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水文分析と深層学習を加えた全球の地形分類の高度化と構造化

研究課題

研究課題/領域番号 18H00769
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分04010:地理学関連
研究機関国土地理院(地理地殻活動研究センター)

研究代表者

岩橋 純子  国土地理院(地理地殻活動研究センター), その他部局等, 主任研究官 (90391698)

研究分担者 山崎 大  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70736040)
松岡 昌志  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (80242311)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード地形分類 / DEM / 数値地形解析 / 地盤分類 / 土壌 / 水文分析 / グローバル / 深層学習
研究成果の概要

本研究では、数値標高モデル(DEM)を用いて計算した地形量(傾斜などの物理量)を使って、同じような形、すなわち似た性質を持つ斜面をゾーニングした地図データを作成した。水文分析を用いた新たなパラメータを導入して、従来の先行研究では捉えられなかった平野部の微高地の抽出に成功した他、集水域の既存データベースとの結合を行い上流下流の情報を追加できるデータを作成した。パラメータの導入には至らなかったものの深層学習を用いた実験的な取り組みを行った。データは日本全国(30mメッシュDEMを利用)と、全球(90mメッシュDEMを利用)について作成し、ウェブサイトで公開した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

同様の先行研究の成果は、地形と関係がある事が分かっている様々な事柄、例えば土壌タイプの推定、Vs30(表層30mのS波速度;地震による地盤脆弱性の目安となる)の推計や地震ハザードマップの作成等に使われてきた。今回、全球スケールでは最小280mメッシュであった先行研究と比較して、3×3倍の細かさのDEMを用いてデータを作成し、また新しいパラメータによって平野部の微地形の把握が大きく向上した事により、推計がさらに正確になると期待される。加えて、本研究のデータは、山地についてもゾーニングされていることから、山地での災害、例えば斜面崩壊や地すべりの危険性等のモデリングと推計にも貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Lawrence Berkeley National Laboratory/U.S. Geological Survey/University of Texas(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] US Geological Survey/California Institute of Technology/Texas University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] US Geological Survey/California Institute of Technology/Texas University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A Probabilistic Framework to Model Distributions of VS302021

    • 著者名/発表者名
      Mital Utkarsh、Ahdi Sean、Herrick Julie、Iwahashi Junko、Savvaidis Alexandros、Yong Alan
    • 雑誌名

      Bulletin of the Seismological Society of America

      巻: -

    • DOI

      10.1785/0120200281

    • 関連する報告書
      2020 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] Classification of topography for ground vulnerability assessment of alluvial plains and mountains of Japan using 30?m DEM2021

    • 著者名/発表者名
      Iwahashi Junko、Yamazaki Dai、Nakano Takayuki、Endo Ryo
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-020-00398-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 機械学習を用いた日本全国の液状化危険度の推定2021

    • 著者名/発表者名
      桑原光平,松岡昌志
    • 雑誌名

      日本地震工学会論文集

      巻: -

    • NAID

      130008046075

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vs30 Seismic Microzoning Based on a Geomorphology Map: Experimental Case Study of Chiang Mai, Chiang Rai, and Lamphun, Thailand2019

    • 著者名/発表者名
      Thamarux P, Matsuoka M, Poovarodom N, Iwahashi J
    • 雑誌名

      ISPRS International Journal of Geo-Information

      巻: 8 号: 7 ページ: 309-309

    • DOI

      10.3390/ijgi8070309

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] DEM(数値標高モデル)を用いた地形量・浸水量の計測2019

    • 著者名/発表者名
      岩橋純子
    • 雑誌名

      新砂防(砂防学会誌)

      巻: 72(2) ページ: 43-47

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 日本全域高解像度の表面流向データ整備2018

    • 著者名/発表者名
      山崎大, 冨樫冴佳, 竹島彰, 佐山敬洋
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 74(5)

    • NAID

      130007757835

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 数値地形解析による30mDEMを用いた地盤脆弱性アセスメントに資する地形分類データの作成2021

    • 著者名/発表者名
      岩橋純子、山崎大、中埜貴元、遠藤涼
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A probabilistic framework for Vs302019

    • 著者名/発表者名
      Mital U, Yong A, Iwahashi J, Herrick J, Savvaidis A
    • 学会等名
      2019 SSA Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated classification of topography from 30 m DEMs of Japan by segmentation and machine learning2019

    • 著者名/発表者名
      Iwahashi J, Nakano T, Yamazaki D
    • 学会等名
      日本地形学連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Generation of segment data using 30-m DEMs as the base material of future hazard maps2019

    • 著者名/発表者名
      Iwahashi J, Matsuoka M, Yamazaki D
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective estimation of gravitational deformation zone in wide mountainous area in Japan using DEM and convolutional neural network (CNN)2019

    • 著者名/発表者名
      Endo R, Iwahashi J, Ohno H, Nakano T
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MERIT Hydro: a new global hydrography map based on multiple satellite observations, and its application to model-satellite integration in global river hydrodynamic simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki D
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全球高解像度水文地理データの開発と陸域水循環研究への応用2019

    • 著者名/発表者名
      山崎大
    • 学会等名
      (水文・水資源学 / 流出予測研究所) 講演会「水文・水資源学に関するデータとモデルの社会実装に向けて」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] A probabilistic framework for Vs302019

    • 著者名/発表者名
      Utkarsh Mital, Alan Yong, Junko Iwahashi, Julie Herrick, Alexandros Savvaidis
    • 学会等名
      2019 SSA Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of terrain classifications as a proxy to estimate VS302018

    • 著者名/発表者名
      Junko Iwahashi, Dai Yamazaki, Julie Herrick, Alan Yong, Masashi Matsuoka, Takayuki Nakano, Utkarsh Mital, Alexandros Savvaidis
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 沖積平野の浸水脆弱性・地盤脆弱性を反映したDEM地形分類の可能性について2018

    • 著者名/発表者名
      岩橋純子・中埜貴元・山崎大
    • 学会等名
      日本地形学連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Classification of topography in artificially modified alluvial plains using DEMs2018

    • 著者名/発表者名
      Junko Iwahashi, Takayuki Nakano, Dai Yamazaki
    • 学会等名
      5th International Conference on Geomorphometry (Geomorphometry2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 濃尾平野の基盤地図情報を用いた数値地形解析2018

    • 著者名/発表者名
      岩橋純子・中埜貴元
    • 学会等名
      日本地球惑星連合(JpGU)2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Estimation Model on Average Shear-Wave Velocity of Ground to Upper 30m Using PS-logging Data in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Keishiro TAKAMIYA, Masashi MATSUOKA, Saburoh MIDORIKAWA
    • 学会等名
      第15回日本地震工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Seismic Hazard Evaluation System Development for BCP Assessment of Thai Tourist Startups2018

    • 著者名/発表者名
      Patcharavadee THAMARUX, Natt LEELAWAT, Masashi MATSUOKA
    • 学会等名
      7th Asia Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MERIT DEM: a high-accuracy global elevation map by multi-component error removal2018

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 学会等名
      5th International Conference on Geomorphometry (Geomorphometry2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Classification of Topography using 30 m DEM

    • URL

      https://gisstar.gsi.go.jp/Japan_terrain/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Global Polygons for terrain classification

    • URL

      https://gisstar.gsi.go.jp/terrain2021/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] J-FlwDir: Japan Flow Direction Map / 日本域表面流向マップ

    • URL

      http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/~yamadai/JapanDir/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 日本域表面流向マップ

    • URL

      http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/~yamadai/JapanDir/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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