地上レーザスキャンによる高精細地形解析プロトコルの確立と研究拠点の形成

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25702014
• 研究種目: 若手研究(A)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 早川 裕弌 東京大学, 空間情報科学研究センター, 准教授 (70549443)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 地上レーザ測量 / 地形学 / 地理学 / 3次元 / 地理情報システム（GIS）

研究概要

本研究では、高解像度地形データの取得方法および解析手法の確立を目的とし、各種地形・地物を対象とした計測と解析を進め、そのアーカイヴ化と共有、解析プロトコルの構築を行うことを目的とする。
研究開始にあたり、既に導入済みである中距離型の地上レーザスキャナに加え、短距離型および長距離型の機材の導入を想定していたが、費用対効果を慎重に検討した結果、短距離型の地上レーザスキャナのみ新規導入することとなった。一方、長距離での地形計測については、SfM写真測量など代替手法でのデータ取得を検討する。
現地測量は、平地歩道面、海岸侵食、急傾斜地土石流堆積物、塩類風化砂岩、泥火山活動、岩石海岸隆起ベンチ、林地、洞窟壁面風化帯、津波侵食を受けた岩石段丘といった各地で実施した。
また、取得した高解像度地形データの解析ツールとして、流向に基づく複スケールでの勾配・比勾配計算アルゴリズムを適用したツールボックスの開発を進めた。これにより、地表面上における特徴点の定量的な抽出が可能となる。
並行して， 取得したデータの共有ウェブシステムの開発を行った。この点においては、まず既に実装されている共同研究支援システムにデータのカテゴリ生成および実データの投入を行い、関連する研究者間で利用可能とした。また、3次元座標をもつ点群データの特徴を生かすため、データの3D表示が可能となる方式でシステム改善をめざし、その基礎的開発を進めた。これらのデータ・ツールへの入口として独自のウェブサイトも立ち上げた。
2013年9月には南カリフォルニア地震研究センター主催VISESワークショップと連動して、公開セミナー「高解像度地形データを用いた地形研究」を実施した。ここでは、高解像度地形データの地形学的・地震学的適用事例の紹介や、各種利点・問題点などについて活発に議論された。

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

レーザスキャナの導入、現地測量の実施、データ解析、ウェブサイト立ち上げなど、概ね計画通りに進行している。さらに、セミナーの開催は想定していたよりも早期に実施することができ、研究の進展を推進するものとなった。

今後の研究の推進方策

現地計測を継続的に実施し、また同地点の複数回計測からの地形変化の抽出も試みる。この点で、特に位置合わせ（レジストレーション）の解決方法が重要である。また取得したデータの解析を一層進め、その解析手法やノウハウの蓄積と効率的な共有方法の検討を進めていく。

次年度の研究費の使用計画

システム開発および機材の補修・キャリブレーション等を次年度以降に実施する事を予定しているためである。
研究期間を通して随時、システム開発および機材の補修・キャリブレーション等に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Morphometric analysis of drainage basins in the western Arabian Peninsula using multivariate statistics (2014)
  • 著者名/発表者名: Yunus, A.P., Oguchi, T., Hayakawa, Y.S.
  • 雑誌名: International Journal of Geosciences 巻: 5 ページ: 527-539
  • DOI: 10.4236/ijg.2014.55049
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Japan’s Sediment Flux to the Pacific Ocean Revisited (2014)
  • 著者名/発表者名: Korup, O., Hayakawa, Y., Codilean, A.T., Matsushi, Y., Saito, H., Oguchi, T., Matsuzaki, H.
  • 雑誌名: Earth-Science Reviews 巻: 135 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1016/j.earscirev.2014.03.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] UAV-SfM手法と地上レーザ測量により得られたDSMの比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小花和宏之・早川裕弌・齋藤 仁・ゴメス クリストファー
  • 雑誌名: 写真測量とリモートセンシング 巻: 53 ページ: 67-74
  • DOI: 10.4287/jsprs.53.67
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] UAV空撮とSfMを用いたアクセス困難地の3Dモデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 小花和宏之・早川裕弌・ゴメス クリストファー
  • 雑誌名: 地形 巻: 35 ページ: 283-294
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of tsunami wave erosion on natural landscapes: Examples from the 2011 Tohoku-oki Tsunami (2014)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, G., Goto, K., Baker, V.R., Oguchi, T., Hayakawa, Y.S., Saito, H., Pelletier, J.D., Mcguire, L., Iijima, Y.
  • 雑誌名: In: Y. Kontar, V. Santiago-Fandino, T. Takahashi (eds.), Tsunami Events and Lessons Learned; Environmental and Societal Significance, Advances in Natural and Technological Hazards Research, Springer. 巻: 35 ページ: 243-253
  • DOI: 10.1007/978-94-007-7269-4_13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Field and laboratory experiments on high dissolution rates of limestone in stream flow (2014)
  • 著者名/発表者名: Hattanji, T., Ueda, M., Song, W., Ishii, N., Hayakawa, Y.S., Takaya, Y., Matsukura, Y.
  • 雑誌名: Geomorphology 巻: 204 ページ: 485-492
  • DOI: 10.1016/j.geomorph.2013.08.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial correspondence of knickzones and stream confluences along bedrock rivers in Japan: Implications for hydraulic formation of knickzones (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Oguchi, T.
  • 雑誌名: Geografiska Annaler 巻: 96 (1) ページ: 9-19
  • DOI: 10.1111/geoa.12024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remote data in fluvial geomorphology: characteristics and applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Oguchi, T., Wasklewicz, T., Hayakawa, Y.S.
  • 雑誌名: In: Shroder, J. (ed.) Treatise on Geomorphology vol. 9: Fluvial Geomorphology. Academic Press, Elsevier 巻: 9 ページ: 711-729
  • DOI: 10.1016/B978-0-12-374739-6.00262-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability analysis of cliff face around Kegon Falls in Nikko, eastern Japan: an implication to its erosional mechanisms (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S.
  • 雑誌名: International Journal of Geosciences 巻: 4 (6A2) ページ: 8-16
  • DOI: 10.4236/ijg.2013.46A2002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphometric Analyses of Danxia Landforms in Relation to Bedrock Geology: A Case of Mt. Danxia, Guangdong Province, China (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang, W., Oguchi, T., Hayakawa, Y.S., Peng H.
  • 雑誌名: The Open Geology Journal 巻: 7 ページ: 54-62
  • DOI: 10.2174/1874262901307010054
  • 査読あり
• [学会発表] Spatial analysis of archaeological sites and landforms in Kayseri, central Turkey using multiscale topographic data (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Obanawa, H., Naruhashi, R., Yoshida,H., Zaiki, M., Kontani, R., Sudo, H., Odaka, T., Yamaguchi, Y., Kulakoglu, F.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union International Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20140428-20140502
• [学会発表] Terrestrial laser scanning approach on quantification of weathering depth of sandstone blocks in a coastal environment (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoki, H., Hayakawa, Y.S.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union International Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20140428-20140502
• [学会発表] Evaluation of topographic measurements using UAV- and ground-based SfM and TLS: A case study at a rocky coast bench (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Obanawa, H., Saito, H.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union International Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20140428-20140502
• [学会発表] Time-series analysis on bed morphology affected by debris flows along a headwater steep channel in Ohya-kuzure landslide, central Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Imaizumi, F., Hotta, N., Tsunetaka, H.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2013
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20131209-20131213
• [学会発表] Impact of tsunami erosion on coastal valley formation in northeastern Japan: an airborne and terrestrial laser scanning approach (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Oguchi, T., Saito, H., Kobayashi, A., Komatsu, G., Goto, K., Baker, V.R., Pelletier, J.D., McGuire, L.
  • 学会等名: 8th IAG International Conference on Geomorphology
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20130827-20130831
• [学会発表] High-resolution morphological analysis of debris-flow affected channel bed in Ohya-kuzure landslide, central Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Imaizumi, F., Hotta, N., Tsunetaka, H.
  • 学会等名: International Geographical Union Kyoto Regional Conference 2013
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20130804-20130809
• [学会発表] Temporal changes in erosion rates and patterns in Ichinosawa subwatershed of Ohya-kuzure landslide, central Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Imaizumi, F., Hotta, N., Tsunetaka, H.
  • 学会等名: Japan Geosciences Union International Meeting 2013
  • 発表場所: Makuhari, Japan
  • 年月日: 20130519-20130524
  • 招待講演
• [備考] 地形鮮明化プロジェクト / HD-Topography Project
  • URL: http://topography.csis.u-tokyo.ac.jp/