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2016 年度 実施状況報告書

衛星マルチセンサ画像と地理空間情報の融合による災害把握の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 15K16305
研究機関千葉大学

研究代表者

劉 ウェン  千葉大学, 大学院工学研究科, 助教 (60733128)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード自然災害 / リモートセンシング / 都市モデル
研究実績の概要

本研究の目的は,撮影条件が異なる光学センサ画像と高解像度合成開口レーダ(SAR)画像を地理空間情報として融合する手法を開発し,自然災害後に短期間で得られる多様な衛星画像を用いて被害を早期に検出することである。
本年度は高解像度のALOS-2 PALSAR-2画像を用いて,2015年5月に噴火がおきた口永良部島における火山活動のモニタリングと2016年4月に発生した熊本地震における被害の検出を行った。噴火前後に撮影されたPALSAR-2強度画像の差分を用いて,火砕流による地表面の被覆変化を抽出した。さらに,上昇と下降軌道のデータに干渉解析をかけて,噴火前後における地盤変位量を検出した。
熊本地震においては,災害直後の緊急対応として,同一軌道で撮影された災害前後の3時期画像からコヒーレンスを算出し,阿蘇山付近の斜面崩壊を含めた広域な被害範囲を抽出した。また,被害が最も大きい益城町における建物の被害検出も行った。航空機レーザーで撮影したLidarデータと現地調査の結果を用いて,検出結果の精度検証を行った。
都市モデルを構築するために,橋梁がSAR画像における後方散乱モデルを分析した。東京湾にある4本の大規模橋梁と隅田川にある12本の小規模橋梁を対象とし,撮影条件による反射の違いを比較した。大規模橋梁では水面との多重反射がおき,画像に3本以上の反射が見られる。一方,小規模橋梁では多重反射が重なり,橋梁の主桁を鮮明に見られない場合もある。また,橋梁の構造が反射特性に影響することが分かった。

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

本年度予定していた異なる波長のSAR画像を用いて各土地被覆におけるマイクロ波の後方散乱係数を行った。仙台市を航空機SARセンサで撮影したLバンドとXバンドの画像を入手し,土地被覆分類を行った。しかし,解像度の差が大きく(L:3m; X: 25cm),波長による違いが判明できなかった。また,1シーンのSAR画像においては,後方散乱係数とテキスチャ情報を用いて概ねの土地被覆が分類できた。
自然災害の対応として,火山噴火(2015年口永良部島),風水害(2015年関東・東北豪雨)と地震(2016年熊本地震)における多種の被害把握を行った。火山噴火では火砕流の範囲と噴火による地殻変動を検出した。水害については,多時期画像を用いて茨城県常総市における浸水範囲変化をモニタリングできた。5mデジタル標高モデルと重ねることで最大浸水となった2015年9月11日における浸水深を推定した。熊本地震では,土砂崩れ箇所の抽出と建物倒壊率の推定を行った。被害が大きかった益城町では木造建物が密集しているため,衛星PALSAR-2画像による1棟単位の被害検出ができなかった。

今後の研究の推進方策

今後では,高解像度光学衛星画像とSAR画像を併用したGIS上の3次元都市モデルの作成を行う。地震があった熊本県益城町を対象地域とする。Lバンドの衛星SAR画像では木造住宅を鮮明に捉えにくいことから,航空写真と地震前の高解像度航空機Xバンド画像(Pi-SAR2)を用いて都市モデルの構築を試みる。検証データとして,ゼンリンから建物データを購入し,建物の輪郭と高さの検出精度を評価する。さらに,地震後の航空機Xバンド画像を用いて,建物の被害判定を行う。災害後の現地調査データを用いて精度の検証を行う予定である。

次年度使用額が生じた理由

妊娠・出産により予定していた国内・外の学会参加ができなくなり,旅費とその他(学会参加費)を使用しなかった。また,産休により,一時研究を中断しまして,データの購入を遅れた。

次年度使用額の使用計画

本年度購入する予定であった衛星画像を新たに購入し,使用している解析機器とソフトウェアの更新を行う。また,積極的に学会に研究成果の発表と交流を行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Automated extraction of inundated areas from multi-temporal dual-polarization RADARSAT-2 images of the 2011 central Thailand flood2017

    • 著者名/発表者名
      Pisut Nakmuenwai, Fumio Yamazaki, Wen Liu
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 9 ページ: 1-19

    • DOI

      10.3390/rs9010078

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extraction of collapsed buildings due to the 2016 Kumamoto earthquake based on multi-temporal PALSAR-2 data2017

    • 著者名/発表者名
      Wen Liu, Yamazaki
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 12 ページ: 241-250

    • DOI

      10.20965/jdr.2017.p0241

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Learning Change from Synthetic Aperture Radar Images: Performance Evaluation of a Support Vector Machine to Detect Earthquake and Tsunami-Induced Changes2016

    • 著者名/発表者名
      Marc Wieland, Wen Liu, Fumio Yamazaki
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 8 ページ: 1-21

    • DOI

      10.3390/rs8100792

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ALOS-2衛星画像を用いた口永良部島の火山活動モニタリング2016

    • 著者名/発表者名
      原香実,リュウ・ウェン,山崎文雄
    • 雑誌名

      日本リモートセンシング学会論文集

      巻: 36 ページ: 338-347

    • DOI

      10.11440/rssj.36.338

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] TerraSAR-X画像を用いた橋梁把握の基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      澤可那子,リュウ ウェン,山崎文雄
    • 学会等名
      土木学会地震工学委員会 第7回インフラ・ライフライン減災対策シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2016-12-05 – 2016-12-05
  • [学会発表] 多偏波SAR画像によるテクスチャを用いた土地被覆分類の基礎的検討2016

    • 著者名/発表者名
      佐無田夏希,リュウ・ウェン,山崎文雄
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会 第61回学術講演会
    • 発表場所
      新潟テルサ
    • 年月日
      2016-11-01 – 2016-11-02
  • [学会発表] Land-cover classification of Tehran using L- and C-band Synthetic Aperture Radar imagery2016

    • 著者名/発表者名
      Homa Zakeri, Wen Liu, Fumio Yamazaki
    • 学会等名
      37th Asian Conference on Remote Sensing
    • 発表場所
      Colombo, Sri Lanka
    • 年月日
      2016-10-17 – 2016-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Remote sensing technologies for post-earthquake damage assessment: A case study on the 2016 Kumamoto earthquake2016

    • 著者名/発表者名
      Fumio Yamazaki, Wen Liu
    • 学会等名
      6th Asia Conference on Earthquake Engineering
    • 発表場所
      Cebu City, Philippines
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraction of flooded areas due the 2015 Kanto-Tohoku heavy rainfall in Japan using PALSAR-2 images2016

    • 著者名/発表者名
      Fumio Yamazaki, Wen Liu
    • 学会等名
      International Society For Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS) 2016
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2016-07-12 – 2016-07-19
    • 国際学会
  • [学会発表] TerraSAR-X画像を用いた2015年ネパール地震における市街地の被害評価2016

    • 著者名/発表者名
      Rendy Bahri,リュウ ウェン,山崎文雄
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会 第60回学術講演会
    • 発表場所
      日本大学津田沼キャンパス
    • 年月日
      2016-05-12 – 2016-05-13
  • [学会発表] 高分解能SAR画像を用いた橋梁の津波被害把握2016

    • 著者名/発表者名
      井上和樹,劉ウェン,山崎文雄
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会 第60回学術講演会
    • 発表場所
      日本大学津田沼キャンパス
    • 年月日
      2016-05-12 – 2016-05-13
  • [備考] 研究論文

    • URL

      http://ares.tu.chiba-u.jp/~papers/index.htm

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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