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深層学習を用いた効率的な地層対比システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K11905
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60080:データベース関連
研究機関大阪公立大学 (2022-2023)
大阪市立大学 (2021)

研究代表者

根本 達也  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (10572555)

研究分担者 升本 眞二  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40173760)
V. Raghavan  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (30291602)
米澤 剛  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90402825)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード深層学習 / 地層の対比 / ボーリング柱状図 / 地層対比 / 3次元地質モデル / 地質情報
研究開始時の研究の概要

3次元地質情報の発信・共有を目的としたWeb-GISによる3次元地質モデラーの開発が進められ,実用化されつつある.このシステムを有効活用するには,膨大な時間を要している地層の対比(データの分類)を効率良く行えるシステムを開発する必要がある.そのために,本研究では,① 深層学習を用いて,地層を分類する方法を検討する,② 専門家が深層学習による分類結果を確認し,修正や追加を行うための方法を確立する,③ 対比結果に対する論理的な矛盾の有無を確認・表示する方法を確立する,および ④ これらの機能をもつ地層対比支援システムを開発する.

研究実績の概要

本研究の目的は,3次元地質モデリングにおいて膨大な時間を要している地層の対比を効率良く行えるシステムを開発することである.そのために,本研究では,深層学習を用いて,地層を分類する方法を検討する,専門家が深層学習による分類結果を確認し,修正や追加を行うための方法を確立する,対比結果に対する論理的な矛盾の有無を確認・表示する方法を確立する,および,これらの機能をもつ地層対比支援システムを開発する.本年度の主な成果は以下の通りである.
(1)ボーリングデータから学習用データを生成するプログラムを改良した.また,生成した学習用データを用いて深層学習を試行し,結果の精度を検証した.しかし,対比精度については,期待したような成果を得ることはできなかった.(2)PHPによるグラフィック処理とWebブラウザで3次元グラフィックスを高速に描画する技術であるWebGLを用いて,2次元および3次元で対比結果およびボーリング柱状図を可視化できるようにシステムを改良した.(3)地層の上下関係などの情報から,対比結果に対する地質学的矛盾の有無を判断するためのプログラムを改良し,判断結果を効率よく出力できるように機能を強化した.(4)共同研究者間でこれらの成果と進捗を共有し,成果や課題等の整理と次年度の研究計画を議論・検討した.研究成果の一部を学会で発表し,関連する研究者と機械学習や地層対比について意見交換を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本年度計画していた
(1)深層学習による対比精度の向上,(2)対比結果およびボーリング柱状図可視化システムの改良,(3)対比結果に対する地質学的矛盾の有無を判断するためのプログラムの改良,のうち,(2)(3)はおおむね完了したが,(1)については,想定していた精度には達しておらず,予定通りには進捗しなかった.

今後の研究の推進方策

深層学習を用いた地質の分類方法および対比支援システムを開発するために,以下の研究
を推進する.
(1)深層学習による対比精度の向上を引き続き試みる.
(2)これまでに開発したプログラムを統合し,地層対比支援システムを完成させる.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] オープンソースGISを使ってみよう2023

    • 著者名/発表者名
      Nemoto Tatsuya、Ueda Mitsunori、Raghavan Venkatesh
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 129 号: 1 ページ: 435-440

    • DOI

      10.5575/geosoc.2023.0010

    • ISSN
      0016-7630, 1349-9963
    • 年月日
      2023-08-09
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DEM Generation and Topographic Changes of Central Hanoi, Vietnam2023

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa G., Nemoto T., Xuan Luan Truong, Nonogaki S., Do Thi Hang, Mitamura M., and Raghavan V.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Conf. GIS-IDEAS 2023

      巻: 1 ページ: 268-273

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Utilization of Borehole Data for Correlation System of Strata: A Case Study of Hanoi, Vietnam2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai K., Yonezawa G., Luan Xuan Truong, Nemoto T., and Masumoto S.
    • 雑誌名

      Proc. Intl. Conf. GIS-IDEAS 2023

      巻: 1 ページ: 293-300

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional structure and sources of groundwater masses beneath the Osaka Plain, Southwest Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Shintani T, Masuda H, Nemoto T, Ikawa R, Marui A, Tanimizu M, Ishikawa T
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology: Regional Studies

      巻: 43 ページ: 101193-101193

    • DOI

      10.1016/j.ejrh.2022.101193

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] DEM Generation and Topographic Changes of Central Hanoi, Vietnam2023

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa G., Nemoto T., Xuan Luan Truong, Nonogaki S., Do Thi Hang, Mitamura M., and Raghavan V.
    • 学会等名
      GIS-IDEAS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Utilization of Borehole Data for Correlation System of Strata: A Case Study of Hanoi, Vietnam2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai K., Yonezawa G., Luan Xuan Truong, Nemoto T., and Masumoto S.
    • 学会等名
      GIS-IDEAS 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機械学習によるボーリングデータの地層対比に有効な地盤の特徴量の検討2023

    • 著者名/発表者名
      野々垣 進,根本達也,升本眞二
    • 学会等名
      日本地質学会第130年学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜方位-傾斜量合成図を用いた数値標高モデルの超解像2022

    • 著者名/発表者名
      升本眞二, 水落啓太, 野々垣進, 根本達也
    • 学会等名
      日本情報地質学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] WebGLを用いたボーリングデータ3次元可視化システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      櫻井健一, 米澤剛, 根本達也, 升本眞二
    • 学会等名
      日本情報地質学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 地層対比に向けたボーリング柱状図表示システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      根本達也, 野々垣進, 升本眞二, 米澤剛, ラガワン ベンカテッシュ
    • 学会等名
      日本地質学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation on Machine Learning-Based Stratigraphic Correlation Using Geotechnical Features2021

    • 著者名/発表者名
      Nonogaki S., Nemoto T., Masumoto S.
    • 学会等名
      American Geophysical Union
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] OSGeoLiveを用いたGeo-Vox3次元地質モデル可視化フレームワークの実装2021

    • 著者名/発表者名
      根本達也, 野々垣進, 升本眞二, ベンカテッシュ ラガワン
    • 学会等名
      日本情報地質学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 超解像技術による傾斜方位と傾斜量を用いたDEMの高分解能化2021

    • 著者名/発表者名
      升本眞二, 水落啓太, 野々垣進, 根本達也
    • 学会等名
      日本情報地質学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた傾斜方位と傾斜量に基づくDEMの超解像2021

    • 著者名/発表者名
      升本眞二, 水落啓太, 野々垣進, 根本達也
    • 学会等名
      日本地質学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた地盤の特徴量に基づく地層対比手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      野々垣進, 升本眞二, 根本達也
    • 学会等名
      日本地質学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison machine learning-based land cover classification derived from Sentinel-2 and Landsat-8 images:A case study in Lao Cai, Vietnam2021

    • 著者名/発表者名
      Do T. H., Yonezawa G., Raghavan V.
    • 学会等名
      日本情報地質学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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