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情報通信技術を用いた電磁場信号処理の高度化と地下構造モニタリングへの適用

Research Project

Project/Area Number 18J20941
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Earth system and resources engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

佐藤 真也  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords地磁気地電流法 / 地球電磁気 / データ処理 / 信号処理 / 地下環境モニタリング
Outline of Annual Research Achievements

地磁気地電流(MT)法は,地下深部の比抵抗構造が可視化可能な物理探査法であり,時間的に変化する地熱地域の地下比抵抗の評価にも応用されている。しかしながら,電磁場(MT)応答関数の地下比抵抗構造に依存した時間的変化を検出することは,次の2点の問題のため困難である。(A)電磁ノイズが観測データに混入すると,MT応答関数の推定誤差が大きくなり,時間的変動分の検出が困難となる。(B) 局所的な電離層電流が流れることで,地上磁場の空間勾配が生じ,MT応答関数は電流源の流れる位置に応じて変化する。本研究はこれらの問題を解決し,MT法は地下比抵抗構造の時間的変化の議論へ応用できることを示した。具体的な成果は次の4点にまとめられる。
(1)観測点に対する電流源の位置を変化させながら,磁場の空間勾配に依存して変化するMT応答関数を計算した。(2)観測データに混入した電磁ノイズを除去する手法を開発した。時系列データの過半数がノイズに汚染された場合,従来法での解析は困難だが,本手法を用いることで解析に成功した。(3)地上磁場の空間勾配を,地磁気データのスペクトログラムから評価・抽出可能な手法を新たに開発した。(4)気象庁柿岡地磁気観測所で測定された電磁場データから,(2)の手法を用いて時間的に変化するMT応答関数を導出した。(3)の手法を用いて磁場変動の空間勾配を評価し,電離層電流の位置に応じて変化するMT応答関数を除去した。その結果,MT応答関数の時間的変動は,降雨量に依存することを示した。観測点の地質構造・周波数間での同期性などを考慮すると,MT応答関数の時間的変化は,降雨による表層の比抵抗異常の変化を反映したと解釈できる。そのため,上述の問題(A)・(B)を解決し,地下比抵抗構造の変化に起因するMT応答関数の時間的変化を検出することに成功した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Method for obtaining response functions from noisy magnetotelluric data using frequency-domain independent component analysis2021

    • Author(s)
      Sato Shinya、Goto Tada-Nori、Kasaya Takafumi、Ichihara Hiroshi
    • Journal Title

      GEOPHYSICS

      Volume: 86 Issue: 1 Pages: E21-E35

    • DOI

      10.1190/geo2018-0792.1

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of loop source current on magnetotelluric responses of spherical Earth2020

    • Author(s)
      Sato Shinya
    • Journal Title

      BUTSURI-TANSA(Geophysical Exploration)

      Volume: 73 Issue: 0 Pages: 168-176

    • DOI

      10.3124/segj.73.168

    • NAID

      130007856285

    • ISSN
      0912-7984, 1881-4824
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Altitude effects of localized source currents on magnetotelluric responses2020

    • Author(s)
      Sato Shinya
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 72 Issue: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01200-7

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spatial gradients of geomagnetic temporal variations causing the instability of inter-station transfer functions2020

    • Author(s)
      Sato Shinya、Goto Tada-nori、Koike Katsuaki
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 72 Issue: 1 Pages: 1-19

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01231-0

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evaluation of effect on transfer functions by time-spatial geomagnetic variation using Multi-Channel Nonnegative Matrix Factorization2018

    • Author(s)
      Shinya Sato and Tada-nori Goto
    • Journal Title

      Proceedings of the 13th SEGJ International Symposium

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] mprovements in data processing for time-lapse EM exploration by Multi-Channel Nonnegative Matrix Factorization2018

    • Author(s)
      Shinya Sato and Tada-nori Goto
    • Journal Title

      Proceedings of the 15th International Symposium on Mineral Exploration ISME-XV

      Volume: - Pages: 30-30

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 論文紹介: Altitude effects of localized source currents on magnetotelluric responses2021

    • Author(s)
      佐藤真也
    • Organizer
      令和2年度Conductivity Anomaly研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 論文紹介: Spatial gradients of geomagnetic temporal variations causing the instability of inter-station transfer functions2021

    • Author(s)
      佐藤真也
    • Organizer
      令和2年度Conductivity Anomaly研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 電流源の平面地球と球体地球のMT応答関数に対する影響について2020

    • Author(s)
      佐藤真也
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2020年大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 地下環境に依存したMT応答関数の時間的変動2020

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2020年大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 日向灘周辺におけるMT応答関数の推定2020

    • Author(s)
      中村捷人, 市原寛, 後藤忠徳, 松野哲男, 多田訓子, 佐藤真也
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2020年大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 日向灘周辺における3次元の比抵抗モデリング2020

    • Author(s)
      中村捷人, 市原寛, 後藤忠徳, 松野哲男, 多田訓子, 佐藤真也
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏第148回講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 自然電磁場信号を用いた地下比抵抗構造モニタリングの実現可能性2020

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳, 柏谷公希, 小池克明
    • Organizer
      資源・素材学会関西支部第17回「若手研究者・学生のための研究発表会」
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] On the variation of MT responses triggered by Source Field2020

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      令和元年度Conductivity Anomaly研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 日本海溝アウターライズ領域における太平洋プレートの比抵抗構造について2020

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳, 笠谷貴史, 市原寛, 山野誠
    • Organizer
      令和元年度Conductivity Anomaly研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Referenceデータが与える地磁気変換関数への影響について2019

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 日本海溝アウターライズ領域における太平洋プレートの低比抵抗部について2019

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳, 笠谷貴史, 市原寛, 山野誠
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] MTインピーダンスの回転不変量の時間的変動について2019

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      物理探査学会第140回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 独立性及び複帯域性に基づいた自然電磁場データからのノイズ除去の試み2019

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏第146回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電流源と独立なMT応答関数の時間的変動について2019

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏第146回講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 電流源の空間不均質性が引き起こす地磁気変換関数の変動について2019

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      平成30年度Conductivity Anomaly研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 周波数領域独立成分分析に基づくMTデータ処理法の開発2019

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳, 笠谷貴史,市原寛,吉村良慧,大志万直人
    • Organizer
      平成30年度Conductivity Anomaly研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 超短基線電場測定によるAMT探査の試み2019

    • Author(s)
      後藤忠徳,山田勇次,川口草太,大田優介,佐藤真也,小路久稔,上地成就,佐々木裕
    • Organizer
      平成30年度Conductivity Anomaly研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Improved algorithm of Frequency Domain Independent Component Analysis for Magnetotelluric data processing2018

    • Author(s)
      Shinya Sato and Tada-nori Goto
    • Organizer
      24rd Electromagnetic Induction Workshop
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Marine EM surveys in the off-Miyazaki and off-Kochi area between 2017 and 20182018

    • Author(s)
      Hiroshi Ichihara, Tada-nori Goto, Tetsuo Matsuno, Noriko Tada, Shinya Sato and Yuji Yamada
    • Organizer
      International Joint Workshop on Slow Earthquake 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of effect on transfer functions by time-spatial geomagnetic variation using Multi-Channel Nonnegative Matrix Factorization2018

    • Author(s)
      Shinya Sato and Tada-nori Goto
    • Organizer
      The 13th SEGJ International Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvements in data processing for time-lapse EM exploration by Multi-Channel Nonnegative Matrix Factorization2018

    • Author(s)
      Shinya Sato and Tada-nori Goto
    • Organizer
      15th International Symposium on Mineral Exploration
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日本海溝アウターライズ領域における太平洋プレートの比抵抗構造2018

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳, 笠谷貴史, 市原寛, 山野誠
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 非負値行列因子分析を用いた磁場変動データ解析法の改良2018

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      物理探査学会第138回講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 信号源の空間不均質性が地磁気変換関数に与える歪み2018

    • Author(s)
      佐藤真也, 後藤忠徳
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏第144回講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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