2015 Fiscal Year Research-status Report
楕円フーリエ・主成分分析による粒子形状の定量と古波浪強度解析の新指標
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15K05319
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
太田 亨 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 准教授 (40409610)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 前浜堆積物 / 粒子径状 / 波浪営力 / 楕円フーリエ / 主成分分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究初年度には、前浜堆積物の形状と波浪営力・海岸地形の関係を明らかにするために、以下の12地点より前浜堆積物を採取した：北海道石狩市、北海道白糠郡、北海道白老郡、北海道せたな町、茨城県ひたちなか市、茨城県大洗町、茨城県鉾田市、茨城県鹿嶋市、富山県氷見市、石川県羽咋郡、福岡県芦屋町、宮崎県日向市。
採取した砂は、水洗いと塩抜きを繰り返すことで、不純物の除去をおこなった。その後、中粒サイズの石英砂を実体顕微鏡撮影して、２値化された砂試料の輪郭画像を獲得した。２値化画像は楕円フーリエ解析によって、砂粒子の形状を示す397の記述子を得た。その後、得られた397記述子に主成分分析を実行した。
結果として、分散共分散行列を利用した楕円フーリエ－主成分分析によって、粒子の全体的な形状を記述する巨視的特徴の指標が得られ（REF1）、また、相関行列を利用した楕円フーリエ－主成分分析によって、粒子表面の微視的な凹凸を記述する指標が得られた（SEF）。この結果は、研究代表者の先行研究の結果と調和的であることから、本手法はどのような任意サンプルに対しても、再現性がある定量的な粒子形状の評価を可能とすることが判明した。
同時に、サンプル採取地点における有義波高データ（swh）の獲得ならびに、吹走距離（fetch）の計算もおこなった。これらの値は、本年度採取の試料がバリエーションの高い有義波高と吹走距離にさらされた砂粒子を網羅的に採取できていることを示していた。
しかしながら、粒子径状の指標（REF1, SEF）と波浪営力の指標（swh, fetch）の関係性の解析は修了していない。これは、本年度の研究計画がサンプリングに専念する予定になっていたためであり、研究自体は当初の計画通りに遂行されている。次年度以降は、粒子径状と波浪営力の両指標の相関関係を解析する予定である。
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| 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、北海道・北陸・北関東・九州の海象計が整備されている前浜の砂サンプル採取を実施した。計12採取地点から各15石英粒子を無作為抽出して、計180サンプルの前処理・輪郭のデジタル化と、最終的な形状解析が終了した。また、12サンプル採取地点の有義波高・吹走距離の計算をおこなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、北陸・東北日本海側・四国で同様のサンプリングと砂粒子の形状解析を実施する予定である。科研費取得前の助走研究において、山陰・東海の浜堤砂サンプリングが終了しているので、上記地域のサンプリングを実行すれば、日本列島を網羅した前浜堆積物のサンプリングが完結する予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度の調査地域のうち、北陸地域については、研究計画作成時より少ない日数で調査を完結することができた。そのために、計画当初の見込みより経費を削減できたために差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度調査予定の三陸地域には、海象計が設備されている港湾が多く存在し、当初はすべてをサンプリング候補地に選定していなかった。今回の差額を利用して、サンプリング地点を増やす予定である。
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Research Products
(2 results)
