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多偏波干渉地上型合成開口レーダを用いた植生下における高精度地表変動解析手法の開発

Research Project

Project/Area Number 18J20104
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Measurement engineering
Research InstitutionTohoku University
Research Fellow 泉 佑太  東北大学, 環境科学研究科, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
KeywordsGB-SAR / 干渉SAR / 環境計測 / 大気位相誤差 / レーダポラリメトリ / レーダポーラリメトリ / 地滑り
Outline of Annual Research Achievements

東北大学佐藤源之研究室では熊本地震で大規模な地すべりが発生した熊本県南阿蘇村の斜面に地上設置型合成開口レーダ(GB-SAR)を設置し,2017年から現在まで連続して斜面の環境計測を行っており,変位量に基づく早期警戒情報を提供している。そこで、本研究はGB-SARの社会実装で想定される、または発生する問題の課題解決を目的としている。研究開始時の目的は植生領域への観測範囲の拡大であった。これに加え、研究を進めるにあたり、変位観測を行う際に大気屈折率の変化がマイクロ波の位相遅延として現れ、結果に大きな誤差を生むことが明らかとなった。そのため、本問題の解決を行うことは当初の目的を達成するために必要不可欠であり、本研究では、まず、大気の屈折率から生じる誤差の補正について検討することから始めた。以上から、現在までの実績として大きく、(1)大気補正アルゴリズムの開発、(2)植生下を含む低コヒーレンス域における高精度変位観測、の二つのパートに分けられる。(1)について、山間部において大気の屈折率はおおよそ標高に依存して分布するが,斜面に設置した気象センサとGB-SARデータから、山岳地帯の局地風が原因で全体として不均一な屈折率分布となることを明らかにした。この不均一大気屈折率による誤差を補正するため、現在までに4種のアルゴリズムを提案している。これら提案手法により、現在準リアルタイムで正確な山間部の計測が可能となっている。(2)について、レーダポラリメトリ技術を適用することによってコヒーレンス(干渉度)を最大化するアルゴリズムを開発し、従来手法よりも多くの安定散乱点を得ることを示した。本アルゴリズムにより、従来は低コヒーレンスが原因で観測できなかった地点においても干渉計測が可能となり、観測範囲の拡大を結果より示すことができた。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(20 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results)

  • [Journal Article] Temporal H/alpha Target Decomposition for Landslide Monitoring Using Ku-Band GB-SAR Time Series2021

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Motoyuki Sato
    • Journal Title

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

      Volume: 14 Pages: 3318-3329

    • DOI

      10.1109/jstars.2021.3062879

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Time-Series Clustering Methodology for Estimating Atmospheric Phase Screen in Ground-Based InSAR Data2021

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Giovanni Nico, Motoyuki Sato
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing

      Volume: Early access

    • DOI

      10.1109/tgrs.2021.3072037

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Monitoring Strategies of Displacements and Vibration Frequencies by Ground-Based Radar Interferometry2020

    • Author(s)
      Nico Giovanni, Giuseppina Prezioso, Olimpia Masci, Yuta Izumi
    • Journal Title

      R3 in Geomatics: Research, Results and Review

      Volume: 1246 Pages: 363-374

    • DOI

      10.1007/978-3-030-62800-0_28

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Iterative Atmospheric Phase Screen Compensation for Near-Real-Time Ground-Based InSAR Measurements Over a Mountainous Slope2020

    • Author(s)
      Izumi Yuta、Zou Lilong、Kikuta Kazutaka、Sato Motoyuki
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      Volume: -

    • DOI

      10.1109/tgrs.2020.2973533

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LAND DEFORMATION MONITORING USING D-INSAR TECHNIQUE DURING LOMBOK EARTHQUAKE OBSERVED BY SENTINEL-1A/B2020

    • Author(s)
      Razi Pakhrur
    • Journal Title

      International Journal of GEOMATE

      Volume: 19

    • DOI

      10.21660/2020.73.37542

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A Time-Series Clustering Approach for Atmospheric Propagation Delay Compensation in Ground-Based Radar Interferometry2020

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Giovanni Nico, Motoyuki Sato
    • Organizer
      In International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GB-SAR(地上設置型合成開口レーダ)を用いた変位計測における大気屈折率変化の影響と補正手法2020

    • Author(s)
      泉佑太,佐藤源之
    • Organizer
      2020年電子情報通信学会アンテナ・伝搬研究会学生・企業交流セッション
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] A time-series clustering approach for atmospheric propagation delay compensation in Ground-based radar interferometry2020

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Giovanni Nico, Motoyuki Sato
    • Organizer
      In International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ANOMALOUS ATMOSPHERIC PHASE SCREEN COMPENSATION IN GROUND-BASED SAR OVER MOUNTAINOUS AREA2019

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Lilong Zou, Kazutaka Kikuta, Motoyuki Sato
    • Organizer
      In International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] POTENTIAL USE OF POLARIMETRIC INFORMATION FOR TERRAIN MORPHOLOGICAL CHANGE DETECTION INCLUDING ATMOSPHERIC PHASE SCREEN COMPENSATION EFFECT IN GROUND-BASED DINSAR APPLICATION2019

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Lilong Zou, Kazutaka Kikuta, Motoyuki Sato
    • Organizer
      In International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MONITORING STRATEGIES OF DISPLACEMENTS AND VIBRATION FREQUENCIES BY GROUND-BASED RADAR INTERFEROMETRY2019

    • Author(s)
      Giovanni Nico, Giuseppina Prezioso, Olimpia Masci, Yuta Izumi
    • Organizer
      International Workshop in memory of Prof. Raffaele Santamaria
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 計測機器と画像処理技術との連携による動態観測システムの開発2019

    • Author(s)
      石濱茂崇,佐藤源之,菊田和孝,泉佑太,江口秀典,山上直人,北沢俊隆
    • Organizer
      応用地質学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 偏波GB-SARによる地滑り斜面の長期観測2019

    • Author(s)
      泉佑太,佐藤源之
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of polarimetric information to the atmospheric phase screen compensation for GB-SAR ina mountainous area2019

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Lilong Zou, Kazutaka Kikuta, and Motoyuki Sato
    • Organizer
      POLinSAR workshop 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] POTENTIAL USE OF POLARIMETRIC INFORMATION FOR TERRAIN MORPHOLOGICAL CHANGE DETECTION INCLUDING ATMOSPHERIC PHASE SCREEN COMPENSATION EFFECT IN GROUND-BASED DINSAR APPLICATION2019

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Lilong Zou, Kazutaka Kikuta, and Motoyuki Sato
    • Organizer
      IGARSS 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ANOMALOUS ATMOSPHERIC PHASE SCREEN COMPENSATION IN GROUND-BASED SAR OVER MOUNTAINOUS AREA2019

    • Author(s)
      Yuta Izumi, Lilong Zou, Kazutaka Kikuta, and Motoyuki Sato
    • Organizer
      IGARSS 2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GB-SAR高精度地滑り計測を目的とした多偏波情報による不均一大気位相スクリーン補正手法の提案2019

    • Author(s)
      泉佑太,佐藤源之
    • Organizer
      第632回URSI-F
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] GB-SAR干渉処理における不均一大気状態下での大気位相スクリーン補正手法の提案2019

    • Author(s)
      泉佑太,Lilong Zou,菊田和孝,佐藤源之
    • Organizer
      第44回リモートセンシングシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多偏波干渉計測による地上設置型合成開口レーダ(GB-SAR)の高精度大気補正手法の提案2018

    • Author(s)
      泉佑太,Lilong Zou,菊田和孝,佐藤源之
    • Organizer
      第630回URSI-F
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多偏波干渉計測による地上設置型合成開口レーダ(GB-SAR)の高精度大気補正手法の提案2018

    • Author(s)
      泉佑太,Lilong Zou,菊田和孝,佐藤源之
    • Organizer
      第604回東北大学伝送工学研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-12-27  

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