| 研究課題/領域番号 |
21K04282
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 岐阜工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
菊 雅美 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50714127)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 礫浜地形 / 音の分類 / 教師なし学習 / 砕波形態 / 機械学習 / 水理模型実験 / 現地観測 / 海岸侵食 / 河口閉塞 / 礫浜海岸 / 音 / 地形変化 / 波浪状況 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本申請課題では，音から波浪および地形をリアルタイムに推定する手法を構築し，現地に堆積をもたらす波浪条件を解明する．具体的には，水理模型実験のスペクトログラムから，波浪条件や地形を高精度に推定可能なモデルを構築する．現地海岸で録音したデータに構築したモデルを適用し，音から現地波浪と地形を推定する．現地海岸に集音マイクを設置し，現地の波浪と地形をリアルタイムに解析する．
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| 研究実績の概要 |
三重県南部の七里御浜井田海岸では，海岸侵食が顕在化している．一方，井田海岸北側の河口では，閉塞が生じている．海岸侵食は波浪災害の抑制効果を低減させ，河口閉塞は河川氾濫の危険性を高めるため，適切な管理が求められている．
申請者は，井田海岸を対象とした現地測量を定期的に実施し，短期的・長期的な礫浜の地形変化特性について検討している．ただし，観測頻度は高くなく，その間に生じる地形変化を検討できていない．さらに，海岸に作用する波浪を観測できておらず，地形変化をもたらす波浪は不明確である．これらの課題に対し，波の音から波浪や地形の状況を推定できれば，常時観測が可能となる．そこで，本研究課題では，音から波浪状況を推定する手法を構築することを目的とする．
2023年度はRTK-UAV測量を3回実施した．高精度な3次元点群モデルを構築する手法について再検討するとともに，数値表層モデルDSMとオルソモザイク画像を作成した．DSMから観測間の水際線の変動と地形変化量を算定した．
礫浜を対象に，同一波浪条件にて複数の水理模型実験を実施した．実験中に収録した音からFFT画像を作成し，次元削減とクラスタリングを実施した．分類結果について砕波形態との関係について考究した結果，実験回に依存することなく，砕波形態に応じて分類していることを確認した．また，次元削減によって得た第1成分と第2成分によって，砕波の特徴を捉えられることもわかった．以上から，FFT画像の次元削減とクラスタリングによって，砕波形態を分類できることが明らかになった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
礫浜を対象とした水理模型実験を実施した．水理模型実験中に音を収録するとともに，側面から砕波状況を録画した．さらに，構築した3次元地形計測手法を用いて，礫浜の地形変化を30sごとに記録した．これらの結果を用いて，水理模型実験中に収録した音と砕波形態の関連を明らかにできた．
七里御浜井田海岸を対象としたRTK-UAV測量を実施し，観測結果を蓄積できた．
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| 今後の研究の推進方策 |
教師なし学習によって分類されたFFT画像に，砕波形態のラベルをつけ，教師あり学習を実施する．学習に用いていない画像を使って，学習モデルの推定精度を検証する．教師あり学習の結果から，機械が見出した特徴量を可視化し，FFT画像において砕波形態を特徴づける箇所について考察する．
井田海岸で収録した音に構築したモデルを適用し，分類特性について検討する．
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