GISを用いた農業水利施設の健全度診断と環境影響評価技術の開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15208023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 青山 咸康 京都大学, 農学研究科, 教授 (20026561)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 清仁 京都大学, 農学研究科, 助手 (60362430) ; 木山 正一 京都大学, 農学研究科, 助手 (20293920) ; 小林 晃 京都大学, 農学研究科, 助教授 (80261460)
• Keywords: GIS / 衛星地形データ / ボクセル法 / 地下水流動解析 / 赤外線サーモグラフ / コンクリートの亀裂 / AE / 診断システム

Research Abstract

この研究計画は、表題に示すとおり、GISを用いた地形-構造物の状況評価システムを構築することと、非破壊で構造物の健全度を診断するシステムの構築を目指すものである。また非破壊構造診断の結果が現実的なものかどうかを確認するための、破壊検査の実施をも含んでいる。第一の課題のため、GIS解析システムを構築し、トレーニング・データを用いて画像処理から進んだ地形情報の推定に努めている。
第二の課題のため、今年度は赤外線サーモグラフとAE計測の応用を図るため機器充実に努めた。また土構造物の破壊試験のため小型三軸セルを導入した。現在この機器は運用に向け試験運転中である。
1.GISシステムの構築
GISシステムとしてESRI社のArcInfoを購入した。これは任意のGISデータの地図表示、空間情報表示・検索・解析・編集・管理・空間データ処理などの機能を有するものである。これはソフトウエアの形で提供され、適当なPC上で稼働させるものである。今年度はその取扱法の習熟に努めた。ケース・スタディとして福島県郡山市西田町内の2.0km×2.5km長方形領域の衛星画像データを購入し、そのGIS解析を試みた。このデータは平面上の絶対位置と地形の標高の3次元データを有するものである。この衛星画像データは平面上で2.5mメッシュ点における数値標高データを持っている。このデータにより、標高データの精度を既知の実測標高データと比較し、相当の精度のあることを確認した。次にボクセルの概念を用いて基本メッシュ及びこれから作成される5m及び10mメッシュからの地形再生を試み、ボクセル寸法の変化と用いるべきメッシュサイズの大きさを検討した。これは、今後行う地下水流動解析において、GISメッシュより小さなボクセル寸法の解析を志向しての試みである。この検定に選んだ地域は200m四方で標高差が80m程度の山間地域である。更に、地形データを用いて、ある領域に単純な地下水境界を仮想し、定常地下水分布を計算し、ボクセルとメッシュの組合せによる解の変化を調べた。
2.サーモグラフによるコンクリートのひび割れ検知とAE計測
購入した赤外線撮像機は、計測温度範囲-20〜500℃,画素数768,000,温度分解能1℃以上である。これによりコンクリートの表面に生じている亀裂の深さや、幅について定量的な知見が得られるよう室内実験、及び現場計測を続けている。また非破壊検査として小規模の打撃を対象物体に加えることによるAEの挙動についても注目している。

Research Products

• [Publications] Yamamoto K, Kobayashi A, Aoyama S: "Change in damage parameters of rock due to degradation"Proc.of the int. workshop on prediction & Simulation methods in geomechanics. 49-52 (2003)
• [Publications] 井上一哉, 小林晃, 青山咸康, 田中勉: "地下水汚染源推定に対する遺伝的アルゴリズムの適用性"地盤の環境・技術計測に関するシンポジウム発表論文集. 103-110 (2003)
• [Publications] Goda K, Kosugi H, Aoyama S, Kobayashi A: "Quantitative evaluation for thickness and cavity of concrete models by impact acoustic method"Trans.Jap.soc.Irrigation, Drainage & Reclamation Eng.. No.228. 73-81 (2003)
• [Publications] 井上一哉, 小林晃, 青山咸康: "地盤内の窒素化合部の形態変化を伴う物質移動解析"農業土木学会論文集. No.225. 33-42 (2003)
• [Publications] Shoichi Kiyama, Shigeyasu Aoyama: "Microscopic Investigation from Crack Propagation to Shear Band of a Gravel Soil at Uni-axial Compression by CT Image"Inter.Workshop on X-ray CT for Geomaterials, Kumamoto Japnam(Otani and Obara ed.). 127-132 (2003)
• [Publications] Shemsu Kemal Andeta, Shoichi Kiyama, Shigeyasu Aoyama, Akira Kobayashi: "Suction controlled volume change and shear behavior of collapsible compacted soil"Proc.2-nd Asian Conf. on Unsaturated Soils, Osaka Japan(Kurabe, Iizuka and Kawai ed.). 221-226 (2003)