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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
急速な都市化と工業化により、大都市の大気環境は著しく悪化しています[1][2] 。自然発生物質と人為起源物質の両方を含む大気汚染物質は、人間の病気や死亡率、自然環境や建築環境への損害に関連しています[3] 。しかし、主要な汚染物質の排出を削減するために国際機関と国内機関の両方が過去数十年にわたって献身的な行動をとってきたにもかかわらず、都市の空気の質は悪化し続けており、住宅環境に影響を与え、市民の健康を害しています[4] 。
情報通信技術 (ICT) は、都市の空気の質を改善するという課題への取り組みに貢献してきました。センサー ネットワークは、広く分散したモニタリング ステーションを通じて空気の質をリアルタイムでモニタリングするための強力なツールを提供します[5][6] 。全地球航法衛星システム (GNSS) 技術と組み合わせたポータブル大気汚染センサーは、ほぼリアルタイムで大気質を監視するための可用性とアクセシビリティを強化して、既存のセンサー ネットワークを補完します[7][8] 。また、国内および国際レベルでの大気汚染物質測定の統合的で相互運用可能な管理のために、空間データ インフラストラクチャ (SDI) が確立されます。たとえば、ISO 19156 に基づくヨーロッパの SDI である INSPIRE は、加盟国の大気質データにアクセスし、共有し、使用するためのフレームワークを定義しています[9] 。大気質情報プラットフォームは、センサー システムと市民の間の架け橋です。地理情報システム (GIS) に高度に結合された Web ベースおよびモバイルベースのアプリケーションの両方により、市民は空間的または時間的な制限なしに大気質情報サービスを簡単に取得できます。
都市の大気問題に対する市民の意識が高まるにつれて、大気汚染は現在、環境と社会の両方の問題になっています。市民はまた、大気質評価と環境ガバナンスに参加することが奨励されています[10] 。これらの社会的および技術的変化には、大気質情報システムとそのサービスを開発するための新しいパラダイムが必要です。従来の大気質情報システムとは異なり、市民はもはや大気質情報の消費者ではなく、大気質情報の生産者でもあります。たとえば、ブログ、Twitter, Facebook などのソーシャル メディア サービスは、現在、都市の大気質の問題に関する市民の懸念を表明するための主要なコミュニケーション チャネルになっています。ソーシャル メディア テクノロジー プラットフォームは現在、空気の質に対する市民の認識を収集する「ソーシャル センサー」と見なされています[11][12] 。
この文書では、大気質情報システムが開発され、ISO 19154 を参照しています。地理情報へのユビキタスなパブリック アクセス (UPA-to-GI) は、一般大衆が簡単に地理データまたは情報にアクセスして作成できる地理情報サービスです。ユビキタスコンピューティング環境。このシステムでは、ISO 19154 で定義されている UPA コンテキスト情報モデルを使用して、さまざまな情報源 (物理センサー測定値、主観的な市民の意見、セマンティック ソーシャル メディア データなど) からの大気質データを関連付けます。 UPA コンテキスト情報モデルは、市民の状況に応じた要求に応じて、大気質情報サービスを策定するためにも使用されます。
このドキュメントは、UPA コンテキスト情報モデルの理解を助け、大気質情報サービスへの適用を説明することを目的としています。この点に関して、概念実証 (POC) 研究が韓国のソウルで実施されました。 GIS ベースの大気質情報システムは、UPA ベースの大気質情報サービスを実現するために設計および実装されました。世界的に、大気質を監視および報告するためのさまざまなアプローチがあります。このドキュメントで説明されている UPA ベースの電波品質情報サービス モデルは、考えられるすべての例のサンプルです。ただし、UPA コンテキスト情報モデルを設計および実装するための基本的なアイデアと概念は、各国の固有の大気および社会環境に準拠した、他の UPA ベースの大気質情報サービスを開発するのに依然として役立ちます。
Introduction
Rapid urbanization and industrialization have led to a severe deterioration in the atmospheric environments of major cities[1][2]. Air pollutants, which include both naturally occurring and anthropogenic substances, are associated with illness and mortality in humans, and with damage to natural and built environments[3]. However, despite the dedicated actions over the past decades of both international and national organizations to decrease major pollutant emissions, urban air quality continues to worsen, affecting residential environments and harming the health of citizens[4].
Information communication technology (ICT) has contributed to addressing the challenges of improving urban air quality. Sensor networks provide a powerful tool for monitoring air quality in real-time through widely dispersed monitoring stations[5][6]. Portable air pollution sensors, combined with the Global Navigation Satellite System (GNSS) technology, supplement an existing sensor network with enhanced availability and accessibility for monitoring air quality in near real-time[7][8]. Also, spatial data infrastructure (SDI) is established for integrated and interoperable management of air pollutant measurements at national and international levels. For example, INSPIRE, which is the European SDI based upon ISO 19156, defines a framework to access, share, and use air quality data from member countries[9]. The air quality information platform is a bridge between the sensor systems and the citizens. Both web- and mobile-based applications, highly coupled to geographic information systems (GIS), enable citizens to easily obtain air quality information services without spatial or temporal limitations.
As public awareness of urban atmospheric problems has risen, air pollution now has become both an environmental and social problem. Citizens are also encouraged to participate in air quality assessment and environmental governance[10]. These societal and technical changes require a new paradigm to develop an air quality information system and their services. Different from conventional air quality information systems, citizens are no longer only consumers of air quality information, but rather producers of air quality information. For example, a social media service such as a blog, Twitter, and Facebook are now major communication channels for expressing the concern of citizens about urban air quality issues. Social media technology platforms are now regarded as"social sensors" collecting citizens’ perceptions of air quality[11][12].
In this document, an air quality information system was developed, referencing ISO 19154. The ubiquitous public access to geographic information (UPA-to-GI) is a geographic information service for the general public to easily access and produce geographic data or information in a ubiquitous computing environment. In this system, the UPA context information model defined in ISO 19154 is employed to systematically associate air quality data from various information sources (e.g. physical sensor measurements, subjective citizen's opinions, and semantic social media data). The UPA context information model is also used to formulate air quality information services, conforming to the citizen's contextual requests.
This document aims to assist the understating of the UPA context information model and to illustrate its application for air quality information services. In this regard, a proof of concept (POC) study was conducted in Seoul, South Korea. The GIS-based air quality information system was designed and implemented to realize a UPA-based air quality information service. Globally, there are widely different approaches to monitor and report air quality. The UPA-based air quality information service model, described in this document, is a sample of all possible examples. However, the underlying idea and concept for designing and implementing the UPA context information model is still helpful to develop other UPA-based air quality information services, conforming to the unique atmospheric and social environments in each nation.