SAR画像中で自動認識された接地点群利用に基づく数値地形モデル生成手法に関する研究

Research Project

Project/Area Number	23K03893
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 21030:Measurement engineering-related
Research Institution	National Institute of Information and Communications Technology
Principal Investigator	上本純平国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (70536177)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000) Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	SAR / InSAR / リモートセンシング / フットプリント / マルコフ確率場 / DEM / DSM
Outline of Research at the Start	数値地形モデル(DTM)は、ビルや樹木といった地物が除去された高さマップであり、土砂崩れ発生時の土砂流出量の推定や水流解析等に利用される重要な情報である。本研究では、「合成開口レーダー（SAR）で取得した地物を含む高さマップである数値表層モデル(DSM)から、どうすれば迅速かつ精度よくDTMを自動生成できるか」という課題に取り組む。SARには、昼夜間・天候問わず地表面情報を取得できるという唯一無二の優れた特性がある一方、情報抽出に高度な経験を要するという難点がある。このような背景を踏まえ、SAR画像中の接地点群の自動認識技術を利用したDTM生成手法に関する研究を実施する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、「どうすればSAR DSMから迅速かつ精度よくDTMを自動生成できるか」という課題に対し、これまで培ってきたSAR画像中の接地点群自動認識技術を利用し解決を図るというものである。今年度は、自動認識によって見出された接地点群の検出精度改善を目的とし、「マルコフ確率場(MRF)に基づく地物接地点群の誤検出抑制アルゴリズム」に関する取り組みを実施した。具体的には、人工データを用いた数値実験を実施済みである当該アルゴリズムを実観測データへ適用し、ハイパーパラメータに対する適切な探索範囲や間隔に関する調査を行った。単純形状のアパート等、誤検出判断が容易に行える対象へのアルゴリズム適用結果について目視確認したところ、誤検出と思われる地物接地点群が正しく誤検出判定されていることを確認した。一方で、当該アルゴリズムに含まれる３つのハイパーパラメータのうち、真値と観測値を紐づける尤度関数に関わるハイパーパラメータが、想定より大きい値として推定されていることが疑問点として挙げられる。本事象の原因及びその解釈については、計算コードの見直しを含め引き続き検討を進めていきたい。なお、現在の計算コードでは、当該アルゴリズムの適用範囲として、SAR画像上においてアジマス方向に50 m前後の長さを有する構造物が限界である。この長さ制限は、後続のステップで取り組む予定であるDTM生成に対しては大きな障害とならないと考えているが、必要に応じて分割処理等、対策を施すこととしたい。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の研究計画通り、MRFに基づく地物接地点群の誤検出抑制アルゴリズムについて、ハイパーパラメータの推定範囲に当たりを付けた上で実データへの適用を開始できているため。
Strategy for Future Research Activity	現時点でスケジュールとしては、研究計画通りに推進できているため、基本的には引き続き当初計画に沿って研究を進めて行くこととしたいが、推定されたハイパーパラメータ値の妥当性については、優先して検討を進める。