| 研究課題/領域番号 |
15K01269
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| 研究機関 | 福井工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
辻野 和彦 福井工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (10321431)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 土砂災害検知センサー / Webカメラ / GIS / リモートセンシング / UAV / DSM / オルソモザイク画像 / 防災マップ |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，(1)衛星画像や各種の地理空間情報（オープンデータを含む）を用いて，地震や集中豪雨を誘因として発生した土砂災害の履歴を整理し，斜面災害（斜面崩壊，土石流）の危険箇所を絞り込むこと，(2)UAV（Unmanned Aerial Vehle：無人航空機）を用いて土砂災害発生箇所や危険箇所の空撮を行い，オルソモザイク画像やDSM（Digital Surface Model：数値表面モデル）を作成することで，山間部に住む住民の防災マップ作成に寄与する情報を提供すること，(3)危険箇所として絞り込んだ斜面にWebカメラを用いた土砂災害検知センサーを設置し，住民の迅速な避難行動に資するシステムを開発することである．
平成27年度は，主として土砂災害検知センサーの開発に取り組んだ．土砂災害検知センサーには，Webカメラを用いるが，撮影した動画のリアルタイム差分（1フレーム前と現在のフレームとの差分）を行い，ターゲットの移動を把握するものである．Visual C++によるプログラミング環境を整備し，屋外や暗闇において模型斜面によるターゲットの移動把握に関する実験を行った．暗闇の中では，ターゲットにLED電球を取り付け，その移動を捉えられるか否かについてWebカメラとターゲットとの距離を変化させて実施した．その結果，Webカメラとターゲットとの距離が5m以内であれば，暗闇においてもターゲットの移動を把握できることが確認できた．
さらに，OpenCVによるプログラミング環境を整備し，複数台（3台）のWebカメラにおけるリアルタイム差分を検討した．その結果，リアルタイムで動画を撮影するプログラムの動作確認を行うことができた．今後は，各Webカメラが捉えた動画のリアルタイム差分に関するプログラミングを行う．
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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
研究の全体構想として，(1)人工衛星画像（SARデータ）を用いた斜面崩壊の検出とDEM生成，(2)各種の地理空間情報を活用した土砂災害発生箇所の素因・誘因の特性の分析と考察，(3)土砂災害の特性分析結果に基づく危険斜面の絞りこみ，(4)斜面災害検知センサーの開発と危険斜面への設置という4つのステップを考えた．
平成27年度は，研究実績の概要でも示した通り，主として土砂災害検知センサーの開発に取り組んだ．1台のWebカメラを用いてリアルタイム差分を試み，明るい場合は，Webカメラとターゲットとの距離が10m以内であれば，10mm程度のターゲットの移動が検知できることが確認できた．また，暗い場合はターゲットにLED電球を取り付け，その移動が確認できるかを実験した．その結果，Webカメラとターゲットとの距離が5m以内であれば，10mm程度のターゲットの移動が検知できることが確認できた．今後は，OpenCVのプログラミングにより，複数台のWebカメラによるリアルタイム差分を行う．
また，福井県内で集中豪雨を誘因として発生した斜面崩壊の現場において，UAVを用いた空撮を行った．空撮画像より簡易オルソモザイク画像やDSMの生成ができることを確認している．DSMの誤差は実測値と比較すると平均で約10cmとなった．今回は飛行高度を80mとしたが，低空で飛行すること，オーバーラップを90%程度確保することで，さらに精度が向上することが期待される．今後も別の斜面崩壊現場を空撮する予定であり，人工衛星画像の解析と併せて斜面崩壊危険箇所の絞りこみを行っていく．
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は，人工衛星画像（SARデータ）を用いた斜面崩壊の検出とDEM生成，各種の地理空間情報を活用した土砂災害発生箇所の素因・誘因の特性の分析と考察，複数台のWebカメラによる土砂災害検知センサーの開発に関する研究を推進させる．
人工衛星画像を用いた斜面崩壊の検出に関しては，ALOS-2衛星画像のPALSAR-2を用いてInSARによるDEM生成を行う．また，UAVによる空撮画像から生成したDSM，地上測量の3つを比較し精度検証を行う．また，各種の地理空間情報を活用した土砂災害発生箇所の素因・誘因の特性分析については，地形，地質，植生等の素因の分析だけでなく，降雨などの誘因についての特性も分析に加える．この特性分析結果によって絞り込んだ危険箇所と土砂災害防止法で指定されているレッドゾーンやイエローゾーンとの比較も行うことが可能である．さらに，最終年度（平成29年度）には，危険斜面に検知センサーを設置する実証実験を行いたいと考えている．これに向けて平成28年度中に複数台のWebカメラによるリアルタイム差分に関するOpenCVのプログラムを完成させる．また，複数台のWebカメラを用いたリアルタイム差分が実施できれば，その移動量から面的な土塊の移動が把握できると考えている．この方法についても併せて検討を加えていきたい．
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