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レーダポーラリメトリによる広域河川氾濫領域の被災状況把握および救助用陸路検出

研究課題

研究課題/領域番号 19H02389
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25020:安全工学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

佐藤 亮一  新潟大学, 人文社会科学系, 教授 (00293184)

研究分担者 山田 寛喜  新潟大学, 自然科学系, 教授 (20251788)
山口 芳雄  新潟大学, 自然科学系, フェロー (50115086)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード被災地観測 / 自然災害 / レーダポーラリメトリ / 合成開口レーダ / リモートセンシング / 洪水 / 河川氾濫 / 救助用陸路
研究開始時の研究の概要

本研究では、緊急時の災害現場における人命救助や二次被害防止に活用させるために、観測被災領域からの特徴あるマイクロ波散乱特性と偏波情報を特定し、それらを巧みに組み合わせて利用することで、1) 河川の水位上昇の把握、2) 堤防の状態把握、3) 河川決壊箇所の検出、4) 浸水住宅領域の観測および被災程度の判定、5) 適切な緊急避難・救助用陸路の検出、を可能とする画像解析手法および判定アルゴリズムを確立する。さらに、光学センサ等を用いた他の遠隔観測技術では困難とされる「建築物間に生じる影領域」等の「見えない」領域の被災状況を把握するための検出アルゴリズムの開発も目指す。

研究成果の概要

本研究では、偏波合成開口レーダ(PolSAR)で取得される画像データを用いて、1) 河川氾濫領域(河川周辺、浸水住宅)の観測および状態把握、2) 適切な緊急救助用陸路の検出(道路、橋梁の被害の有無と状態把握)、3) 洪水被害軽減策(田んぼダムとしての利用)を想定した水田の状態把握を実現するための手法の開発を行なった。1)-3)に対応するターゲットモデルからの散乱波に含まれる偏波情報の中で、何が研究目的を実現するために役立つのか、ということに重点をおき、FDTD電磁界解析を中心に詳細な調査を行ない、解析手法を検討した。実PolSARデータを用いた画像解析を実行し、導出手法の妥当性を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した新たな被災領域の状態把握手法を、広域水害被災領域を対象に実用化すれば、環境(昼夜・天候等の違い)に依存せずに、従来困難だった水害被災直後の河川氾濫領域の観測、安全な緊急救助用陸路の検出、洪水被害軽減を想定した水田の状態把握等が可能となるため、災害監視、被害予想・分析・対策等の分野に大きく貢献できる。高度な専門知識のないユーザでも被災状況を容易に理解できるため、解析結果は基本的に高分解能カラー画像により提供するため、より多くの災害対策分野への活用が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Flood Area Observation Using Quad-polarimetric SAR Data Based on Model-based Decomposition2021

    • 著者名/発表者名
      R. Sato, R. Kubo, H. Yamada
    • 学会等名
      Proc. of 2021 7th Asia-Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar (APSAR) , DOI: 10.1109/APSAR52370.2021.9688368
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polarimetric Analysis of ALOS-2/PALSAR-2 Data for Grasping State of Damaged Bridge2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kuwabara, R. Sato, Y. Yamaguchi, H. Yamada
    • 学会等名
      ICSANE2021, IEICE Tech. Rep.SANE2021-47, vol. 121, no. 236, pp. 79-82.
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 偏波SARデータを用いた散乱電力分解法の基礎について2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会,信学技報 EMT2021-35, vol. 121, no. 226, pp. 36-40
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 導体平板上に設けられた隣接するスリットと方形溝からの平面電磁波の散乱 -- E偏波入射の場合 --2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤亮一, 白井宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会,信学技報 EMT2021-6, vol. 121, no. 33, pp. 31-34
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 水害発生地域の被災判定のための時系列 PolSAR データの利用と機械学習の活用2021

    • 著者名/発表者名
      久保竜之助, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第32回北陸支部大会講演要旨集, A-5, p.5
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] FDTD 法を用いた健全/被災桁橋モデルに対する偏波散乱解析2021

    • 著者名/発表者名
      本木雄大, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第32回北陸支部大会講演要旨集, A-6, p.6
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 偏波角をもとにした PolSAR 画像解析による橋梁の検出及び状態把握2021

    • 著者名/発表者名
      桑原享生, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第32回北陸支部大会講演要旨集, A-7, p.7
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Approximate analysis of EM wave scattering from two cracks on a ground plane2021

    • 著者名/発表者名
      R. Sato and H. Shirai
    • 学会等名
      Proc. of 2020 International Symposium on Antennas and Propagation (ISAP), DOI: 10.23919/ISAP47053.2021.9391425
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 斜入射時の簡易水稲モデルに対する偏波散乱特性について2021

    • 著者名/発表者名
      池内達也, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • 学会等名
      2021年 電子情報通信学会 総合大会 C-1-10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水稲生育観測に適した散乱電力分解の評価方法2020

    • 著者名/発表者名
      池内達也, 佐藤亮一, 山口芳雄, 山田寛喜
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第31回北陸支部大会講演要旨集, B-4
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電磁界解析による破損道路判定に関する基礎研究2020

    • 著者名/発表者名
      澤田勇, 佐藤亮一
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第31回北陸支部大会講演要旨集, B-7
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 簡易河川堤防境界モデルに対する偏波散乱解析2020

    • 著者名/発表者名
      後藤勇世,佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会 C-1-14
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Fundamental analysis of electromagnetic wave scattering from multi-layered window glass in multi-frequency band2019

    • 著者名/発表者名
      R. Sato and H. Shirai
    • 学会等名
      Proc. of 2019 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA'19), DOI: 10.1109/ICEAA.2019.8879383
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of polarimetric scattering from dihedral structure for detecting building damaged by mudflow2019

    • 著者名/発表者名
      R. Sato, K. Sasaki, Y. Yamaguchi and H. Yamada
    • 学会等名
      Proc. of 2019 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), DOI: 10.1109/IGARSS.2019.8900071
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental study on grasping seasonal change in paddy rice growth using quad-polarimetric SAR data2019

    • 著者名/発表者名
      T. Hashimoto, R. Sato・Y. Yamaguchi and H. Yamada
    • 学会等名
      ICSANE2019, IEICE Tech. Rep.SANE2019-62, vol. 119, no. 255,, pp. 71-75
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 導体平板上の二つのクラックからの電磁波散乱に関する基礎研究2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤亮一, 白井宏
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電磁界理論研究会,信学技報 EMT2019-73, vol. 119, no. 272, pp. 261-264
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] レーダポーラリメトリによる水稲生育観測のための偏波散乱解析2019

    • 著者名/発表者名
      橋本拓也,佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第30回北陸支部大会講演要旨集, A-6, p.6
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] PolSARを用いた洪水浸水時の住宅被害状況把握に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      縄手陸,佐藤亮一,山口芳雄,山田寛喜
    • 学会等名
      日本産業技術教育学会 第30回北陸支部大会講演要旨集, B-6, p.15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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