである。この作業を監督するための作業グループを 作ること。

4.7 データ保管庫(archive)の構造とデータの形式

データ保管庫のマネジメントのあらゆる側面に関してきびしい形式の標準を作ること は現実的とは考えられない。すでに(計画的なものも、事実上のものもあるが) いろいろな標準がすでに存在しており、それの成立に対して科学者コミュニティは あまり大きな影響を与えてこなかった。その例としては、データベースマネジメント の問い合わせ言語SQLとか、ビジネスのコンピュータ化や情報アクセス・交換の目的 で発達してきた通信プロトコルなどがある。一般に、共通に使われる情報アクセス システムでは、操作互換性(interoperability)が望ましい性質であると感じられて いる。

センター内部のデータ保管庫の構造は、センターの効率を最大にするよう設計すべき である。つまり、センターがそれ自身のデータやデータセットに利用者の需要に 応じて速くアクセスすることができるようにするということである。この構造は、 データセンターどうしでかなり違うものになりうる。それぞれのデータセンターが、 たくさんの種類の保管形式を持ち維持することは、利用者の需要に駆動され適切な 資金提供を受けていないかぎり、現実的ではないだろう。標準の交換形式を使うこと は有用である。ただしその形式は複数必要かもしれない。それは、

などによって変わりうる。

行動: データ保管庫の構造とデータ形式についての指針を開発し、利用可能な ハードウェア・ソフトウェア技術を総合評価して、データマネジメントに役立つ ものを判断すること。このような研究からわかったこと、あるいは勧められること を出版すること。

4.8 集中型と分散型のデータマネジメント

地球変化研究のための全国的なデータ・情報マネジメントのシステムは、大学や全国 センター(連邦政府のものやそれ以外のものを含む)や国際センターにおかれた、 たくさんの学問分科別の、学際的な、あるいは複数の分科にまたがるデータセット からなる、(集中型ではなく)分散型のものにならざるをえないだろう。地球変化 研究のために、すべての利用者が求めるすべてのデータセットが一つの地球変化 データセンターにある必要はないと討論会では感じている。第1に必要なのは、 すでにある、あるいはこれからできるセンターの集団を調整・統合し、利用者から みて、共通の、手続き、規則、データ問い合わせ能力、データアクセス方法などを 持った、単一の実体であるように見えるようにすることである。

この統合を実現するために、マスター ディレクトリが必須である。マスター ディレクトリが一つのセンターだけに存在すべきだとは考えない。むしろ、いくつか の全国の政府機関のデータセンターにおかれ、入力、更新、情報アクセス、データ 配布手続きなどに関する共通の規則をもつべきである。しかし、討論会では、共通の システムのためのなんらかの形の集中した(あるいは共同の)マネジメントも必要で あると考えた。

行動: 機関の間の調整のための共同マネジメントシステムを作ること。 マスター ディレクトリを作ること。 全国システムのその他の機能単位は、分散したシステムの一部として働き続ける。

4.9 連邦官庁と大学のデータ保有

この国[アメリカ合衆国]では、多くのデータや情報、たとえばモデルの出力、 研究用に較正された衛星観測による場の量、特別観測実験やプロジェクトからの データ、などが、大学やその他の連邦政府以外の機関に保有されている。これらの データ保管庫、少なくともそのうち大きいものは、連邦政府の官庁のデータ保管庫と 同じくらい研究コミュニティにとって重要である。たぶん、そのような政府以外の 機関のデータ保管は、ある学問分科あるいはその細分された分科の科学者 コミュニティには知られていても、地球変化研究計画に関係してくるようなたくさん の分科にまたがる広い科学者コミュニティにはあまり知られていないだろう。 したがって、次のようなことが必要になる。

さらに、そういう散らばったデータセットの少なくとも部分セットを、連邦のデータ 保管センターに提出してもらうことを確実にするような大筋の政策を発達させること が重要だと感じられた。特に、学問分科にまたがった広い地球変化研究の利用者 コミュニティにとって関心のあるデータについてはそうである。最低限の目標は、 こうしたすべての存在するシステムから仮想的な全国データ・情報システムを作り、 科学者はすべての「利用可能な」データセットの存在を知ることができ、データ セットにアクセスすることもできるようにすることである。

行動: 連邦官庁と大学のデータ保有の情報をマスター ディレクトリに含める こと。ディレクトリの情報をハードコピー(要約)およびディスクの形で配布する こと。

4.10 データマネジメントとデータ交換

それぞれのデータセンターの内には、データベースのマネジメント、データへの アクセス、取り出し可能性などにかかわる技術的要求がある。もっと高い水準で、 データマネジメントはそのセンターが保管するもの以上のものをカバーする必要が ある。たとえば、利用者コミュニティによりよく役立つようなデータセットを整える ため、全国的あるいは国際的にデータを選ぶという積極的データマネジメント活動が 望まれている。地球変化研究の目的には、これは、必要とされるすべての種類の データに関する国際的なデータ交換のシステムを設立することを求めることになる。

センターごとの水準を越えて、センターの集団を全体として研究コミュニティに 役立つように調整することも要求される。IWGはこの機関間の調整とデータマネジ メントに働くことができ、そうすべきである。

討論会で、一部の人は、マネジメントはもっと少なくてよく、データがもっと必要 だという意見を述べた。討論会では、管理や調整の活動は、データセットの内容や 質を改善する活動には関与すべきではないこと、また、単に官僚的な層を追加する だけになってはいけないこと、が認識された。

行動:
  1. IWGを通じた、調整や機関間のデータマネジメント活動を続けること。
  2. 地球変化に関する変数の、国際的データ交換を改善する計画やプロジェクトを 発足させること。

4.11 データの注文手続きと価格政策

研究のためのデータセットを見つけ、注文することに関する問題が、科学者あるいは その他の利用者のコミュニティの直面する主要な障害となっていると討論会では認識 された。この問題は、国際的なデータが必要になる場合、そうとう複雑なものになり、 利用者がある研究の方針を捨て、データ取得(あるいは費用)の困難の少ない別の プロジェクトに移ることがしばしばあるほどである。

それぞれのデータセンターごとに、たとえ同じデータセットに対してでも、注文を 処理する手続きや、会計システム、請求する費用などが違っている(いくらかの 共通性はあるが)ということが注目された。たとえ共通の政策的指針 --たとえば、 複製の費用だけを請求する-- を適用しても、データセンターそれぞれの内部のデータ セット保管の形式によって、実際にかかる費用がそうとう違うこともある。費用は 多くの場合、センターが処理する入力テープの本数と作る出力テープの本数に基づい て計算される。たとえば、あるデータセンターがデータを時系列の形式だけで保管 していて、ある利用者が空間分布の形でデータを要求すると、データセンターは必要 なデータを取り出すために数本の磁気テープをまわさなくてはならなくなる。別の データセンターが同じ基本的データを時刻ごとに空間分布の配列の形で保管していた とすれば、この特定の注文にたいしてはこちらのほうが取り出し費用がずっと安くて すむだろう。

上の問題の一部は、ランダムアクセスのできる光ディスクの技術を使えば解決できる。 しかし多くのデータセンターは磁気テープの形で大量のデータを保有している。調整 された全国データマネジメントシステムの一部として、1か所でどこの機関のデータも 注文できるようなしくみを開発させることが有用だろうと討論会では考えた。また、 利用者が自分の要求に最も近い形のデータを持つセンターに自動的に導かれるような、 センター間の相互参照のしくみが必要である。

行動:
  1. すべてのセンターに適用される共通の価格政策の指針を作ること。また、地球 変化に関するそれぞれのデータセットをあちこちの「データ出力点」から直接注文 できるような --つまり、1か所でどのセンターのデータも買えるような-- 会計 システムを作ること。
  2. センター間の相互参照のしくみを作り、利用者の注文はその利用者の需要に 最も近い形のデータを持つセンターに向けられるようにすること。

4.12 データセットの出版と査読(peer review)

今の状況では、データセンターあるいは研究代表者が、高い質のデータセットを作り、 発表することへの動機づけがない。これは、データの質を低くする原因となる問題の 一つである。科学研究論文には査読つきの出版システムがあるが、データの出版には ない。その結果、データセットの作者はデータに関する仕事をしたことを全く、 あるいは少ししか認識されない。たとえばCD-ROMにより、査読を受けたデータを出版 するしくみを作ることは、科学者たちに地球変化研究のために役にたつデータを発表 し、出版することを奨励するのに適切な方法かもしれない。そのようなしくみが実現 されるまでは、どのデータがだれに使われたかの情報、および利用者からのフィード バック情報を集め、マスター ディレクトリにおさめることが有用だろう。

行動:
  1. データ学術雑誌を創刊すること。たとえば、データをCD-ROMの形で出版する こと。そして、データセンターや研究コミュニティがデータを出版することを奨励 すること。
  2. マスター ディレクトリに、だれがそのデータを使ったか、また利用者の経験 したことなどの参考情報を含めること。

4.13 データの表現: 対話型表示とグラフィックス

人間の脳の計算能力のかなりの部分は、視覚から得られる情報を処理し消化すること に使われている。つまり、環境をつかみ理解するために、脳は図形・画像の形の情報 を扱うのに慣れており、たいへん進んだパタン認識能力と、それに対してずっと弱い 数値計算能力を持っているのである。現代の技術には、また現代の科学活動のやり かたには、逆の状況、つまり(電子計算機による)非常に進んだ数値計算能力と、 限られた図形表示能力がある。次のような状況も考えられる。複雑な観測システム (地上、地下、そして宇宙空間からの)により、全地球のシステムの4次元的構造が 観測されるが、表示されるのは、その構造の単純な断面、典型的には2次元の、数字 で表現された断面だけであるという場合である。最近、表示技術は改良され、色が 使えるようになったが、もっとよいソフトウェアやデータ表現技術が必要である。 4次元カラーグラフィックスの必要性は、相互作用のある過程の因果を理解し(人間 の頭脳で)、定量化し、モデル化する前に、多様なデータの場(「変化」の場)を 解析し比較することが必要であるという状況では、決定的なものとさえなるだろう。 NASAのEOSが導入されれば、そのような表示技術は必須のものである。それが なければ、EOSは複雑なデータを表示するソフトウェアぬきのCATSCAN(CTスキャン、 計算機に支援されたトモグラフィー走査)機械の同類となり、役にたたないものに なってしまうだろう。

この目的を達するためには、地理情報システム(GIS)ソフトウェアや、特に、その 時系列処理の面、そして、できれば「動画」ソフトウェア技術の発達を加速すること が必要である。将来の問題としては、大がかりな並列処理(これに関するソフト ウェアはまだ基本的には未熟である)を広い範囲に使っていくことがあげられる。

行動:
  1. 高度な対話型グラフィックスをデータの表現や解析に使うことに関する探検的 研究を始めること。
  2. GISシステム、特にその時系列処理の面の発展を加速すること
  3. 「動画」ソフトウェアやグラフィックスの開発を促進すること。

4.14 プラグ互換のソフトウェア

いろいろな科学分科の内部あるいは相互で標準化ができていない結果、ソフトウェア に関してもシステム間の互換性がないという問題が生じている。利用可能な資源から より広いコミュニティが利益を得られるようにするために、データセンターや個々の 研究者が開発したソフトウェアパッケージを共有することができるようにすることへ の需要がある。しかし、「全国規模の」システムがそのような交換を可能にする前 に、データベースの標準、あるいは界面の標準の少なくとも一方が必要である。後者 は、いろいろな応用プログラムが「プラグ互換」[訳注: 同じ電源コンセントにいろ いろな電気器具のプラグをさしこんですぐに使うことができるように、プログラムの 部品を相互にさしかえ可能にしておこと]であるために必要となることである。多数 の人がある形式を使うことに基づいて、事実上の標準が発達してきたし、これからも そうだろうと一般には認識されている。しかし、ソフトウェアの構成やその入出力 能力を設計する上で、より互換性を高くするために、指針があることが役にたつとも 考えられている。

行動: 発展性のあるソフトウェア界面の標準と、ソフトウェアの構成や説明書の 指針を開発すること。それらはこの種の技術の急速な発展に対応できるものである こと。

4.15 人工知能とエキスパートシステムの役割り

討論会では、人工知能(AI)とエキスパートシステムの技術にそうとうな発展が見られ、 データマネジメントに応用できる可能性があることに注意した。たとえば、人工知能 的パタン認識の技術は、(1)現代のあるいは歴史的なデータのデータベースの品質 評価、(2)データの中から興味深いものになりうる相関関係を探し、人間の研究者に 注目させること、などに対して、費用の割りに効果的な手段となりうる。 エキスパートシステムは、たとえば、データ保持の意志決定 (勧告 3.3参照)に関する、系統的な、合意された 戦略を定式化し実施するために使うことができる。

文書を管理するAI技術は、データセットに関する批判的な記述(つまりメタデータ)を つかまえ、維持することや、必要な説明書を広くたやすく利用可能にするために使う ことができる(勧告 3.5参照)。その他のAI技術は いろいろな場面で使われ、通信を便利にしたり、複数の人がデータを共有して使う ことができるようにすることにより、確かに地球変化の研究に有益な働きをしている。

今のところ、データへのアクセスや、メタデータの提供は、人間の「データ収集 担当者」が扱っている。この方式は、正しいデータ収集担当者が正しい研究者の相手 をするときにはわりあいうまく働くが、さまざまな科学分科の、人数もどんどん ふえてゆく研究者たちが、それまで身近でなかったデータにアクセスしそれを利用 することが必要になってくると、このような手作業による通訳は費用の効果的な 使い方とは言えなくなってくる。データ収集担当者はすでに仕事が多すぎるので、 収集担当者と注文する側の人の両方にかしこい計算機の支援が提供されなければ、 絶望的に疲れてしまうことになるだろう。地球変化の研究のためのテコとして、 現在社会の研究部門や商業部門で進められているAIの進歩を、役立つものを改良 しながら使っていくべきなのである。

行動: データマネジメントのために使うAIやエキスパートシステムに関する 調査および開発の活動を始めること。

4.16 全球データ・情報システム試験(GIST)

地球変化の研究の目的には、全球規模のデータセットや情報が必要である。その第1 の理由は、地球的変化を記述するためである。いくつかの気候システムの変数に 関しては、空間分解能が限られているという問題はあるとしても、ルーチンとして 国際的に交換されているが、地球変化を測定しモニターするために必要な変数の多く、 たとえば地表面や陸面被覆の特性はそうなっていない。そこで討論会では、いくつか の気候に敏感な地域を選び、変化の(a)観測やモニター、(b)収集、(c)解析、(d)予測 を科学的にしっかりした方式でできる実現可能性を測定するための、全球情報システム 試験(GIST)を実施することが重要だと考えた。GISTの主な目的は、観測・情報抽出 システムの全体を通じて、

などを追いかけることである。このような総合的な試験は、世界各地の選ばれた地域 で、変化の観測、理解、モニターをするためにどのような体制上・技術上の問題が あるのかを同定することを助けるものである。試験地で精密な方法論ができあがれば、 GIST実験の結果を全球規模に応用することが計画される。討論会では、少なくとも鍵 となる変数の組、たとえば気温、降水量、陸面被覆などについてのGIST実験を実施 するという構想を支持した。

行動:
  1. データマネジメントの問題点を同定するための端から端までの試験を実行する こと。そして、データがデータマネジメントの構造を構成するさまざまな部分を 流れるあいだにデータの質と量を保証する手続きを確立すること。物理量取り出しの アルゴリズムや同化・解析方式のチェックを含む。
  2. 鍵となる地球変化の変数に関する全球情報システム試験(GIST)を計画し実施 すること。

[第5章] [目次]