2017 Fiscal Year Research-status Report
橋梁の点検効率化のための、衛星SARを用いた変位量、変位ベクトル、変動速度計測
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16K14298
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
須崎 純一 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90327221)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤塚 慎 高知工科大学, システム工学群, 助教(PD) (80548743)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 衛星SAR / 橋梁 / 人工構造物 / 変位 / モニタリング / 水蒸気遅延 / 気象データ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年は、平成28年に引き続き、光学画像とGlobal Positioning System (GPS) データから可降水量の推定に関する研究を進めた。気象庁のメソ数値予報Grid Point Value (GPV) データとDigital Elevation Model (DEM) を用いて可降水量を推定する際、標高によるバイアスの補正には標高補正係数が必要となる。本年度は、この補正係数が年や地域によってどの程度異なるかを検討した。2010年から2016年の各月の標高補正係数をそれぞれ求めたところ、年による大きな違いは見られなかったが、地域ごとに異なることが明らかになった。また、標高補正係数の年による違いは可降水量の推定精度に大きな影響は及ぼさないことが明らかにした。
また橋梁の変動量解析に於いては、平成28年度の研究で橋梁の向きに依存せずに安定的に橋梁の変動を推定できる手法が課題として挙げられた。その課題に対し、観測数を増やすために複数方向の軌道で観測された衛星SARデータおよびそれらを用いた差分干渉SAR (Interferometric SAR: InSAR) 解析値を統合して、垂直方向・水平方向の変動量を算出する手法の有効性を検討した。また、それらの結果に加えて、精度向上、絶対位置の推定を目的として、GPSデータを併用した変動解析を試みた。更に、人工構造物と地盤面からの反射信号を分離することで変動推定精度の改善も検討した。Persistent Scatterer Interferometry (PSI) において推定されるDSMエラー等を利用してPS高さという指標を定義した。それを閾値処理して地盤面PSと構造物PSに分離し、その速度差をとることによる人工構造物の抜け上がり速度を推定する手法を提唱した。
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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
気象庁のメソ数値予報GPVデータとDEMを用いて可降水量分布を90 mの空間解像度と1時間の時間解像度で推定する手法を開発した。さらに、この手法で用いる標高補正係数が年や地域によってどの程度異なり、推定精度にどのように影響するかを検討し、より汎用性の高い可降水量推定手法の構築することを可能にした。
人工構造物の変動量解析では、下記の通り、基礎的な研究成果が得られた。複数方向のInSAR解析値による垂直・水平変位の変動量推定に関しては、衛星SARによって複数方向から観測されたデータおよびそれらを用いたInSAR解析値を用いて、垂直方向・水平方向の変動量を算出することを目的に手法を検討し、関西国際空港を対象に手法の有効性を検証した。また、地盤面からのPSと非地盤面からのPSの分離に関しては、PSIにおいて推定されるDSMエラー等を利用してPS高さという指標を定義した。それを閾値処理して地盤面PSと構造物PSに分離し、その速度差をとることによる人工構造物の抜け上がり速度を推定する手法を提唱した。バンコクにおける抜け上がり発生地域及び抜け上がり非発生地域に対して適用し、良好な推定精度が得られることが確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで開発した気象庁のメソ数値予報GPVデータとDEMを用いた可降水量分布推定手法では時間解像度が1時間となっている。今後は、気象衛星ひまわりの画像を用いた水蒸気量分布の推定手法に関する検討を行い、メソ数値予報GPVデータとDEMを用いた可降水量分布推定よりも高い時間分解能での可降水量推定の可能性を検討する。
橋梁の変動量解析に於いては、人工構造物の解析で得た知見を活かしつつ、より多くの橋梁を対象に解析を進めていく。平成29年度と同様に、橋梁の向きに依存せずに安定的に橋梁の変動を推定できる手法の確立が求められる。反射強度が強く、位相が安定している画素であるPermanent scatterer (PS) だけでなく、反射強度は低いものの均質な画素群であるDistributed scatterer (DS) を対象とすることで解析対象画素を増やす検討を進めていく。
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| Causes of Carryover |
学会発表や旅費等に充当する予定であったが、他の予算を利用したために次年度使用額が発生した。H30年度は旅費を中心に使用する予定である。
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