衛星SAR画像と降水量データを用いた汎用性のある広域雪崩ハザードマップの開発

• Project/Area Number: 21K14383
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 25020:Safety engineering-related
• Research Institution: National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention
• Principal Investigator: 砂子 宗次朗 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 契約研究員 (60874295)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 雪崩災害 / ハザードマップ / 雪崩 / 衛星画像解析

Outline of Research at the Start

雪崩災害の被害防止のためには雪崩が発生するポテンシャルが高い斜面を評価したハザードマップの整備が重要である。しかし、これまでの手法は経験式の構築やハザードマップの検証データとして過去の雪崩発生記録及び調査データが要求されるため、雪崩発生情報が蓄積されていない地域において精度の良いハザードマップを作成することが困難であった。そこで、本研究はハザードマップが整備されていない地域について、衛星観測データを用いて過去の雪崩発生地点を特定すると共に、地形・植生情報に加え降水量空間分布を用いることで、現地データに依存せずに高精度に雪崩発生危険斜面を特定する手法を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，複数の衛星観測データ及び気象データを用いることで，現地観測データに依存せずに雪崩発生危険斜面を推定する手法を確立することである．2021年度に引き続きロシア・サハリン州 (サハリン島) 内陸部を対象として、解像度30 mの数値標高モデル (DEM、AW3D30を使用) から取得した各種地形情報と，光学衛星 (Sentinel-2) から求めた植生及び積雪被覆分布を用いて主要道路及び鉄道路線周辺の雪崩発生危険斜面抽出を実施した．加えて抽出した雪崩発生危険斜面 (主に島南西部) を対象に、2014年以降のSAR衛星(Sentinel-1A/ 1B) データ画像を用いて雪崩発生の有無を斜面スケール毎に調査した。画像からは雪崩跡を抽出可能な一方で、斜面規模や複雑な地形箇所においては判別が困難なため抽出不可であることを確認した。
さらに、新潟県魚沼市～福島県只見町を対象に地形情報を用いた雪崩発生危険斜面の抽出を実施した。各種地形データに関しては、AW3D30より高解像度である国土地理院が公開しているDEM (解像度 ～10 m) から得た。加えて、防災科学技術研究所が過去の冬季に魚沼市周辺で取得した航空写真画像及びレーザー測量データを整理した。航空写真画像からStructure from Motion (SfM) 技術を用いて解像度5 mのDEMを作成した。今後作成したDEMと国土地理院のDEMの差分を取ることで、積雪深分布データセットを作成し本研究の成果となる雪崩ハザードマップ作成に利用予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究開始時の計画では、対象地域をサハリン島としていたが、昨今の国際情勢から現地研究者との情報交換が困難になったため、対象地域を日本国内 (主に新潟県) に変更した。従って、新たな対象地域の選定やデータ収集・整理等を実施する必要があったため、研究全体の進捗状況としてはやや遅れていると判断した。一方で、対象地域を国内に変更したことにより、利用可能な資源やデータが増えたため、SfM技術を用いて作成したDEMなど当初の計画以上の成果が期待できる。

Strategy for Future Research Activity

2023年度は、新たな対象地域にてSAR衛星データを用いた過去の雪崩発生地点抽出を実施する。また、引き続き過去の冬季の空撮画像からSfM技術を用いてDEMを作成し、積雪深分布を取得する。新たに作成したDEMについて、その鉛直精度を確認するためにGNSSを用いた測量を実施する。地形等各種情報から抽出した雪崩発生危険斜面、過去の雪崩発生地点及び積雪深分布を比較・解析しそれぞれの関係を明確化すると共に、本手法の問題点と他地域への横断展開の可能性について精査する。