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

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25702014
• 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: レーザ測量 / 写真測量 / 点群データ / DEM / 地理情報システム / 高精細地形情報

研究実績の概要

本年度は、急傾斜地および山地流域における土石流堆積物、塩類風化の生じている岩石建材や洞窟壁面、泥火山活動の進行している丘陵地、海岸侵食の進行している岩石海岸、森林とその基盤となる起伏領域、表層崩壊の頻発する山地斜面、火山活動にともなう地殻変動領域、火山周辺の崩壊斜面、岩屑なだれ堆積物、積雪前後の山地斜面、といった対象で計測を実施した。
また、取得した高精細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・最適化を進め、これをウェブサイトに公開した。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。
あわせて、取得した高精細地形・地物データの共有システムの開発を進めた。ここでは、共同研究支援システムを利用して、関連する研究者間で取得データの共有・利用を可能とし、そのコンテンツを増強した。またこれらのデータ・ツール群への入口として、また各種情報発信の起点として、独自のウェブサイトの管理運営を行った。
2015年5月には、JpGUにおいて国際セッションをコンビーナとして主催し、高精細地形地物情報に関する研究の議論の場を設けた。 2015年11月には「日本地形学連合秋の学校」として、小型無人航空機とSfM多視点ステレオ写真測量を用いた高精細地形情報の取得・解析に関するワークショップを共催し、この実質的な運営を行った。また同月に「第3回高解像度地形情報シンポジウム」を開催し、小型無人航空機の安全運用についてや、地上レーザ測量・SfM多視点ステレオ写真測量で得られる点群データの解析手法の実習を行い、様々な関連分野の研究者・技術者の間で、データの取得から活用までの総合的な議論が交わされ、今後の進展についても指針が得られた。この他、関連するテーマにおける小規模な研究会やワークショップを複数回にわたって実施した。

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

レーザスキャナを用いた各種対象地における多様な対象の現地計測の実施，データ解析，ウェブサイトおよびデータ共有システムの構築・運営など，基幹的な部分に関しては計画通りに進行している。加えて，複数の小規模なセミナーや国際会議におけるセッション主催，シンポジウム開催を当該年度に実施できたことは大きな意義をもち，研究の進展を推進するものとなった。さらには，次年度の国際会議におけるセッションの主催とあわせて，国際誌における関連論文を募集する特集号の企画が承認された。

今後の研究の推進方策

各種対象地における現地計測を継続し，また蓄積されつつあるデータの処理とアーカイヴ化をさらに推進するとともに、その過程で得られた解析手法の最適な手順やノウハウも蓄積し，プロトコル確立に向けてその整理も実施する。加えて，国際会議におけるセッションや単独のシンポジウムを開催し，関連する研究者間との情報共有と，ニーズの吸い上げ，今後の展開に関する議論を行う。さらに、国際査読誌（PEPS等）における特集号を出版し、関連する研究を総合・統括的に推進する。

次年度使用額が生じた理由

当初の計画の通り、データ共有システムの構築・維持管理にかかる費用、および継続的に発生する機材の部品調達等のため、次年度使用額が生じている。

次年度使用額の使用計画

地上レーザ測量機材の定期検査や関連する部品交換、データ共有システムの維持管理と増強、および研究会・シンポジウム開催、成果物（論文・本）の出版等に使用する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] アンカラ大学(トルコ)
  • 国名: トルコ
  • 外国機関名: アンカラ大学
• [国際共同研究] ティミショアラ西大学(ルーマニア)
  • 国名: ルーマニア
  • 外国機関名: ティミショアラ西大学
• [国際共同研究] 東カロライナ大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: 東カロライナ大学
• [国際共同研究] カンタベリー大学(ニュージーランド)
  • 国名: ニュージーランド
  • 外国機関名: カンタベリー大学
• [国際共同研究] CSIRO(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: CSIRO
• [雑誌論文] Remote identificatino of fluvial knickzones and their imprints on landscape morphology in the passive margins of Western Arabia (2016)
  • 著者名/発表者名: Yunus, A.P., Oguchi, T., Hayakawa, Y.S.
  • 雑誌名: Journal of Arid Environments 巻: 130 ページ: 14-29
  • DOI: 10.1016/j.jaridenv.2016.02.016
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] SfM多視点ステレオ写真測量の地形学的応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早川裕弌・小花和宏之・齋藤 仁・内山庄一郎
  • 雑誌名: 地形 巻: 37 ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Towards long-lasting disaster mitigation following a mega-landslide: high-definition topographic measurements of sediment production by debris flows in a steep headwater channel (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Imaizumi, F., Hotta, N., Tsunetaka, H.
  • 雑誌名: Meadows, M., Lin, J.-C. (eds.) Geomorphology and Society, Springer. 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 地形学における地上レーザ測量の活用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早川裕弌・小口 高
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 2016 ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 小型無人航空機および単独測位GNSS搭載カメラを用いた簡易的な地形測量手法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小花和宏之・早川裕弌・加藤 顕・ゴメス クリストファー
  • 雑誌名: 地形 巻: 36 ページ: 87-106
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 三陸海岸における津波による侵食地形の特徴：地上レーザ測量による解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 早川裕弌・小口 高・齋藤 仁・小林明才・小松吾郎・後藤和久
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 124 ページ: 241-258
  • DOI: 10.5026/jgeography.124.241
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Shallow and deep-seated landslide differentiation using Support Vector Machines: A case study of the Chuetsu area, Japan. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences (2015)
  • 著者名/発表者名: Dou, J., Paudel, U., Oguchi, T., Uchiyama, S., Hayakawa, Y.S.
  • 雑誌名: Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences 巻: 26 ページ: 227-239
  • DOI: 10.3319/TAO.2014.12.02.07(EOSI)
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The discovery of new tin mines and production sites near Kultepe, ancient Kanesh in Turkey: a third Millennium BC highland production model (2015)
  • 著者名/発表者名: Yener, K.A., Kulakoglu, F., Yazgan, E., Kontani, R., Hayakawa, Y.S., Lehner, J.W., Dardeniz, G., Ozturk, G., Johnson, M., Hacar, A.
  • 雑誌名: Antiquity 巻: 89 ページ: 596-612
  • DOI: 10.15184/aqy.2015.30
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative analysis of manual and automatic extractions of hummock landforms in Mt. Gassan, northwestern Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Yoshida, H., Dragut, L., Oguchi, T.
  • 雑誌名: Jaroslaw, J., Zwolinski, Z., Mitasova, H., Hengl, T. (eds.) Geomorphometry for Geosciences 巻: 1 ページ: 51-52
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A study of Japanese landscapes using Structure from Motion derived DSMs and DEMs based on historical aerial photographs: New opportunities for vegetation monitoring and diachronic geomorphology (2015)
  • 著者名/発表者名: Gomez, C., Hayakawa, Y.S., Obanawa, H.
  • 雑誌名: Geomorphology 巻: 242 ページ: 11-20
  • DOI: 10.1016/j.geomorph.2015.02.021
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Geomorphic imprints of repeated tsunami waves in a coastal valley in northeastern Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Oguchi, T., Saito, H., Kobayashi, A., Baker, V.R., Pelletier, J.D., McGuire, L.A., Komatsu, G., Goto, K.
  • 雑誌名: Geomorphology 巻: 242 ページ: 3-10
  • DOI: 10.1016/j.geomorph.2015.02.034
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatial distribution of changes in rockwall surface at Yoshimi-Hyakuana cave, central Japan, revealed by repeated terrestrial laser scanning (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Oguchi, C.T., Ariga, N., Aoki, H.
  • 雑誌名: Procedia Earth and Planetary Science 巻: 15 ページ: 619-626
  • DOI: 10.1016/j.proeps.2015.08.114
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Morphological analysis of hummocks in debris avalanche deposits us-ing UAS-derived high-definition topographic data (2016)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Obanawa, H., Yoshida, H., Naruhashi, R., Okumura, K., Zaiki, M.
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2016
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-04-17 – 2016-04-22
  • 国際学会
• [学会発表] Development of waterfall cliff face: An implication from multi-temporal high-definition topographic data. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Obanawa, H.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2015
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-14 – 2015-12-18
  • 国際学会
• [学会発表] 海外調査におけるUAS とGIS を用いたオンサイト即時地形情報解析：キルギス・イシククル地域の考古遺跡周辺を例に (2015)
  • 著者名/発表者名: 早川裕弌・久米正吾・荒 友里子・ アイダ＝アブティカノワ
  • 学会等名: 日本地形学連合
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-10 – 2015-10-11
• [学会発表] Spatial distribution of changes in rockwall surface at Yoshimi-Hyakuana cave, central Japan, revealed by repeated terrestrial laser scanning (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Oguchi, C.T., Ariga, N., Aoki, H.
  • 学会等名: World Multidisciplinary Earth Sciences Symposium
  • 発表場所: Prague, Czech
  • 年月日: 2015-09-07 – 2015-09-11
  • 国際学会
• [学会発表] Geomorphology and archaeology: mapping landforms around archaeological sites in Kayseri region using high-definition data. (2015)
  • 著者名/発表者名: - Hayakawa, Y.S., Obanawa, H., Yoshida, H., Naruhashi, R., Okumura, K., Zaiki, M.
  • 学会等名: International Geographical Union Regional Conference 2015
  • 発表場所: Moscow, Russia]
  • 年月日: 2015-08-17 – 2015-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] Mapping surface morphology and outcrop structures of hummocks in debris avalanche deposits using structure-from-motion multi-view stereo photogrammetry (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Obanawa, H., Yoshida, H., Naruhashi, R., Okumura, K., Zaiki, M., Kontani, R.
  • 学会等名: XIX INQUA Congress 2015
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-08-02
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative analysis of manual and automatic extractions of hummock landforms in Mt. Gassan, northwestern Japan. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Yoshida, H., Dragut, L., Oguchi, T.
  • 学会等名: Geomorphometry 2015
  • 発表場所: Poznan, Poland
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Tsunami-induced bedrock erosion and sediment deposition on uplifted coastal bench: Cape Todogasaki, eastern Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Obanawa, H., Wassmer, P., Saito, H., Oguchi, T.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union International Meeting 2015
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • 国際学会
• [学会発表] Ground surface deformation of small mud volcano by repeated measurements of terrestrial laser scanning (Murono, Japan) (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Kusumoto, S., Matsuta, N.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union International Meeting 2015
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • 国際学会
• [学会発表] Measurement of changes in wall surface morphology in Yoshimi-Hyakuana cave by terrestrial laser scanning (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Oguchi, C.T., Aoki, H.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union International Meeting 2015
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • 国際学会
• [学会発表] トルコ・カイセリ県における遺跡周辺の地形情報の取得と解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 早川裕弌・小花和宏之・吉田英嗣・鳴橋竜太郎・奥村晃史・財城真寿美
  • 学会等名: Japan Geoscience Union International Meeting 2015
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
  • 国際学会
• [学会発表] Detection of morphological changes in cliff face surrounding a waterfall using terrestrial laser scanning and unmanned aerial system (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Obanawa, H.
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2015
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-04-12 – 2015-04-17
  • 国際学会
• [備考] 地形鮮明化プロジェクト
  • URL: http://topography.csis.u-tokyo.ac.jp/
• [備考] JoRAS（共同研究支援システム）：HD地形データセット
  • URL: https://joras.csis.u-tokyo.ac.jp/dataset/list_all