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Study on grasping damage situation in wide flood area and detecting healthy roads around the flood area for emergency rescue using radar polarimetry

Research Project

Project/Area Number 19H02389
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 25020:Safety engineering-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

Sato Ryoichi  新潟大学, 人文社会科学系, 教授 (00293184)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 寛喜  新潟大学, 自然科学系, 教授 (20251788)
山口 芳雄  新潟大学, 自然科学系, フェロー (50115086)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2019: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords被災地観測 / 自然災害 / レーダポーラリメトリ / 合成開口レーダ / リモートセンシング / 洪水 / 河川氾濫 / 救助用陸路
Outline of Research at the Start

本研究では、緊急時の災害現場における人命救助や二次被害防止に活用させるために、観測被災領域からの特徴あるマイクロ波散乱特性と偏波情報を特定し、それらを巧みに組み合わせて利用することで、1) 河川の水位上昇の把握、2) 堤防の状態把握、3) 河川決壊箇所の検出、4) 浸水住宅領域の観測および被災程度の判定、5) 適切な緊急避難・救助用陸路の検出、を可能とする画像解析手法および判定アルゴリズムを確立する。さらに、光学センサ等を用いた他の遠隔観測技術では困難とされる「建築物間に生じる影領域」等の「見えない」領域の被災状況を把握するための検出アルゴリズムの開発も目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this research, we try to develop useful techniques for precisely grasping damage situation in wide flood area, by making full use of quad-pol SAR data. Here, by considering the analysis results based on fundamental study on electromagnetic wave scattering from simplified target models, three applicable methods are proposed for 1) observing and grasping the situation around flood river area, 2) detecting appropriate land roads for emergency rescue case, and 3) grasping the seasonal change of rice paddy field that is often used as temporary rainwater storage tank to mitigate flood disaster damage. It is verified from the results of PolSAR image analysis for actual quad-pol SAR data that each proposed method is useful.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した新たな被災領域の状態把握手法を、広域水害被災領域を対象に実用化すれば、環境(昼夜・天候等の違い)に依存せずに、従来困難だった水害被災直後の河川氾濫領域の観測、安全な緊急救助用陸路の検出、洪水被害軽減を想定した水田の状態把握等が可能となるため、災害監視、被害予想・分析・対策等の分野に大きく貢献できる。高度な専門知識のないユーザでも被災状況を容易に理解できるため、解析結果は基本的に高分解能カラー画像により提供するため、より多くの災害対策分野への活用が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2021 2020 2019

All Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] Flood Area Observation Using Quad-polarimetric SAR Data Based on Model-based Decomposition2021

    • Author(s)
      R. Sato, R. Kubo, H. Yamada
    • Organizer
      Proc. of 2021 7th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar (APSAR) , DOI: 10.1109/APSAR52370.2021.9688368
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Polarimetric Analysis of ALOS-2/PALSAR-2 Data for Grasping State of Damaged Bridge2021

    • Author(s)
      K. Kuwabara, R. Sato, Y. Yamaguchi, H. Yamada
    • Organizer
      ICSANE2021, IEICE Tech. Rep.SANE2021-47, vol. 121, no. 236, pp. 79-82.
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 偏波SARデータを用いた散乱電力分解法の基礎について2021

    • Author(s)
      佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • Organizer
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会,信学技報 EMT2021-35, vol. 121, no. 226, pp. 36-40
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 導体平板上に設けられた隣接するスリットと方形溝からの平面電磁波の散乱 -- E偏波入射の場合 --2021

    • Author(s)
      佐藤亮一, 白井宏
    • Organizer
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会,信学技報 EMT2021-6, vol. 121, no. 33, pp. 31-34
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 水害発生地域の被災判定のための時系列 PolSAR データの利用と機械学習の活用2021

    • Author(s)
      久保竜之助, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • Organizer
      日本産業技術教育学会 第32回北陸支部大会講演要旨集, A-5, p.5
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] FDTD 法を用いた健全/被災桁橋モデルに対する偏波散乱解析2021

    • Author(s)
      本木雄大, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • Organizer
      日本産業技術教育学会 第32回北陸支部大会講演要旨集, A-6, p.6
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 偏波角をもとにした PolSAR 画像解析による橋梁の検出及び状態把握2021

    • Author(s)
      桑原享生, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • Organizer
      日本産業技術教育学会 第32回北陸支部大会講演要旨集, A-7, p.7
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Approximate analysis of EM wave scattering from two cracks on a ground plane2021

    • Author(s)
      R. Sato and H. Shirai
    • Organizer
      Proc. of 2020 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP), DOI: 10.23919/ISAP47053.2021.9391425
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 斜入射時の簡易水稲モデルに対する偏波散乱特性について2021

    • Author(s)
      池内達也, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • Organizer
      2021年 電子情報通信学会 総合大会 C-1-10
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 水稲生育観測に適した散乱電力分解の評価方法2020

    • Author(s)
      池内達也, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • Organizer
      日本産業技術教育学会 第31回北陸支部大会講演要旨集, B-4
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 電磁界解析による破損道路判定に関する基礎研究2020

    • Author(s)
      澤田勇, 佐藤亮一
    • Organizer
      日本産業技術教育学会 第31回北陸支部大会講演要旨集, B-7
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 簡易河川堤防境界モデルに対する偏波散乱解析2020

    • Author(s)
      後藤勇世,佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会総合大会 C-1-14
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Fundamental analysis of electromagnetic wave scattering from multi-layered window glass in multi-frequency band2019

    • Author(s)
      R. Sato and H. Shirai
    • Organizer
      Proc. of 2019 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA'19), DOI: 10.1109/ICEAA.2019.8879383
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of polarimetric scattering from dihedral structure for detecting building damaged by mudflow2019

    • Author(s)
      R. Sato, K. Sasaki, Y. Yamaguchi and H. Yamada
    • Organizer
      Proc. of 2019 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), DOI: 10.1109/IGARSS.2019.8900071
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental study on grasping seasonal change in paddy rice growth using quad-polarimetric SAR data2019

    • Author(s)
      T. Hashimoto, R. Sato・Y. Yamaguchi and H. Yamada
    • Organizer
      ICSANE2019, IEICE Tech. Rep.SANE2019-62, vol. 119, no. 255,, pp. 71-75
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 導体平板上の二つのクラックからの電磁波散乱に関する基礎研究2019

    • Author(s)
      佐藤亮一, 白井宏
    • Organizer
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会,信学技報 EMT2019-73, vol. 119, no. 272, pp. 261-264
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] レーダポーラリメトリによる水稲生育観測のための偏波散乱解析2019

    • Author(s)
      橋本拓也,佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • Organizer
      日本産業技術教育学会 第30回北陸支部大会講演要旨集, A-6, p.6
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PolSARを用いた洪水浸水時の住宅被害状況把握に関する検討2019

    • Author(s)
      縄手陸,佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • Organizer
      日本産業技術教育学会 第30回北陸支部大会講演要旨集, B-6, p.15
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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