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高分解能SAR画像とシミュレーションに基づく橋梁構造物の早期被害把握の革新

Research Project

Project/Area Number 23K21030
Project/Area Number (Other) 21H01598 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
Research InstitutionOhsaki Research Institute, Inc. (2023-2024)
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (2021-2022)

Principal Investigator

山崎 文雄  株式会社大崎総合研究所, 研究部, フェロー (50220322)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 劉 ウェン  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60733128)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywords合成開口レーダ / 自然災害 / 橋梁被害 / SARシミュレーション / 橋梁モデル / 地震被害 / 航空レーザ計測 / 2023年トルコ地震 / 球磨川洪水 / 橋梁流出 / 早期被害把握 / 橋梁
Outline of Research at the Start

本研究では,対象を橋梁構造物に限定して,SAR画像による発災直後の被害把握を困難にしている原因の解消を目指す.まず,2時期画像比較を脱却するために,シミュレーション技術を導入して健全な橋梁のSAR画像モデルを構築し,災害後の観測SAR画像と比較検討する.また,実際の衛星及び航空機SAR画像を用いて,崩落・流出した橋梁および健全な橋梁の判別を機械学習により試みる.SAR画像の解像度,周波数(バンド),偏波,入射角などの撮影条件,および対象橋梁の幾何学的条件,構造形式,材質,被害程度などの条件の組合せに対して,観測SAR画像データに基づく被害の抽出精度を定量的に明らかにする.

Outline of Annual Research Achievements

本年度はSARシミュレーションのために必要となる,3次元の地表面・構造物の形状を把握するために,地震・水害などに見舞われた河川や市街地の航空レーザ計測データの収集を行った.具体的には,2016年熊本地震の南阿蘇村,2018年北海道胆振東部地震の厚真町,2020年7月豪雨による球磨川流域の災害発生前後とその復興後の航空レーザデータを国土地理院や北海道などより収集した.また,これらのデータを用いて,Ray Tracing法を用いたSARシミュレータを用いて,衛星SARや航空機SARの実橋梁データの撮影条件でのシミュレーションSAR画像の作成を行った.
また,2023年2月6日に発生したトルコ南部地震に関するALOS-2やTerraSAR-Xなどの地震前後のSAR画像の収集を行い,市街地における構造物被害の把握や地殻変動の評価を行った.2024年1月には,地震から約1年後の被災中心地のカフラマンマラシュ県などを訪れ,被災状況と復旧状況の現地調査を行った.
さらに,2024年1月1日に能登半島地震が発生し,その情報収集に努めるとともに,早期の現地調査や衛星データの収集を開始した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は新型コロナが5類感染症に移行し,ようやく学会出張や現地調査を支障なく行えるようになり,とくに国際会議に多数出張し,海外の研究者と議論する機会に恵まれた.SARシミュレーションに必要となる航空レーザ計測による数値表層モデル(DSM)を入手することができ,また2023年トルコ地震前後の高解像度SARデータも入手することができ,これらを用いた研究を推進する環境の整備が整った.

Strategy for Future Research Activity

2024年1月1日に発生した能登半島地震が,今後の大きな研究テーマとして挙げられる.橋梁構造物の被害はそれほど多くなかったが,4mを越すような地盤隆起,斜面崩壊,道路被害,市街地被害,液状化による側方流動と構造物損壊が多数観察された.これらの被害状況を把握するために,SAR衛星画像の収集や現地調査による検証データの収集を進めていきたい.また,本研究課題の最終年度であることから,これまでの研究のまとめを行い,SARシミュレーションによる橋梁構造物の早期被害把握の方法を提案したいと考えている.

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Damage Assessment of Debris Flow in Atami City, Japan, Based on Field Survey and High-Resolution SAR Data2023

    • Author(s)
      Yamazaki Fumio、Liu Wen
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE 2023 International Geoscience and Remote Sensing Symposium

      Volume: 1 Pages: 2354-2357

    • DOI

      10.1109/igarss52108.2023.10282449

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimation of Landslides Due to the Combined Disaster of Earthquake and Heavy Rainfall Using Multi-Temporal Lidar Data2023

    • Author(s)
      Liu Wen、Maruyama Yoshihisa、Yamazaki Fumio
    • Journal Title

      Proceedings of the IEEE 2023 International Geoscience and Remote Sensing Symposium

      Volume: 1 Pages: 6716-6719

    • DOI

      10.1109/igarss52108.2023.10282963

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extraction of damaged urban areas due to the 2023 Kahramanmaras, Turkey, earthquake using ALOS-2 images2023

    • Author(s)
      Yamazaki Fumio、Liu Wen
    • Journal Title

      Proc. of the 8th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar

      Volume: 1 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/apsar58496.2023.10388954

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Emergency Inundation Analysis of the August 2021 Japan Floods Using SAR Intensity Images2023

    • Author(s)
      Liu Wen、Maruyama Yoshihisa、Yamazaki Fumio
    • Journal Title

      Proc. of the 8th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar

      Volume: 1 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/apsar58496.2023.10389017

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Near-real-time gradually expanding 3D land surface reconstruction in disaster areas by sequential drone imagery2022

    • Author(s)
      Cheng Min-Lung、Matsuoka Masashi、Liu Wen、Yamazaki Fumio
    • Journal Title

      Automation in Construction

      Volume: 135 Pages: 104105-104105

    • DOI

      10.1016/j.autcon.2021.104105

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Use of Multi-Temporal LiDAR Data to Extract Collapsed Buildings and to Monitor Their Removal Process after the 2016 Kumamoto Earthquake2022

    • Author(s)
      Yamazaki Fumio、Liu Wen、Horie Kei
    • Journal Title

      Remote Sensing

      Volume: 14 Issue: 23 Pages: 5970-5970

    • DOI

      10.3390/rs14235970

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Assessment of Aqueduct Bridge Failure in Wakayama City, Japan, Based on Uav Surveying Flights and High-Resolution Sar Data2022

    • Author(s)
      Yamazaki Fumio、Liu Wen、Furuya Takashi、Maruyama Yoshihisa
    • Journal Title

      Proc. International Geoscience and Remote Sensing Symposium

      Volume: 1 Pages: 497-500

    • DOI

      10.1109/igarss46834.2022.9883792

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Detection of Hazard-Damaged Bridges Using Multitemporal High-Resolution SAR Imagery2022

    • Author(s)
      Wen Liu, Kazuki Inoue, Fumio Yamazaki
    • Journal Title

      Remote Sensing of Water‐Related Hazards

      Volume: 1 Pages: 135-147

    • DOI

      10.1002/9781119159131.ch8

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inundation Assessment of the 2019 Typhoon Hagibis in Japan Using Multi-Temporal Sentinel-1 Intensity Images2021

    • Author(s)
      Liu Wen、Fujii Kiho、Maruyama Yoshihisa、Yamazaki Fumio
    • Journal Title

      Remote Sensing

      Volume: 13 Issue: 4 Pages: 639-639

    • DOI

      10.3390/rs13040639

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Detection of Collapsed Bridges from Multi-Temporal SAR Intensity Images by Machine Learning Techniques2021

    • Author(s)
      Liu Wen、Maruyama Yoshihisa、Yamazaki Fumio
    • Journal Title

      Remote Sensing

      Volume: 13 Issue: 17 Pages: 3508-3508

    • DOI

      10.3390/rs13173508

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Damage Assessment of Bridges Due to the 2020 July Flood in Japan Using ALOS-2 Intensity Images2021

    • Author(s)
      Liu Wen、Maruyama Yoshihisa、Yamazaki Fumio
    • Journal Title

      2021 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium IGARSS

      Volume: 1 Pages: 3809-3812

    • DOI

      10.1109/igarss47720.2021.9554001

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 多時期航空レーザ計測データを用いた2018年胆振東部地震による厚真町の被害把握と復興モニタリング2023

    • Author(s)
      山崎文雄
    • Organizer
      日本リモートセンシング学会 第74回学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 衛星SAR強度画像を用いた2023年トルコ地震による建物被害抽出2023

    • Author(s)
      山崎文雄
    • Organizer
      第43回土木学会地震工学研究発表会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] UAV空撮と高分解能SAR画像を用いた2021年10月和歌山市水管橋崩落状況の把握2022

    • Author(s)
      山崎文雄
    • Organizer
      第12回インフラ・ライフライン減災対策シンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Recovery monitoring of Minami-Aso area after the 2016 Kumamoto earthquake based on remote sensing data2022

    • Author(s)
      F. Yamazaki, W. Liu
    • Organizer
      8th Asia Conference on Earthquake Engineering
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Extraction of bridge damage in the 2016 Kumamoto earthquake using airborne SAR data2022

    • Author(s)
      F. Yamazaki, W. Liu
    • Organizer
      Selected papers from the Lifelines 2022 Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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