2014 Fiscal Year Research-status Report
ハイパースペクトルデータを用いた地表面吸音境界条件の生成手法の確立
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25820286
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| Research Institution | Tokuyama College of Technology |
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Principal Investigator |
平栗 靖浩 徳山工業高等専門学校, 土木建築工学科, 助教 (90457416)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 屋外音響数値解析 / 地表面吸音特性 / ハイパースペクトル画像 / 航空機リモートセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な音響数値シミュレーションの手法が確立される中、屋外音響伝搬予測の際に問題となるのが気象条件や境界条件といった入力条件の設定方法である。なかでも地表面吸音境界条件の設定は、設定手法自体が未確立であることに加え、データベースが存在しないことから、非常に困難な状況にある。昨年度は、名古屋大学フィールド科学教育研究センター東郷フィールドを対象に航空機ハイパースペクトル画像の新規撮影を行った。同時に、撮影対象地域において、EA法により伝達関数を測定し、地表面の比音響インピーダンス比と吸音率を算出した。相対的に吸音率の低い地表面で測定点間の吸音率の分散が大きくなる傾向があること、含水による地表面の吸音特性の変化を捉えることを示し、ハイパースペクトル画像を用いた地表面吸音特性の推定可能性を明らかにした。
今年度は、ハイパースペクトル画像を用いた地表面吸音特性の新たな推定手法と、推定した地表面吸音特性の音響シミュレーションへの適用方法について検討した。推定手法について、これまで検討してきた教師付き分類手法であるMED-SD法では、推定吸音特性は同種別と判断された地表面に対し一様に与えられるため、実際の地表面吸音特性とは異なる可能性がある。そこでハイパースペクトル画像から、直接的に地表面吸音特性を推定する手法について検討した。推定吸音特性の音響シミュレーションへの適用方法については、これまで検討してきた波動音響数値解析手法であるFDTD法に加え、未だ実務者等からの需要が大きいエンジニアリングモデルへの実装について検討した。対象騒音源を道路交通騒音とし、ASJ RTN-Modelを用いた検討を実施した。
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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
申請時の研究計画では、同地域・異季節の地表面吸音特性の把握であったが、これまで検討してきたハイパースペクトル画像を用いた推定手法はクラスター分析のような類型化手法であったため、地表面の分光反射率の細かな変動を地表面吸音特性に反映することができないモデルであった。そこで、目的変数を1/3オクターブバンド毎の吸音率、説明変数を地表面の分光反射率として重回帰分析を行い、変数の調整を行ったところ、中心周波数410.6nmと770.1nm、890.6nmの3波長帯の分光反射率のみを用いる地表面吸音率推定モデルを導出した。本モデルを用いることで概ね良好に地表面吸音率が推定可能であることが確認された。
次に、申請時の研究計画にはなかった推定吸音特性の音響シミュレーションへの適用方法について検討した。波動音響数値解析の一手法であるFDTD法では、精緻なシミュレーションが可能であるが、一方で広域かつ高周波数域を対象としたシミュレーションを実現するには計算負荷が大きく、幾何音響数値解析と波動音響数値解析のハイブリッド手法のようなエンジニアリングモデルの需要が未だ大きい。そこで、道路交通騒音予測計算でデファクトスタンダードとなっているASJ RTN-ModelとHARMONOISEを対象とし、FDTD法を用いたシミュレーション結果との比較を行った。結果として、数dBの予測誤差がみられたが、いずれの手法にも適切に推定吸音率を付加することができることがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は昨年度検討予定（未着手）であった、地表面吸音特性への季節変化の影響の解明に加え、申請段階で予定していた異なるリモートセンシング画像の活用である。本検討に必要な異季節のハイパースペクトル画像は既に入手済みであるため、ハイパースペクトル画像の分析を進めることで、地表面吸音特性の年変動を明らかにする。また、申請時の研究計画の通り、草地と樹木の誤判定を改善するため、異なるリモートセンシングデータを活用する手法について検討する。現段階では、DEM（数値標高モデル）データおよびDSM（数値表層モデル）データを用いて、その差分から地物形状を推定する手法を用いる予定である。
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| Causes of Carryover |
見積もり等の兼ね合いにより、使用額と請求額の100円未満の差が生じてしまいました。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
適正に執行いたします。
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