2023 Fiscal Year Annual Research Report
Automatic Generation of 3D Terrain Model with Internal Structure that Enables Numerical Experiments of Debris Flow for Disaster Prevention Education
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20K03138
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| Research Institution | Chukyo Junior College |
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Principal Investigator |
村瀬 孝宏 中京学院大学短期大学部, その他部局等, 教授 (70342053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉原 健一 金沢大学, 地球社会基盤学系, 研究協力員 (80259267)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ３次元建物モデル / 自動生成 / 土石流シミュレーション / 建物倒壊シミュレーション / 防災教育 / 力学シミュレーション / ポリゴン分割 / 地理情報システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、我が国では気象災害が頻発し、各地で豪雨災害が発生し、大きな被害をもたらしている。これらは地球温暖化に伴って降雨パターンが変動し、異常気象の発生頻度が高まったとされている。さらに我が国は、地震、火山活動が活発な環太平洋変動帯に位置することによる津波、モンスーン気候に特有の梅雨前線や台風による風水害は、被害が拡大することが懸念されている。
こうした津波や土石流などの自然災害を防止・軽減するために堰堤などの構造物によって土砂移動現象を無害化するような防災対策が急務である。このためにも地質学など、土石流や土砂崩れのメカニズムを研究する防災科学やそれを学ぶ防災教育が重要である。このとき仮想空間内で津波や土石流等の力学シミュレーションを行える３次元建物モデルを自動生成し、活用することが目的である。
これまでの研究で、電子地図上の頂角がほぼ直角の建物境界線(直角建物ポリゴン)を四角形の集まりまで分割し、四角形の集まりを「互いに直交する長方形の集まり」まで整形し、各長方形の上にBox形状の建物本体を配置して３次元建物モデルを自動生成した。
本研究では、当手法を発展させ、仮想空間内で「力学シミュレーションを行える部材」で「部材の物理形状が重ならないような構造」で構築された３次元建物モデルを自動生成することを目指した。本システムは、３次元仮想空間内で、「大量の移動要素と動的３次元建物モデルのインタラクション」を可能にし、「津波や土石流などの土砂移動現象と建物の間の相互作用」を再現し、これらの自然災害による３次元建物モデル倒壊のシミュレーションを行えるシステムを開発し提案した。
これらは防災まちづくりの整備案の合意形成、あるいは、様々なシナリオに基づく現実に起こりうる災害や災害防止対策の効果を示すアニメーションの作成が可能であり、防災科学における数値実験や防災教育の教材などを提供できる。
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