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2020 年度 実績報告書

人工構造物の振動を利用した超高密度震源による地震探査とモニタリング手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H01997
研究機関九州大学

研究代表者

辻 健  九州大学, 工学研究院, 教授 (60455491)

研究分担者 池田 達紀  九州大学, 工学研究院, 助教 (00736845)
二宮 啓  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究員 (40849923)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード地震探査 / 人工物の振動 / 地下のイメージング / 地下のモニタリング / 機械学習 / 火星の地震計データ
研究実績の概要

電車線路や幹線道路、建物といった人工構造物の振動を有効に利用して、環境フレンドリーな超高密度の仮想人工震源ネットワークを構築し、高い解像度で地下のイメージングとモニタリングを行う手法の開発を試みた。
(1) イメージングとモニタリングに有効な人工振動源の特定:MeSO-netやHi-net地震計、我々が設置した地震計のデータを解析し、適当な振動を発している人工構造物を特定した。具体的には、電車、道路、建物、工事現場等からの振動を記録し、それらの周波数成分と時間安定性を調べた。その結果、電車線路、幹線道路、河川の堰からの振動は広いバンド幅を持つ周波数を有し、イメージング等に適当であることが分かった。
(2) データ解析手法の開発:表面波トモグラフィや地震波干渉法を微動データに適用し、高い空間解像度で地下のイメージングとモニタリングする手法の確立を目指した。Hi-netやMeSO-netのデータを用いて、山陰地方と関東地方全域の地質構造を3次元的に推定することに成功した。
(3) 機械学習の利用:機械学習を用いてモニタリングデータに内在する重要な信号の抽出を試みた。今年度は、道端に設置した地震計のデータから、車両の種類と台数を定量化する試験を行った。その結果、1台の地震計を利用すれば、同時に3台の異なった種類の車が走行した場合にも、機械学習は車の種別と台数を推定することができた。この手法は地下のモニタリングでも利用できる。
(4) その他:火星に設置した地震計データの解析を実施した。まず地震計で微動の特徴を捉えた結果、実体波は着陸船から遠い場所の風の影響を受けていること、表面波は着陸船周辺の風によって励起されていることが明らかとなった。また高い周波数の微動(1 Hz以上)は、探査船からの振動が卓越しており、この振動を震源に利用することで、火星内部のイメージングを行うことに成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

コロナの状況悪化により、当初予定していた野外調査の一部(地震計の設置した現地調査)を実施できず、その作業を次年度(R3年度)に持ち越すこととなった。その野外調査はR3年度に実施することができ、結果が得られた。一方で、MeSO-netやHi-netのデータを利用や、火星に設置された地震計のデータに対して着陸船振動を利用した探査を実施するなど、多くの進展があった。

今後の研究の推進方策

本研究の検討から、適当な人工振動が利用できない場所や、解析に利用することが難しい振動が卓越している場所もあった。そのような場所でも地下のイメージングとモニタリングが実施できるように、小型の人工震源装置の開発も重要であることが分かった。

  • 研究成果

    (54件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 4件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 15件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] コロラド鉱山大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      コロラド鉱山大学
  • [雑誌論文] Influence of structure and pore pressure of plate interface on tectonic tremor in the Nankai subduction zone, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Hendriyana Andri, Tsuji Takeshi
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 558 ページ: 116742-116742

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2021.116742

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Spatial and temporal influence of rainfall on crustal pore pressure based on seismic velocity monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      Andajani Rezkia Dewi, Tsuji Takeshi, Snieder Roel, Ikeda Tatsunori
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01311-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Pore Pressure Analysis for Distinguishing Earthquakes Induced by CO2 Injection from Natural Earthquakes2020

    • 著者名/発表者名
      Chhun Chanmaly, Tsuji Takeshi
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 12 ページ: 9723-9723

    • DOI

      10.3390/su12229723

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a nascent tectonic boundary in the San-in area, southwest Japan, using a 3D S-wave velocity structure obtained by ambient noise surface wave tomography2020

    • 著者名/発表者名
      Suemoto Yudai, Ikeda Tatsunori, Tsuji Takeshi, Iio Yoshihisa
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-020-1139-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Real-time crustal monitoring system of Japanese Islands based on spatio-temporal seismic velocity variation2020

    • 著者名/発表者名
      Hutapea Fernando Lawrens, Tsuji Takeshi, Ikeda Tatsunori
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 ページ: 19

    • DOI

      10.1186/s40623-020-1147-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sound speed of thermohaline fine structure in the Kuroshio Current inferred from automatic sound speed analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Chhun Chanmaly, Tsuji Takeshi
    • 雑誌名

      Exploration Geophysics

      巻: 51 ページ: 581-590

    • DOI

      10.1080/08123985.2020.1736548

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distributions of gas hydrate and free gas accumulations associated with upward fluid flow in the Sanriku-Oki forearc basin, northeast Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Kret Kakda, Tsuji Takeshi, Chhun Chanmaly, Takano Osamu
    • 雑誌名

      Marine and Petroleum Geology

      巻: 116 ページ: 104305-104305

    • DOI

      10.1016/j.marpetgeo.2020.104305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three‐Dimensional S-Wave Velocity Structure of Central Japan Estimated by Surface‐Wave Tomography Using Ambient Noise2020

    • 著者名/発表者名
      Nimiya H., Ikeda T., Tsuji T.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 125 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2019JB019043

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterizing coal seams hosted in Mmamabula Coalfield, central Botswana using pseudo-3D electrical resistivity imaging technique2020

    • 著者名/発表者名
      Nthaba Bokani, Shemang Elisha, Hengari Amogelang, Kgosidintsi Boniface, Tsuji Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of African Earth Sciences

      巻: 167 ページ: 103866-103866

    • DOI

      10.1016/j.jafrearsci.2020.103866

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temporal Variation and Frequency Dependence of Seismic Ambient Noise on Mars From Polarization Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Suemoto Yudai, Ikeda Tatsunori, Tsuji Takeshi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2020GL087123

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Overpressured Underthrust Sediment in the Nankai Trough Forearc Inferred From Transdimensional Inversion of High‐Frequency Teleseismic Waveforms2020

    • 著者名/発表者名
      Akuhara Takeshi, Tsuji Takeshi, Tonegawa Takashi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2020GL088280

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Data processing and interpretation schemes for a deep-towed high-frequency seismic system for gas and hydrate exploration2020

    • 著者名/発表者名
      Hutapea Fernando Lawrens, Tsuji Takeshi, Katou Masafumi, Asakawa Eiichi
    • 雑誌名

      Journal of Natural Gas Science and Engineering

      巻: 83 ページ: 103573-103573

    • DOI

      10.1016/j.jngse.2020.103573

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seasonal and transient surface displacements in the Kumamoto area, Japan, associated with the 2016 Kumamoto earthquake: implications for seismic-induced groundwater level change2020

    • 著者名/発表者名
      Ishitsuka Kazuya, Tsuji Takeshi, Lin Weiren, Kagabu Makoto, Shimada Jun
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 72 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40623-020-01275-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 地震探査結果に基づく四国北西沖伊予灘海域における中央構造線の分布及び活動性2020

    • 著者名/発表者名
      高橋恭平, 池田倫治, 佐藤誉司, 足達健人, 西坂直樹, 大西耕造, 大野裕記, 露口耕治, 辻 健
    • 雑誌名

      活断層研究

      巻: 53 ページ: 13-32

    • 査読あり
  • [学会発表] Continuous source system and distributed acoustic sensing for reservoir to crust monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, T. Ikeda, and K. Yamaoka
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ porosity estimation based on the relative permittivity on the Martian surface2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kobayashi, H. Miyamoto, A. Kumamoto, T. Nishibori, M. Sato, T. Niihara, H. Senshu, T. Iwata, F. Tsuchiya, K. Ishiyama, T. Tsuji
    • 学会等名
      ISAS Planetary Exploration Workshop 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization and Miniaturization of Lunar Active Seismic Profiler (LASP)2020

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, J. Kinoshita, T. Ikeda, T.Kawamura, T. Kobayashi, T.Maeda, Y.Ishihara, K. Ogawa, S. Tanaka, A. Araya, H. Miyamoto
    • 学会等名
      (LASP), ISAS Planetary Exploration Workshop 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Field-based monitoring, assessment and forecast of the permafrost coast retreat along the Kara Sea2020

    • 著者名/発表者名
      Kioka, ,V.S. Isaev, M. Fujii, T. Tsuji, P. I. Kotov, S. A. Ogorodov, O.M. Tsarapov, T. Mironova
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Coastal Sea Variability Influence in Temporal Changes of Seismic Velocity Estimated from Ambient Noise Monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      R. D. Andajani, T. Tsuji, R, T. Ikeda, A
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology (CINEST) 2020, Online
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial prediction of shear-wave velocity structure for detecting fractured zones using microtremor data analysis2020

    • 著者名/発表者名
      M. Mourad, T. Tsuji, T. Ikeda, S. Senna, K. Ishitsuka
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology (CINEST) 2020, Online
    • 国際学会
  • [学会発表] The Utilization of Pseudo-3D Electrical Resistivity Imaging Method to Characterize Coal Seams Hosted in Mmamabula Coalfield, Central Botswana2020

    • 著者名/発表者名
      B. Nthaba, E. Shemang, A. Hengari, B. Kgosidintsi, T. Tsuji
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology (CINEST) 2020, Online
    • 国際学会
  • [学会発表] S wave velocity Model Estimation using full waveform tomography in Central Japan Island, International Symposium on Earth Science and Technology (CINEST) 2020, Online2020

    • 著者名/発表者名
      K. Mukumoto and T. Tsuji
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology (CINEST) 2020, Online
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of shear zone thickness and strike-slip fault upon the low-frequency tremor in the Nankai Trough2020

    • 著者名/発表者名
      Fahrudin, and T. Tsuji
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology (CINEST) 2020, Online
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of 3D Seismic Velocity Structure on Ground Amplification Factor Using Seismic Wave Simulation2020

    • 著者名/発表者名
      I. Hagimori, T. Tsuji, T. Ikeda
    • 学会等名
      International Symposium on Earth Science and Technology (CINEST) 2020, Online
    • 国際学会
  • [学会発表] Extracting slump units and faults from seismic data using CNNs2020

    • 著者名/発表者名
      A. Ahmad and T. Tsuji
    • 学会等名
      SIS Technology Day for Universities 2020,Online
    • 国際学会
  • [学会発表] Pore pressure assessment related to rainfall perturbation through seismic velocity monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      R. D. Andajani, T. Tsuji and T. Ikeda
    • 学会等名
      SIS Technology Day for Universities 2020, Online
    • 国際学会
  • [学会発表] Continuous reservoir monitoring system based on permanent seismic source and distributed acoustic sensing2020

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, T.Ikeda, R.Matsuura, K. Yamaoka, T.Kimura
    • 学会等名
      SEG Annual Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Extracting surface wave dispersion curves from two-station microtremor analysis in heterogeneous ambient noise wavefield2020

    • 著者名/発表者名
      T. Ikeda, T. Tsuji, C. Konishi, and H. Saito
    • 学会等名
      SEG Annual Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization and Miniaturization of Lunar Active Seismic Profiler (LASP)2020

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, J. Kinoshita, T. Ikeda, T,Kawamura, T.Kobayashi, T.Maeda, Y.Ishihara, K.Ogawa, S.Tanaka, A.Araya, H.Miyamoto
    • 学会等名
      ISAS Planetary Exploration Workshop 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] PS干渉SAR解析を用いた2016年熊本地震後の熊本地域の地表変動の推定2020

    • 著者名/発表者名
      石塚師也, 辻 健, 林 為人, 利部 慎, 嶋田 純
    • 学会等名
      日本材料学会学術講演会
  • [学会発表] Overpressured underthrust sediment in the Nankai Trough forearc revealed by high-frequency receiver function inversion2020

    • 著者名/発表者名
      悪原 岳,辻 健,利根川貴志
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] Two steps of onset of the modern geodynamic framework; ~6Ma and ~2.5Ma in east Asia and western Pacific margin2020

    • 著者名/発表者名
      木村 学,辻 健,山口飛鳥
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] Estimation of shallow 3D S-wave velocity structure by applying surface-wave tomography using MeSO-net2020

    • 著者名/発表者名
      二宮 啓,池田達紀,辻 健
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] Processing the Deep-towed Autonomous Continuous System (ACS) Data in Joetsu Basin, Niigata Prefecture, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      F. L. Hutapea, T. Tsuji, E. Asakawa, M. Kato
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] Investigation of the pore pressure sensitivity toward ocean loading influence from seismic ambient noise monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      R.D. Andajani, T. Tsuji
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] 表面形状が制約する岩石亀裂の物理的・水理的特性の関係: デジタル岩石物理による検討2020

    • 著者名/発表者名
      澤山和貴,石橋琢也,蒋 飛,辻 健,藤光康宏
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] Analysis of Seismic Waves from Continuous and Controlled Seismic Signal System in Kyushu Area2020

    • 著者名/発表者名
      松浦稜祐,池田達紀,辻 健,山岡耕春
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] Pore geometry and elastic moduli of fault rocks accompanied by the Median Tectonic Line in Shikoku, southwestern Japan2020

    • 著者名/発表者名
      池田倫治,K. Kret,辻 健,池田達紀,辻 智大,大西耕造,西坂直樹
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] 西南日本,四国における中央構造線周辺の温度構造の推定2020

    • 著者名/発表者名
      内田嗣人,池田倫治,辻 健,大西耕造,西坂直樹
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] High Fluid Pressure Patch beneath the Decollement as a Potential Source of Slow Earthquakes at the Nankai Trough2020

    • 著者名/発表者名
      廣瀬丈洋,濱田洋平,谷川 亘,神谷奈々,山本由弦,辻 健,木下正高
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
  • [学会発表] Application of Adjoint Waveform Inversion to Hi-net Data in Central Japan Island2020

    • 著者名/発表者名
      椋本浩太, 辻 健
    • 学会等名
      日本地震学会 秋季大会
  • [学会発表] Vehicle identification from their traffic noise using machine learning techniques2020

    • 著者名/発表者名
      A. Bahaa, 辻 健
    • 学会等名
      物理探査学会2020年度秋季学術講演会
  • [学会発表] Slumps and faults identification in 3D seismic data using CNNs2020

    • 著者名/発表者名
      A.Bahaa, 辻 健
    • 学会等名
      物理探査学会2020年度秋季学術講演会
  • [学会発表] Identification of Sea-level Variability in Seismic Velocity Change From Seismic Ambient Noise2020

    • 著者名/発表者名
      R. D. Andajani, 辻 健, 池田達紀
    • 学会等名
      物理探査学会2020年度秋季学術講演会
  • [学会発表] 定常震源装置とDASを利用した連続モニタリングシステム2020

    • 著者名/発表者名
      辻 健, 池田達紀, 松浦稜祐, 木下順二, 山岡耕春, 木村恒久
    • 学会等名
      物理探査学会2020年度秋季学術講演会
  • [学会発表] ラブ波を用いた表面波トモグラフィによる関東平野の3次元S波速度構造の推定2020

    • 著者名/発表者名
      二宮 啓, 池田達紀, 辻 健
    • 学会等名
      物理探査学会2020年度秋季学術講演会
  • [学会発表] 微動の非等方なエネルギー分布を考慮した2観測点間の表面波分散曲線の推定2020

    • 著者名/発表者名
      池田逹紀,辻 健,小西千里,斎藤秀樹
    • 学会等名
      物理探査学会2020年度秋季学術講演会
  • [学会発表] 微動観測の地熱開発への適用2020

    • 著者名/発表者名
      山浦悠貴,齋藤博樹,辻 健,池田達紀,荒巻 健
    • 学会等名
      地熱学会
  • [学会発表] 反射法地震探査における自動速度解析を用いた活断層の推定2020

    • 著者名/発表者名
      竹之内秀斗, 椋本浩太, 辻 健, 白石和也, 中村恭之, 藤江 剛, 小平秀一
    • 学会等名
      海と地球のシンポジウム
  • [学会発表] Closed Earth System: 地球・宇宙探査から考える地球の環境と防災2020

    • 著者名/発表者名
      辻 健
    • 学会等名
      日本会議通訳者協会
    • 招待講演
  • [学会発表] 近年の探査解析技術を用いたフロンティア域での浅層物理探査2020

    • 著者名/発表者名
      辻 健
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 招待講演
  • [学会発表] Challenges and Opportunities of Geophysical Exploration to Meet Future Energy Demands2020

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji
    • 学会等名
      SEACG2020, Indonesia (online)
    • 招待講演
  • [学会発表] Induced Seismicity2020

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji
    • 学会等名
      ITB and IEAGHG will organize an International CCUS Virtual Course
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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