2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of flood monitoring system using microwave radar with data driven signal processing
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20K20543
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
安田 浩保 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 研究教授 (00399354)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 正吾 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472)
早坂 圭司 新潟大学, 自然科学系, 研究教授 (40377966)
大竹 雄 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90598822)
岡田 将治 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 准教授 (80346519)
萬矢 敦啓 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 研究員 (00314740)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 河川 / マイクロ波 / データ駆動 / 危機管理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和に改元された2年のうちに全国の河川で約150箇所の堤防の決壊が発生している。日本の洪水監視体制は世界最高水準といわれ、数km程度毎に水位計とCCTVカメラが設置されている。これらの洪水監視の体制のみでは十分な危機管理が難しいことが示唆される。本研究では、1) マイクロ波を用いた高い空間分解能かつ高頻度の洪水時の水面の計測の実証、2)高分解能な水面の測定データのデータ駆動による多元的なモニタリングの確立を目指している。
これまでに、信濃川小千谷水位観測所に設置したマイクロ波レーダー用いて以下の実証を行なった。まず、マイクロ波レーダーの河川観測に対する適用性について調べるため，洪水時に想定される種々の天候・時間帯において観測を実施した。その結果、洪水時に想定される種々の条件ごとに何らかの影響は生じるものの、本研究の目的である水面などの液相と河岸部などの固相の識別については昼夜や天候を問わずに安定して観測でき、常に構造物や河岸を監視可能であることが示された。次に、マイクロ波レーダーの観測結果から機械的に水際位置を推定可能であることを示し、河道内の地盤高を予めエコーデータと同程度の空間分解能で計測しておくことで左右岸における水位を高密度に定量化できる可能性についても示した。また、マイクロ波レーダーの1台あたりの計測範囲は数kmに達する。そのため、設置場所の自由度が高く、洪水時における流失の危険を回避する設置が可能であることも確認できた。このように、マイクロ波レーダーによる河川監視は、既存手法における課題の多くを解決可能であることを示した。
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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
マイクロ波レーダーを用いて洪水時の水面などを高い空間分解能かつ高頻度に測定できることを実証した先行研究はおそらくないが、本研究では、マイクロ波レーダーを用いて洪水時の水面などを測定できることを実証した。これまでに得られた成果は土木学会の査読付き論文に掲載された他、その後に得られた成果を加えて国際雑誌に発表する準備を整えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、データ駆動型の解析を実施するにあたってはさらにデータの収集が必要である。現在までに一定数のマイクロ波のエコーデータの測定を行い、当初の想定よりも単位時間あたりに記録されるデータ容量が多いことと、データ内容が非常に冗長な構造であることがわかってきた。当初から計画しているデータ駆動型の解析に加え、必要に応じて、河川に測定データに適した効率的な記録方法についての検討も加える。
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