2021 Fiscal Year Research-status Report
Development and Evaluation of a Universal Urban Space Simulation System with Complex Information
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19K12665
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| Research Institution | Bunkyo University |
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Principal Investigator |
川合 康央 文教大学, 情報学部, 教授 (80348200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 岳史 福井工業大学, 環境情報学部, 教授 (00340026)
門屋 博 相模女子大学, 学芸学部, 教授 (80510635)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゲームエンジン / オープンデータ / シミュレーション / 地理情報システム / 可視化 / 都市計画 / 防災計画 / 交通計画 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，汎用的な都市空間基盤システムをプラットフォームとし，各種データセットを加えることで，様々な用途に応じたシミュレーションシステム及びビジュアライゼーションシステムの開発を行うものである．本システムは，オープンデータの社会的利活用を目的とし，独自の専用システムではなく，地理情報などのオープンデータとゲームエンジンやCAD，CG，GIS等のオープンな開発環境を用いることによって，安価で高品質なシステムの開発を行うこととした．
令和三年度は，基盤となるシステムをもとに，様々なデータセットを用いた都市空間シミュレーションシステムとして，災害シミュレーションシステム，交通シミュレーションシステム，景観シミュレーションシステムの開発を行った．これらは，国土地理院が提供している基盤地図情報をもとに，大規模な３次元都市モデルを生成し，ゲームエンジン上に配置した基盤システムに対して，各種空間構成要素モデルや車両や歩行者などのエージェントなどを配置したものである．
また，各種オープンデータを用いた都市空間ビジュアライゼーションシステムとして，人流ビジュアライゼーションシステム，救助支援ビジュアライゼーションシステムの開発を行った．定点カメラやSNSなどから取得された各種データは，仮想空間上の都市モデル上に可視化されるものとした．
さらに，本システムを開発する上で関連する取り組みとして，スマートデバイスを用いた注視行動の取得，身体情報や音声情報を用いたインタフェースデザイン，位置情報と小型モータを用いたナビゲーションシステム，プロジェクションマッピングを用いた実空間への拡張情報の投影，拡張現実を用いた仮想モデルによる検索システムなどの開発を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
令和三年度は，都市空間基盤システムを基に，シミュレーションシステムして，災害シミュレーション，交通シミュレーション，景観シミュレーション，ビジュアライゼーションシステムとして，人流ビジュアライゼーション，救助支援ビジュアライゼーションのシステム開発を行った．
災害シミュレーションシステムでは，津波災害を対象とし，自律的に避難行動するエージェントを用いた避難シミュレーションの開発と評価を行った．結果，津波避難ビルなどの適正配置についての知見を得た．さらに，台風などによる水害を対象として，相模川河口域における粒子法及び格子法による水害シミュレーションシステムの開発を行った．
交通シミュレーションシステムでは，国土地理院による基盤地図情報をベースに，国土交通省による都市オープンデータPLATEAUやオープンストリートマップなど，各種都市空間オープンデータを組み合わせ，大規模市街地道路モデルを作成し，自動車の運転が可能なシステムの開発を行った．
景観シミュレーションシステムでは，サウンドスケープの再現と保存について検討を行った．実空間上で全指向収音が可能なアンビソニックス方式のマイクを4点配置し，取得されたサウンドデータを仮想空間に立体配置することによって，移動によって環境音が移り行くサウンドスケープの再現を行った．
人流ビジュアライゼーションシステムでは，オープンデータとして公開されている都市に設置された定点カメラの映像を用い，画像解析によりリアルタイムで人流を取得するものとした．測定した人流は，PLATEAUによる3次元都市モデル上に反映されるものとした．
救助支援ビジュアライゼーションシステムでは，自然災害などが発生した際，SNSを用いて位置情報と被災状況を送信するシステムとして開発を行った．送信された情報は，仮想都市空間モデル上にリアルタイムで表示される．
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| Strategy for Future Research Activity |
プラットフォームとなる都市空間基盤システムに各種オープンデータを取り込み，種々のシステムを検証することとする．現在，公開されている様々なオープンデータを加工し，ゲームエンジンに取り込むことによって，様々な用途に用いることが可能なシステムを拡張していく．
景観シミュレーションシステムでは，聴覚情報である立体音響によるサウンドスケープを，視覚情報である仮想都市モデルと組み合わせ，再現と保存について検証する．都市モデルは，フォトグラメトリと点群データを組み合わせたものを加工したものを活用する．
災害シミュレーションシステムでは，津波や洪水などの水害を対象とし，各種都市モデルやエージェントによるシミュレーションを通じて，防災計画に資するデータの取得を行っていくこととする．防災拠点の配置や避難行動のパターンなどを組み合わせ，より効果的な防災計画を検証していく．また，位置情報やSNSなどを組み合わせ，災害救助を支援するシステムについても開発を行い検証する．
交通シミュレーションシステムでは，自動車や自転車，電動キックボードなど，複数の車両区分を組み合わせた都市交通の再現シミュレーションを行う．仮想空間上に再現された道路モデルに対し，複数の交通主体が同時に操作可能なシステムを開発し，検証することによって，交差点や車両追い越しなど，交通事故が発生する状況下における行動モデルを取得する．道路データとして，オープンデータと測量データを組み合わせ，実際の交通環境に近い高い再現性を目指す．また，小型モビリティを活用した渋滞緩和シミュレーションなどを行う．
また，各種システムの開発にあたり，UAVなどによる測量や画像認識，MRによる情報提示など，情報の各種入出力インタフェースについても検証を行っていく．さらに，本研究で得られた知見を，論文や国際会議，展示会等を通じて発表を行っていくこととする．
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| Causes of Carryover |
学会等での成果発表に際して，そのほとんどがオンラインによる実施であったため，旅費等に残額が生じた．これらは主として次年度の成果発表に用いることとする．
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