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2020 年度 実績報告書

センシング技術とシミュレーションの融合による広域土砂災害の監視・早期把握技術

研究課題

研究課題/領域番号 19H02408
研究機関広島大学

研究代表者

三浦 弘之  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (30418678)

研究分担者 横矢 直人  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 講師 (40710728)
Adriano Bruno  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 特別研究員 (40831889)
松岡 昌志  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (80242311)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード土砂災害 / リモートセンシング / 数値標高モデル / シミュレーション / 深層学習 / 建物被害
研究実績の概要

当該年度は,リモートセンシング画像に対する深層学習と数値標高モデルによる土石流氾濫シミュレーションを組み合わせることで,豪雨による土砂災害や洪水の被災範囲を高精度かつ迅速に推定する技術を検討した。2017年7月九州豪雨や2018年7月西日本豪雨後に撮影された人工衛星画像や被災地の数値標高モデルを用いた検討により,両データの統合解析により高精度に被災範囲を検出できることを示した。さらに,災害前後に撮影されたステレオ画像から得られる数値地形データに対して非線形マッピング処理を適用することで,土砂災害による崩壊土砂量を通常の差分解析よりも高精度に把握する技術を開発した。
災害後の応急対応や早期復旧計画を考える上で,被害建物の分布や被害量をできるだけ迅速に把握する必要がある。本研究では,航空写真や人工衛星画像から深層学習により自然災害による建物被害を自動的かつ迅速に推定する技術を開発した。これらの分析には,主に1995年兵庫県南部地震や2016年熊本地震をはじめとする地震による被害データおよびリモートセンシングデータを用いたが,台風や土砂災害などの他の自然災害に対しても提案手法が有効であることを確認した。
さらに,土砂災害の近傍で観測された高感度地震観測データから,観測点から土砂災害発生地点までの距離や土砂災害の規模の関係について検討し,観測データからリアルタイムに土砂災害の発生地点や規模を推定できる可能性を示した。

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

当初予定していた研究内容を共同研究者らと効率的に進めることができ,複数の研究成果を海外学術雑誌や国内学術雑誌等で発表することができたため,順調に進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

土砂災害による建物被害を事前に予測する技術の構築のため,木造戸建て住宅の構造性能を考慮した解析により,土砂高さと建物被害の関係を構築する。また,リモートセンシング画像からの建物被害の自動把握技術を高度化するために,複数の自然災害による被害データを学習させ,頑健で汎用的な被害把握技術の構築を目指す。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Volumetric Analysis of the Landslide in Abe Barek, Afghanistan Based on Nonlinear Mapping of Stereo Satellite Imagery-Derived DEMs2021

    • 著者名/発表者名
      Atefi Mujeeb Rahman、Miura Hiroyuki
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 13 ページ: 446~446

    • DOI

      10.3390/rs13030446

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Learning from multimodal and multitemporal earth observation data for building damage mapping2021

    • 著者名/発表者名
      Adriano Bruno、Yokoya Naoto、Xia Junshi、Miura Hiroyuki、Liu Wen、Matsuoka Masashi、Koshimura Shunichi
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 175 ページ: 132~143

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2021.02.016

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Breaking Limits of Remote Sensing by Deep Learning From Simulated Data for Flood and Debris-Flow Mapping2020

    • 著者名/発表者名
      Yokoya Naoto、Yamanoi Kazuki、He Wei、Baier Gerald、Adriano Bruno、Miura Hiroyuki、Oishi Satoru
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: - ページ: 1~15

    • DOI

      10.1109/TGRS.2020.3035469

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Learning-Based Identification of Collapsed, Non-Collapsed and Blue Tarp-Covered Buildings from Post-Disaster Aerial Images2020

    • 著者名/発表者名
      Miura Hiroyuki、Aridome Tomohiro、Matsuoka Masashi
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 12 ページ: 1924~1924

    • DOI

      10.3390/rs12121924

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FWNet: Semantic Segmentation for Full-Waveform LiDAR Data Using Deep Learning2020

    • 著者名/発表者名
      Shinohara Takayuki、Xiu Haoyi、Matsuoka Masashi
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 ページ: 3568~3568

    • DOI

      10.3390/s20123568

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2018年7月豪雨災害における広島県での土石流による被害地域と土砂災害警戒区域の空間分析2020

    • 著者名/発表者名
      三浦 弘之、池奥 和歩
    • 雑誌名

      地域安全学会論文集

      巻: 37 ページ: 11~19

    • DOI

      10.11314/jisss.37.11

    • 査読あり
  • [学会発表] 津波波力計算法を利用した土石流による木造家屋の安全性評価2021

    • 著者名/発表者名
      白川隼也, 三浦弘之
    • 学会等名
      日本建築学会中国支部研究報告集
  • [学会発表] 2020年7月豪雨で被災した熊本県球磨村周辺でのパラモーターによる空撮データのオルソ化と深層学習による建物被害推定2020

    • 著者名/発表者名
      三浦弘之
    • 学会等名
      第47回地域安全学会研究発表会(秋季)
  • [学会発表] 2018年7月豪雨災害における土石流の近傍で観測された地盤震動データの分析2020

    • 著者名/発表者名
      三浦弘之, 戸川肇
    • 学会等名
      第46回地域安全学会研究発表会(春季)
  • [学会発表] Semantic Segmentation for Full-Waveform LiDAR Data Using Local and Hierarchical Global Feature Extraction2020

    • 著者名/発表者名
      Takayuki SHINOHARA, Haoyi XIU, Masashi MATSUOKA
    • 学会等名
      28th International Conference on Advances in Geographic Information Systems (ACM SIGSPATIAL)
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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