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Estimation of 3D displacement and its accuracy in airports and dikes by analyzing satellite SAR images and GPS data

Research Project

Project/Area Number 19K04640
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22050:Civil engineering plan and transportation engineering-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Susaki Junichi  京都大学, 工学研究科, 教授 (90327221)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords合成開口レーダ / 地盤変動 / 三次元変動 / 時系列SAR / 空港 / 高速道路 / GNSS / GPS / 三次元変動推定 / 地滑り / 上昇軌道 / 下降軌道 / InSAR / 3次元変動 / インフラストラクチャ
Outline of Research at the Start

日本国内に存在する種々の土木インフラは老朽化が進み、維持管理に要する費用が加速度的に増加すると予想されており、早期の異常検出手法が求められている。本研究では、土木インフラの中でも空港、堤防に着目し、それらの定期測量の負担を大幅に軽減することを目的とする。上昇軌道(南→北)画像、下降軌道(北→南)上で取得された衛星合成開口レーダ (synthetic aperture radar: SAR) 画像に加えて、電子基準点等の外部データを利用し、構造物由来の散乱体を抽出することで、相対座標系及び絶対座標系での土木インフラの垂直・水平変動を推定する方法、及び変動の不偏標準偏差を測量学に基づいて推定する方法を確立する。

Outline of Final Research Achievements

In near future, it is expected that various civil infrastructure in Japan will be degraded with accelerating speed, and accordingly the cost for the inspection and maintenance will be increased. Therefore, in this research, we aimed to save the cost and efforts for the inspection and developed a method for estimating three-dimensional ground deformation rate of area of interest by using satellite-borne synthetic aperture radar (SAR) images and external data, e.g. electronic reference point data. We applied the method to airports, dikes and mountains along expressways, and found that the method can successfully estimate ground deformation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、上昇、下降軌道の衛星SAR画像と電子基準点におけるGPSデータの統合による三次元変動速度の推定手法を確立した。空港と堤防に提案手法を適用した結果、空港においては概ね良好な結果が得られたものの、堤防においては舗装や植生の有無、また衛星から見た時の堤防の向きに推定精度が左右されることが判明した。また、高速道路周辺で発生した土砂災害に関連し、被害状況の迅速な把握及び事前兆候の把握の可能性を検討した。現地では確認が困難な広域に亘る高速道路周辺の山地の変動を長期間に亘りモニタリングするには、提案手法は適切であると明らかになった。

Report

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

    (17 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Xバンド画像を活用した都市部における面的な地盤隆起モニタリングの検証2022

    • Author(s)
      楠瀬智也・須﨑純一
    • Journal Title

      土木学会論文集F3

      Volume: 78 Pages: 1-14

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 時系列SAR画像と少数のGNSS測量結果による空港周辺の三次元変動解析2021

    • Author(s)
      日下部貴也・須﨑純一
    • Journal Title

      土木学会論文集F3

      Volume: 77 Pages: 49-58

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimating 3-D land subsidence from multi-temporal SAR images and GNSS data by weighted least square method2020

    • Author(s)
      Junichi Susaki, Takaya Kusakabe and Takuma Anahara
    • Journal Title

      ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences

      Volume: V-3-2020 Pages: 165-172

    • DOI

      10.5194/isprs-annals-v-3-2020-165-2020

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 測量データを用いた時系列SAR解析による三次元地盤沈下監視2019

    • Author(s)
      伊藤大生, 須﨑純一, 穴原琢磨
    • Journal Title

      写真測量とリモートセンシング

      Volume: 58 Pages: 174-183

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of 3D land displacement after the Great East Japan Earthquake in 2011 from multi-temporal SAR images and GPS data2019

    • Author(s)
      Junichi Susaki, Hiroki Ito and Takuma Anahara
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) 2019

      Volume: * Pages: 2500-2503

    • DOI

      10.1109/igarss.2019.8900158

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimating dike elevation from multi-temporal SAR images for efficient dike management2019

    • Author(s)
      Takaya Kusakabe, Junichi Susaki, Takuma Anahara
    • Journal Title

      Proceedings of IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) 2019

      Volume: * Pages: 2504-2507

    • DOI

      10.1109/igarss.2019.8898110

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PSInSAR Analysis of X-Band SAR Images for Detecting Urban Ground Deformation in Japan2021

    • Author(s)
      Tomoya Kusunose, Junichi Susaki
    • Organizer
      7th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a method for extracting disaster areas around infrastructures using multi-temporal SAR images2021

    • Author(s)
      Tomoya Kusunose, Junichi Susaki
    • Organizer
      42nd Asian Conference on Remote Sensing (ACRS)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TerraSAR-X画像を活用した都市部における面的な地盤変動モニタリングの検証2021

    • Author(s)
      楠瀬智也・須﨑純一
    • Organizer
      日本写真測量学会年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] TerraSAR X画像を活用した都市部の平常時地盤変動モニタリングの検証2021

    • Author(s)
      楠瀬智也・須﨑純一
    • Organizer
      2021年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 多時期SAR画像を活用した土木インフラの災害発生箇所抽出の検討2021

    • Author(s)
      楠瀬智也・須﨑純一
    • Organizer
      第46回土木情報学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 時系列SAR画像を用いた三次元地盤変動解析におけるGNSSデータの活用方法の検討2021

    • Author(s)
      須﨑純一・日下部貴也
    • Organizer
      令和3年度日本写真測量学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 重み付き最小二乗法を用いた衛星SARデータとGPSデータによる地表面の三次元変位推定2020

    • Author(s)
      日下部貴也・須﨑純一・穴原琢磨
    • Organizer
      土木学会年次学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Monitoring of 3-D land subsidence combining PSI and GPS data by WLS2019

    • Author(s)
      Takaya Kusakabe, Junichi Susaki, Takuma Anahara
    • Organizer
      Proceedings of the 40th Asian Conference on Remote Sensing (ACRS)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 衛星SARを用いた河川堤防の標高値推定2019

    • Author(s)
      日下部貴也, 須﨑純一, 穴原琢磨
    • Organizer
      2019年度土木学会関西支部年次学術講演会論文集
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 時系列SAR解析による河川堤防の標高値推定2019

    • Author(s)
      日下部貴也, 須﨑純一, 穴原琢磨
    • Organizer
      土木学会全国大会第74回年次学術講演会論文集
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 須崎純一の研究紹介

    • URL

      http://www.gi.ce.t.kyoto-u.ac.jp/user/susaki/research.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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

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