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2011 Fiscal Year Annual Research Report

最適空間サンプリングによる地雷検知用レーダイメージングの効率化

Research Project

Project/Area Number 23246076
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

佐藤 源之  東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (40178778)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 横田 裕也  東北大学, 東北アジア研究センター, 助教 (30581045)
園田 潤  仙台高等専門学校, 知能エレクトロニクス工学科, 准教授 (30290696)
Keywordsレーダー / 地雷検知 / 最適サンプリング / イメージング / GB-SAR
Research Abstract

SARは通常衛星に搭載され、地上の観測を行うリモートセンシングに使われているがGB-SAR(地表設置型合成開口レーダー:GB-SARジービーサーと発音)は地表に設置した合成開口レーダー装置である。今回は地表面や崖面の画像を3次元的に作成するのに利用している。時間をおいて繰り返しGB-SAR計測をすることで、微小な地表面の変位計測が可能になる。これを干渉測定(インターフェロメトリ計測)と呼ぶ。干渉計測を適用すれば地肌が露出する崖面について、1cm以下の変位も計測が可能である。
我々は岩手・宮城内陸地震によって発生した地滑で被災した車両の捜索を現地で行うなど、宮城県・栗原市と協力して実践的な電波科学による防災・減災技術の検証を行ってきた。栗原市では同市荒砥沢地域の大崩落現場をジオパークとして保存することなどを想定しながら、2次災害防止のための崖面モニタリングの方法について検討していたが、GB-SARがこの目的にふさわしいことが分かった。東北大学は栗原市と連携協力協定を締結し、GB-SARによる地滑り計測手法の有効性を検証する目的で、荒砥沢地区をモデルケースとしたリアルタイム連続モニタリングシステムを2011年11月に設置した。短期間のGB-SARによる崖面モニタリングでは高さ100m、幅400m程度の範囲を繰返し計測する。栗原市の現場試験では0.2mm程度の変化が捉えられている。今後5年間程度の継続を予定している。
一方、室内実験が行えるGB-SAR装置を試作し、空中に置かれた金属球をイメージングする実験で、CS(コンパクトセンシング)手法の適用を試みた。CSにより、データ取得量をナイキスト制限の10%程度にしても十分な像再構成が可能なことを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

GB-SARによる現場計測を開始できた。CSによるデータ圧縮を実証できた。

Strategy for Future Research Activity

現場での実証試験を長期的に実施していく。実験室レベルでのCSの成果を実際のデータに組み込むことを検討していく。

  • Research Products

    (47 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (38 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 3次元MW-FDTD並列計算を用いた大規模地形モデルにおける雷放電電磁界解析2012

    • Author(s)
      及川貴瑛, 園田潤, 佐藤源之, 本間規泰, 池川豊年
    • Journal Title

      電気学会論文誌A

      Volume: 132 Pages: 44-50

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ALOS/PALSAR full polarimetric observations of the Iwate Miyagi Nairiku earthquake of 20082012

    • Author(s)
      Manabu Watanabe, Chinatsu Yonezawa, Joji Iisaka, Motoyuki Sato
    • Journal Title

      International Journal of Remote Sensing

      Volume: 33 Pages: 1234-1245

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ALIS : GPR System for Humanitarian Demining and Its Deployment in Cambod2012

    • Author(s)
      Motoyuki Sato, Yuya Yokota
    • Journal Title

      Journal of the Korean Institute of Electromagnetics Engineering and Science

      Volume: 12 Pages: 55-62

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ALOS/PALSAR Subsurface Imaging of A Buried Foundation in the Western Desert, Egypt2011

    • Author(s)
      Ahmed Gaber, Magaly Koch, Motoyuki Sato, EL-BAZ, Farouk
    • Journal Title

      Geological Society of America, Abstracts with Programs

      Volume: 43 Pages: 140-140

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SAR Remote Sensing of Buried Faults : Implications for Groundwater Exploration in the Western Desert of Egypt2011

    • Author(s)
      Ahmed Gaber, Magaly Koch, M.Helmi, Motoyuki Sato
    • Journal Title

      Sensing and Imaging : An International Journal

      Volume: 12 Pages: 133-151

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acceleration of FDTD Method Using a Novel Algorithm on the Cell B.E2011

    • Author(s)
      S.Endo, J.Sonoda, M.Sato, T.Aoki
    • Journal Title

      IEICE Trans.Inf.& Syst.

      Volume: E94-D Pages: 2338-2344

    • DOI

      10.1587/transinf.E94.D.2338

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hand-Held GPR Imaging Using Migration for Irregular Data2011

    • Author(s)
      Xuan Feng, Motoyuki Sato, Cai Liu
    • Journal Title

      IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing

      Volume: 4 Pages: 799-803

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] GPUを用いたディレクティブによるFDTD法の高速化と室内電波環境解析への応用2012

    • Author(s)
      園田潤, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会・環境電磁工学研究会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2012-10-27
  • [Presentation] GPUクラスタにおけるモデル分割を用いたFDTD法による地中レーダシミュレーションの高速化2012

    • Author(s)
      園田潤, 小関勇気, 昆太一, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2012-03-22
  • [Presentation] 3次元MW-FDTD並列計算を用いた雷放電電磁界における放電路角度依存性の解析2012

    • Author(s)
      及川貴瑛, 園田潤, 本間規泰, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] GPUを用いたFDTD法によるポインティングベクトル分布のリアルタイム可視化2012

    • Author(s)
      小関勇気, 園田潤, 金澤靖, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] Kinectによる室内電波環境解析のためのFDTD数値モデル構築2012

    • Author(s)
      嶺岸琢磨, 小関勇気, 園田潤, 金澤靖, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2012-03-21
  • [Presentation] 3次元MW-FDTD並列計算を用いた大規模都市モデルの雷放電電磁界解析2012

    • Author(s)
      及川貴瑛, 園田潤, 本間規泰, 池川豊年, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報宇通信学会・エレクトロニクスシミュレーション研究会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-01-26
  • [Presentation] SfMシステムで構築した実環境FDTD数値モデルとGPUによる高精度高速電波環境解析2012

    • Author(s)
      小関勇気, 藤原脩, 園田潤, 金澤靖, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会・パターン認識・メディア理解研究会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2012-01-19
  • [Presentation] Humanitarian demining sensor ALIS and its deployment in Cambodia2011

    • Author(s)
      Motoyuki Sato
    • Organizer
      International Conference on Microwaves, antenna, propagation & remote sensing
    • Place of Presentation
      インド、ジョードプル(Invited)
    • Year and Date
      2011-12-06
  • [Presentation] Velocity spectrum analysis for dynamic groundwater level detection by gpr2011

    • Author(s)
      H.Liu, Y.Yokota, M.Sato
    • Organizer
      the 11th Workshop on Subsurface Electromagnetic Measurement
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2011-11-25
  • [Presentation] 3D GPR Signal Processing for Detecting Natural Disaster Damages2011

    • Author(s)
      Gaber, Y.Yokota, M.Sato
    • Organizer
      the 11th Workshop on Subsurface Electromagnetic Measurement
    • Place of Presentation
      奈良
    • Year and Date
      2011-11-25
  • [Presentation] Land subsidence damage detection and imaging using 3D-GPR in Iwaki city, Japan2011

    • Author(s)
      A.Gaber, Y.Yokota, M.Sato
    • Organizer
      10th SEGJ International Symposium
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2011-11-20
  • [Presentation] New gpr system for accurate velocity and thickness estimation of snow and ice on a frozen lake2011

    • Author(s)
      H.Liu, M.Sato
    • Organizer
      10th SEGJ International Symposium
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2011-11-20
  • [Presentation] Scattering mechanism analysis and deorientation effect investigation for oriented built-up areas using ALOS/PALSAR PolInSAR data sets2011

    • Author(s)
      Si-Wei Chen, Motoyuki Sato
    • Organizer
      3rd ALOS-2/3 Workshop
    • Place of Presentation
      つくば
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] FDTD法における丸め誤差伝播の定量化2011

    • Author(s)
      小関勇気, 園田潤, 昆太一, 佐藤源之
    • Organizer
      電気学会電磁界理論研究会
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] SfMシステムを用いた実環境FDTD数値モデルの構築2011

    • Author(s)
      藤原脩, 園田潤, 金澤靖, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] IPv6ユビキタスPCクラスタ自動再構成システムの開発と評価2011

    • Author(s)
      園田潤, 小野和宗, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] Fermi GPUを用いたGPRシミュレーションの高速化の検討2011

    • Author(s)
      小関勇気, 園田潤, 昆太一, 佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2011-09-14
  • [Presentation] March 11th Japan earthquake and tsunami, beyond the frontiers : what we observed by radar polarimetry2011

    • Author(s)
      Motoyuki Sato, Si-Wei Chen
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-28
  • [Presentation] Assessing The Potential of Groundwater Resources West of Aswan, Egypt, Using ALOS/PALSAR Polarimetric Information2011

    • Author(s)
      A.Gaber, M.Koch, M.Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-27
  • [Presentation] Compressive Sensing Applied to Imaging by Ground Based Polarimetric SAR2011

    • Author(s)
      R.Karlina, M.Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-27
  • [Presentation] Moisture & roughness estimation algorithm over permafrost area2011

    • Author(s)
      Manabu Watanabe, Keiji Kushida, Koichiro Harada, Masami Fukuda, Motoyuki Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-27
  • [Presentation] Model-based polarimetric decomposition using PolInSAR coherence2011

    • Author(s)
      Si-Wei Chen, Motoyuki Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-26
  • [Presentation] Analysis of electromagnetic wave scattering from a dielectric dihedral structure by polarimetric GB-SAR2011

    • Author(s)
      M.Matsumoto, M.Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-26
  • [Presentation] Estimation of Biomass of Tree Roots By GPR With High Accuracy Positioning System2011

    • Author(s)
      Y.Yokota, M.Matsumoto, A.Gaber, M.Grasmueck, M.Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Presentation] Data interpolation and resampling for a synthetic aperture radar data2011

    • Author(s)
      S.Kusano, M.Sato, Y.Yokota
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Presentation] Robust estimation of dielectric constant by gpr using an antenna array2011

    • Author(s)
      H.Liu, M.Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Presentation] Wideband stepped-frequency ground penetrating radar2011

    • Author(s)
      Takashi Kido, Yuya Yokota, Fumika Kawahara, Motoyuki Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Presentation] Application of 3-D migration algorithm to GPR on an irregular ground surface2011

    • Author(s)
      Andrey Klokov, Motoyuki Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Presentation] Detection of lnapl contaminated soils by GPR2011

    • Author(s)
      Qi Lu, Xuan Feng, Cai Liu, Hong-Li Li, Motoyuki Sato
    • Organizer
      IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
    • Place of Presentation
      カナダ、バンクーバ
    • Year and Date
      2011-07-25
  • [Presentation] Fermi GPUを用いたディレクティブによるFDTD高速計算2011

    • Author(s)
      園田潤, 佐藤源之
    • Organizer
      GTC Workshop Japan 2011
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-07-22
  • [Presentation] FDTD法を用いた地中レーダシミュレーションのGPU実装による高速化2011

    • Author(s)
      小関勇気, 園田潤, 昆太一, 佐藤源之
    • Organizer
      GTC Workshop Japan 2011
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-07-22
  • [Presentation] New challenges of Ground Penetrating Radar for Archaeological Survey2011

    • Author(s)
      Motoyuki Sato
    • Organizer
      The Safeguard of Cultural Heritage : A Challenge from the Past for the Europe of Tomorrow
    • Place of Presentation
      イタリア、フィレンツェ(Invited)
    • Year and Date
      2011-07-11
  • [Presentation] Near-Surface 3D Imaging of Buried Metallic Objects Using Real-Time Data Fusion of GPR and IGPS2011

    • Author(s)
      A.Gaber, Y.Yokota, M.Masayoshi, M.Sato
    • Organizer
      Japan Geoscience uinion International Symposium
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] Characterizing subsurface fractures based on forward modeling of EM scattering from synthesized fractal fractures2011

    • Author(s)
      K.Mansour, M.Sato
    • Organizer
      Japan Geoscience uinion International Symposium
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] Estimation of Biomass of Tree Roots by High Accuracy Ground Penetrating Radar2011

    • Author(s)
      Y.Yokota, A.Gaber, M.Masayoshi, M.Sato
    • Organizer
      124th SEGJ Conference
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-12
  • [Presentation] Robust estimation of dielectric constant and layer thickness by gpr antenna array2011

    • Author(s)
      H.Liu, M.Sato
    • Organizer
      124th SEGJ Conference
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-12
  • [Presentation] コンパイラディレクティブを用いたFDTD法のGPU実装による電波伝搬散乱解析の高速化2011

    • Author(s)
      園田潤, 佐藤源之
    • Organizer
      計算工学講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-12
  • [Presentation] フラクタル構造における電磁波透過特性の実験的検証2011

    • Author(s)
      園田潤, 丹治紀彦, 海野啓明, 佐藤源之, 林直樹, 小幡常啓, 若原昭浩
    • Organizer
      電子情報通信学会・アンテナ・伝播研究会
    • Place of Presentation
      屋久島
    • Year and Date
      2011-05-12
  • [Book] Subsurface Sensing, Ch.11.82011

    • Author(s)
      Motoyuki Sato
    • Total Pages
      11
    • Publisher
      Wiley
  • [Remarks]

    • URL

      http://magnet.cneas.tohoku.ac.jp/satolab/satolab-j.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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