Construction of tsunami inundation map and evacuation route guidance system by image processing

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K11374
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 飯國 洋二 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (80168054)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: FCN / ダイクストラ法 / 衛星画像

Outline of Annual Research Achievements

１．改良したFCNに基づく土地利用分類
ALOSオルソ補正画像から，可視光情報を含み目視に近いRGB画像と近赤外線情報を含み植生の分布域を把握するCIR画像を作成し，各画像とそれらを統合した画像を作成した．そして，スキップ構造を5とするVGG16をfine-tuningしたネットワークを使用して，粗度係数を推定した．その結果，RGB画像とCIR画像を統合した画像を用いた場合が最も絶対誤差が小さく，平均で大阪府0.0026，愛知県0.0033，福岡県0.0020となったが，粗度係数0.08の都市部で誤差が大きく大阪府0.03，愛知県0.02，福岡県0.003なった．
２．ダイクストラ法による避難経路探索
距離，標高差，浸水深の線形結合をコスト関数として，ダイクストラ法を用いて実際の地形と危険度を同時に考慮した避難経路を探索した．ただし，昨年度の研究成果に基づき，道路ネットワークとから道のりと標高差を，ハザードマップから浸水深差を取得した．そして，距離に関する重みを大きくすると距離が短くなる経路を，標高差に関する重みを大きくすると標高差を小さくする経路を，浸水深に関する重みを大きくすると浸水深が浅くなる経路を優先する避難経路が生成できることを確認した．
３．ハザードマップの評価
A市，B市，C市を対象として提案法を適用した．津波の到来方向と初期水位は，各自治体が設定している既定値に設定し，初期位置から最終避難場所への避難経路周辺の浸水深を計算した．自治体が提供しているハザードマップが示す浸水深との適合率と再現率，およびそのF値を比較評価した結果，各都市のF値はA0.826, B市0.705，C市0.76となった．