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激甚被災地探索を目的とした津波波源推定への機械学習の適用可能性

研究課題

研究課題/領域番号 17H03316
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 水工学
研究機関関西大学

研究代表者

高橋 智幸  関西大学, 社会安全学部, 教授 (40261599)

研究分担者 奥村 与志弘  関西大学, 社会安全学部, 准教授 (80514124)
河野 和宏  関西大学, 社会安全学部, 准教授 (60581238)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2017年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード機械学習 / ニューラルネットワーク / 津波波源断層モデル / 津波シミュレーション / 津波観測 / 津波被害 / 波源断層モデル / 南海トラフ巨大地震津波 / 深層学習 / 転移学習 / 多数津波シナリオ / 津波数値モデル / 津波伝播シミュレーション / 津波浸水シミュレーション / 建物被害 / Convolutional LSTM / 津波 / 人工知能 / 自然災害 / 防災
研究成果の概要

津波波源を正確かつ迅速に把握することは、津波警報の更新のみならず、救助などの災害対応にも重要である。津波波源推定には観測データを用いた逆解析が有効だが、専門家が多数のデータを元に試行錯誤を繰り返しているのが現状である。大量の複雑な情報から特徴量を抽出し、隠されている法則を導き出す作業は機械学習が得意とするところである。そこで、機械学習により観測データから津波波源を推定する技術を開発した。
波源断層モデルと模擬観測水位データのセットを教師データとして、ニューラルネットワークに深層学習を適用した。学習済みモデルに模擬観測データを与えると各シナリオの断層パラメータが推定可能であることを検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

巨大津波災害においては、様々な物理的・人的要因が複雑に影響しあって被害を拡大させる。よって、大量の複雑な情報を分析する必要があり、人工知能の活用が期待される分野であるが、現状ではほとんど導入されていない。本研究は津波研究の中心となる津波波源に対して機械学習の適用を試みたものであり、その学術的意義は高いと考えられる。
また、津波波源は津波警報やハザードマップなどの津波防災技術の基礎になるものである。よって、津波波源を機械学習により迅速に調べることができるようになれば、津波防災実務への貢献も期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 津波堆積物分布の転換点による断層パラメータ推定のための数値実験2019

    • 著者名/発表者名
      YAMAMOTO Ako、TAKAHASHI Tomoyuki、HARADA Kenji
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_361-I_366

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_361

    • NAID

      130007730208

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 高知県における最大クラスの津波による地形変化と潜在的影響の評価2019

    • 著者名/発表者名
      2.山下 啓・菅原大助・門廻充侍・有川太郎・高橋智幸・今村文彦
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_685-I_690

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_685

    • NAID

      130007730341

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 建物に作用する津波外力に対する周辺建物の影響2019

    • 著者名/発表者名
      奥村 与志弘, 坂東 直樹, 四方 寿, 米山 望, 清野 純史
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_871-I_876

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_871

    • NAID

      130007730329

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical Analysis of Liquefaction of Sandy Ground Induced by Tsunami2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Okumura, Ryosuke Kato, Fusao Oka
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty- ninth International Ocean and Polar Engineering Conference

      巻: CD-ROM ページ: 3218-3225

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coastal Subsidence Induced Several Tsunamis During the 2018 Sulawesi Earthquake2018

    • 著者名/発表者名
      Arikawa Taro、Muhari Abdul、Okumura Yoshihiro、Dohi Yuji、Afriyanto Bagus、Sujatmiko Karina Aprilia、Imamura Fumihiko
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 13 号: 0 ページ: n/a

    • DOI

      10.20965/jdr.2018.sc20181204

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • 年月日
      2018-12-04
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-Time Tsunami Detection with Oceanographic Radar Based on Virtual Tsunami Observation Experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Ogata Kohei、Seto Shuji、Fuji Ryotaro、Takahashi Tomoyuki、Hinata Hirofumi
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 10 号: 7 ページ: 1126-1126

    • DOI

      10.3390/rs10071126

    • NAID

      120006524724

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 津波堆積物に基づく津波波源推定データベースの構築2018

    • 著者名/発表者名
      TAKAHASHI Tomoyuki、KAWASAKI Koji、HIRATA Kenji
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 74 号: 2 ページ: I_541-I_546

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.I_541

    • NAID

      130007504003

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 杭基礎建物の被災状況を踏まえた2011年東北地震津波による女川町の地盤応答特性の推定2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤裕子,奥村与志弘,米山望,渡辺健,清野純史
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 74 号: 4 ページ: I_777-I_787

    • DOI

      10.2208/jscejseee.74.I_777

    • ISSN
      2185-4653
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 時空間の連続性を考慮した映像改ざん検出2018

    • 著者名/発表者名
      吉田崇晃,河野和宏,馬場口登
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 117, 476 ページ: 23-28

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] GPS波浪計を用いた特性化波源モデル推定法の検討とその適用例2017

    • 著者名/発表者名
      門廻充侍,高橋智幸
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 73 号: 2 ページ: I_307-I_312

    • DOI

      10.2208/kaigan.73.I_307

    • NAID

      130006171796

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2011年東北津波によって流出した女川町のRC建物に対する周辺建物群の影響2017

    • 著者名/発表者名
      奥村 与志弘, 坂東 直樹, 米山 望, 清野 純史
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 73 号: 2 ページ: I_913-I_918

    • DOI

      10.2208/kaigan.73.I_913

    • NAID

      130006171870

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Feasible Study for Predicting Tsunami Height by Using Oceanographic Radar Installed in Wakayama Prefecture2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji SETO, Tomoyuki TAKAHASHI, Hirofumi HINATA, Ryotaro FUJI and Fumihiko IMAMURA
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 16th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Experiment of Tsunami Sand Deposits Affected by Fault Conditions in a Simple Topography2019

    • 著者名/発表者名
      Ako Yamamoto, Tomoyuki Takahashi and Kenji Harada
    • 学会等名
      International Union of Geodesy and Geophysics 27th General Assembly
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 敵対的生成ネットワークを用いた映像改ざん検出2019

    • 著者名/発表者名
      大城将健,河野和宏,馬場口登
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 映像改ざん検出における時空間特徴量の検証2019

    • 著者名/発表者名
      大城将健,河野和宏,馬場口登
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 規範的影響による同調行動を考慮した違法コンテンツの利用抑制の検討2019

    • 著者名/発表者名
      山口央貴,河野和宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 映像改ざん検出における時空間特徴量の検証2019

    • 著者名/発表者名
      大城将健,河野和宏,馬場口登
    • 学会等名
      電子情報通信学会EMM研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Feasibility Study on Tsunami Source Estimation from Observed Water Level Change by Machine Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Takahashi
    • 学会等名
      15th Annual Meeting AOGS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FUNDAMENTAL STUDY ON INFLUENCE OF TSUNAMI SOURCE HETEROGENEITY ON TSUNAMI HEIGHT DISTRIBUTION ALONG A COAST2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Takahashi
    • 学会等名
      European Seismological Commission 36th General Assembly
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 時系列情報を持つ畳み込みニューラルネットワークを用いた映像改ざん検出2018

    • 著者名/発表者名
      大城将健,河野和宏,馬場口登
    • 学会等名
      電子情報通信学会EMM研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Passive Video Forgery Detection Considering Spatio-Temporal Consistency2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kono, T. Yoshida, S. Ohshiro, and N. Babaguchi
    • 学会等名
      14th International Conference on Information Assurance and Security
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有効応力解析を用いた2011年東北地震津波による女川町の地盤応答特製の推定2017

    • 著者名/発表者名
      奥村与志弘,家根拓矢,加藤亮輔,清野純史
    • 学会等名
      第37回地震工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 杭基礎建物の被災状況を踏まえた2011年東北地震津波による女川町の地盤応答特性の推定2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤祐子,奥村与志弘,米山望,清野純史
    • 学会等名
      第37回地震工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 杭基礎RC建物の津波による転倒に及ぼす周辺建物群の影響2017

    • 著者名/発表者名
      坂東直樹,奥村与志弘,清野純史
    • 学会等名
      平成29年度土木学会全国大会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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