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河川堤防と水面下の変状を同時に迅速,高精度かつ低コストで検知する計測技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K04949
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

西山 哲  岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (00324658)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード河川巡視・点検 / 3次元計測 / レーザ点群 / グリーンレーザー / 河道計測 / 河川構造物 / 河床地形 / リアルタイム処理 / 自動運転技術 / 3次元データ / 河川防災減災 / 河川堤防計測 / 河床計測 / ICRT / グリーンレーザ
研究開始時の研究の概要

地球規模の環境変化により,全国各地で毎年のように甚大な氾濫や堤防決壊による浸水被害が発生しており,膨大な延長距離にわたる堤防の健全性を綿密に点検することが,より一層重要になっている.しかしながら技術者と予算の不足は深刻化しており,点検作業の詳細化や回数の増加を図ることは不可能である.そこで,本研究では,ICRT技術を活用し,河川縦断測量だけでなく河床を含めた横断計測も可能にするレーザースキャナを搭載した小型車両により,広域を迅速かつ詳細に点検するモニタリング手法を完成させる.計測システムの小型化と低コスト化により,特に人材よ財源不足に悩む自治体管理の中小河川に対して有用な技術になると考える.

研究成果の概要

1)移動型レーザ点群計測システムの実現:SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)アルゴリズムを活用した3次元計測システムを実用化した. 2)3次元データのリアルタイム処理技術の開発:1)の手法と組み合わせて,リアルタイムで河川堤防,河道内および河川構造物の変状発生個所を検出するレーザ点群処理ソフトが構築できたことを実証した.3)水中を透過し河床の計測を可能にするグリーンレーザーの活用:波長515nm の緑色レーザの水中透過能力と河川の濁度の関係を検証し,目視で確認できる深さの約1.5倍までの水深個所をレーザにて計測できるスキャナの開発を実現させた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

多発する豪雨による浸水被害に対処するため,河川のより一層詳細な点検作業が求められている.その一方で技術者不足や財政難に備えて,どのように点検作業を効率化するのかは重要な課題である.そこで,我が国が誇る最先端のICRT【ICT:Information and Communication Technology+IRT:Information and Robot Technology】技術を活用した河川モニタリングの実現を図る研究を実施した.近年,中小河川での浸水・堤防決壊が相次いでおり,人材・財政不足が特に深刻化している自治体における河川管理の高精度化と高効率化に有用な技術になると考える.

報告書

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

    (11件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] UAVグリーンレーザ計測による河川構造物点検への適用検討2021

    • 著者名/発表者名
      堺 浩一、間野 耕司、橘 菊生、西山 哲
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 27 号: 0 ページ: 51-56

    • DOI

      10.11532/river.27.0_51

    • NAID

      130008114044

    • ISSN
      2436-6714
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] グリーンレーザドローンの計測精度と計測特性の把握に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      堺浩一,間野耕司,橘菊生,西山哲
    • 雑誌名

      応用測量論文集

      巻: 31 ページ: 99-110

    • NAID

      40022293170

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 河川堤防地形測量における3 次元データの取得法とその活用に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      﨑田晃基,西山哲
    • 雑誌名

      情報地質

      巻: 30 号: 3 ページ: 101-109

    • DOI

      10.6010/geoinformatics.30.3_101

    • NAID

      130007711560

    • ISSN
      0388-502X, 1347-541X
    • 年月日
      2019-09-25
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] APPLICATION OF THREE-DIMENSIONAL LASER POINT CLOUDS TO RIVER MANAGEMENT2021

    • 著者名/発表者名
      Nanoka Akiyama, Satoshi Nishiyama, Koki Sakita, Fumiaki Yamazaki
    • 学会等名
      7th Int. Conf. on Structure, Engineering & Environment (SEE)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 河川DX実現のための陸上・水中ドローン技術の研究2021

    • 著者名/発表者名
      秋山菜乃香, 西山哲, 照屋市朗, 中原浩実, 冨井隆春
    • 学会等名
      日本応用地質学会中四国支部 研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2種類の車両走行型計測によるレーザ点群を用いた道路周辺の地物変化の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      佐守 直人, 西山 哲, 﨑田 晃基, 藤木 三智成, 佐藤 直人
    • 学会等名
      第76回 土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 河川管理のためのSLAM技術を導入した三次元レーザ点群の活用方法2021

    • 著者名/発表者名
      秋山 菜乃香, 西山 哲, 﨑田 晃基
    • 学会等名
      第76回 土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SLAM 技術を導入した LiDAR 計測による河川堤防モニタリング手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      秋山 菜乃香,矢原 諒,﨑田 晃基,吉田 圭介,西山 哲,山崎 文明
    • 学会等名
      土木学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] SLAM技術を導入した携帯型レーザシステムによる河川堤防モニタリング手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      秋山 菜乃香,西山 哲,﨑田 晃基,山崎 文明
    • 学会等名
      土木学会土木情報学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 海底地形モニタリングに向けた差分解析手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      酒井多樹,崎田晃基,西山哲,吉岡裕嗣,川村裕,間野耕司
    • 学会等名
      土木学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] MMSによる法面モニタリング手法のための差分解析手法の精度検証2019

    • 著者名/発表者名
      佐守直人,西山哲,崎田晃基,藤木三智成,小野尚哉
    • 学会等名
      土木情報学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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