(57)【要約】      （修正有）【課題】設置が簡単で通信環境が整っていない現場でも的確に土砂災害を予測して土砂災害の警告を発報することができる土砂災害予測装置を提供する。【解決手段】土砂災害予測装置は、撮像部により土砂災害の発生が予測される危険区域を撮像して時系列順に画像情報を生成し、画像情報に基づいて土砂災害の予兆となる複数の事象を評価して各事象毎に土砂災害の危険性が高いほど値が高くなる危険度スコアを生成し、危険度スコアの合計点が警戒しきい値を上回った場合に警戒モードを設定し、警戒モードの設定中に、画像情報に基づいて複数の事象の発生間隔を事象毎に検出し、少なくとも１つの事象の発生間隔が事象毎に設定された発報しきい値を下回った場合に土砂災害の警告を発報する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
土砂災害の発生が予測される危険区域を撮像して時系列順に画像情報を生成する撮像部と、
前記画像情報に基づいて土砂災害の予兆となる複数の事象を評価して前記各事象毎に土砂災害の危険性が高いほど値が高くなる危険度スコアを生成する危険度スコア生成部と、
前記危険度スコアの合計点が警戒しきい値を上回った場合に警戒モードを設定する警戒モード設定部と、
前記警戒モードの設定中に、前記画像情報に基づいて前記複数の事象の発生間隔を事象毎に検出する事象発生間隔検出部と、
少なくとも１つの前記事象の前記発生間隔が前記事象毎に設定された発報しきい値を下回った場合に土砂災害の警告を発報する警告発報部と、
を備えることを特徴とする土砂災害予測装置。
【請求項２】
前記危険度スコアの合計点が前記警戒しきい値よりも低い注意しきい値を上回った場合に前記警戒しきい値をそれまでよりも低い値に変更するしきい値変更部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１記載の土砂災害予測装置。
【請求項３】
前記画像情報に基づいて降雨量を検出し前記降雨量が大きいほど値が高い降雨スコアを生成する降雨スコア生成部をさらに備え、
前記警戒モード設定部は、前記危険度スコアの合計点に前記降雨スコアを加算した値を前記危険度スコアの合計点として扱う、
ことを特徴とする請求項１または２記載の土砂災害予測装置。
【請求項４】
前記警戒モードの設定中に前記事象の全てあるいは選択された特定の前記事象の発生間隔が前記発報しきい値よりも大きい警戒解除しきい値を上回った場合に前記警戒モードを解除すると共に、前記警戒しきい値を初期値に戻す警戒モード解除部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の土砂災害予測装置。
【請求項５】
前記事象は、小石の落石、土砂の流出、斜面の崩壊、前記斜面の亀裂、前記斜面の湧き水の何れかを含む、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の土砂災害予測装置。
【請求項６】
前記危険度スコア生成部は、前記画像情報と前記複数の事象と前記危険度スコアとを関連付けた土砂災害予兆データベースを用いて前記危険度スコアの生成を行なう、
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の土砂災害予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は土砂災害予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
土砂災害の予兆となる複数の事象を検出し、それらの検出結果に基づいて土砂災害の発生を予測して警告を発報するシステムが種々提案されている。
特許文献１には、各観測点に設置された雨量計、土砂流計、地すべり計の検出結果、あるいは、市町村役場災害対策本部のデータベースから提供される雨量データなどをインターネットを介してサーバに集約し、それら集約したデータを住民の端末に送信し、あるいは、土砂災害が予測される場合は避難勧告を住民の端末に送信するシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７６２３６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術では、雨量計、土砂流計、地すべり計を設置する必要があるため、大掛かりで手間が掛かるものとなっている。
また、雨量計、土砂流計、地すべり計の検出結果、あるいは、データベースから提供される雨量データなどをインターネットを介してサーバに集約することから、通信環境が整っていない現場では使用することが難しい。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、設置が簡単で通信環境が整っていない現場でも的確に土砂災害を予測して土砂災害の警告を発報することができる土砂災害予測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明は、土砂災害の発生が予測される危険区域を撮像して時系列順に画像情報を生成する撮像部と、前記画像情報に基づいて土砂災害の予兆となる複数の事象を評価して前記各事象毎に土砂災害の危険性が高いほど値が高くなる危険度スコアを生成する危険度スコア生成部と、前記危険度スコアの合計点が警戒しきい値を上回った場合に警戒モードを設定する警戒モード設定部と、前記警戒モードの設定中に、前記画像情報に基づいて前記複数の事象の発生間隔を事象毎に検出する事象発生間隔検出部と、少なくとも１つの前記事象の前記発生間隔が前記事象毎に設定された発報しきい値を下回った場合に土砂災害の警告を発報する警告発報部とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記危険度スコアの合計点が前記警戒しきい値よりも低い注意しきい値を上回った場合に前記警戒しきい値をそれまでよりも低い値に変更するしきい値変更部をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記画像情報に基づいて降雨量を検出し前記降雨量が大きいほど値が高い降雨スコアを生成する降雨スコア生成部をさらに備え、前記警戒モード設定部は、前記危険度スコアの合計点に前記降雨スコアを加算した値を前記危険度スコアの合計点として扱うことを特徴とする。
また、本発明は、前記警戒モードの設定中に前記事象の全てあるいは選択された特定の前記事象の発生間隔が前記発報しきい値よりも大きい警戒解除しきい値を上回った場合に前記警戒モードを解除すると共に、前記警戒しきい値を初期値に戻す警戒モード解除部をさらに備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記事象は、小石の落石、土砂の流出、斜面の崩壊、前記斜面の亀裂、前記斜面の湧き水の何れかを含むことを特徴とする。
また、本発明は、前記危険度スコア生成部は、前記画像情報と前記複数の事象と前記危険度スコアとを関連付けた土砂災害予兆データベースを用いて前記危険度スコアの生成を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、土砂災害の発生が予測される危険区域を撮像した時系列順の画像情報に基づいて土砂災害の予兆となる複数の事象を評価して各事象毎に土砂災害の危険性が高いほど値が高くなる危険度スコアを生成し、危険度スコアの合計点が警戒しきい値を上回った場合に警戒モードを設定し、警戒モードの設定中に、画像情報に基づいて複数の事象の発生間隔を事象毎に検出し、少なくとも１つの事象の発生間隔が事象毎に設定された発報しきい値を下回った場合に土砂災害の警告を発報するようにした。
したがって、撮像部によって危険区域を撮像できる現場であれば、従来のように各種計器の設置作業を行なうことなく、土砂災害予測装置を簡単に設置することができる。
また、土砂災害予測装置は、最小限の設備で足りるため、現場での設置、現場からの撤収に要する作業時間の短縮化を図る上で有利となる。
また、従来のようにインターネットなどの通信環境が整っていない現場でも的確に土砂災害を予測して土砂災害の警告を発報することができる。
また、危険度スコアの合計点が警戒しきい値よりも低い注意しきい値を上回った場合に警戒しきい値をそれまでよりも低い値に変更するようにすると、警戒モードが設定されやすくなり、土砂災害を早期に予測し、土砂災害の警報を早期に発報する上で有利となる。
また、画像情報に基づいて降雨スコアを生成し、危険度スコアの合計点に降雨スコアを加算した値を危険度スコアの合計点として扱うようにすると、降雨量を考慮した危険度スコアを得ることができ、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
また、警戒モードの設定中に事象の全てあるいは選択された特定の事象の発生間隔が発報しきい値よりも大きい警戒解除しきい値を上回った場合に警戒モードを解除すると共に、警戒しきい値を初期値に戻すようにすると、土砂災害発生確率が低い場合に警戒モードを解除するので、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
また、土砂災害の予兆となる事象として、小石の落石、土砂の流出、斜面の崩壊、斜面の亀裂、斜面の湧き水を用いると、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
また、画像情報と複数の事象と危険度スコアとを関連付けた土砂災害予兆データベースを用いて危険度スコアの生成を行なうようにすると、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態に係る土砂災害予測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】制御装置を構成するコンピュータのブロック図である。
【図３】（Ａ）は危険度スコアの説明図、（Ｂ）は降雨スコアの説明図である。
【図４】事象の発生間隔ΔＴの説明図である。
【図５】実施の形態に係る土砂災害予測装置の動作フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、土砂災害予測装置１０は、撮像部１２と、制御装置１４と、発報装置１６とを含んで構成されている。
撮像部１２は、土砂災害の発生が予測される危険区域、例えば、山や崖を撮像して時系列順に画像情報を生成するものである。画像情報は動画の画像情報であっても一定の時間間隔で撮像される静止画の画像情報であってもよい。
撮像部１２としてＣＣＤカメラなど従来公知の撮像装置が使用可能である。
また、撮像部１２は１台であっても複数台であってもよい。
発報装置１６は、土砂災害の発生が予測される場合に制御装置１４の制御により警告を発報するものである。
発報装置１６として、例えば、警告音を発生するサイレン、点灯（点滅）する警告灯、土砂災害の発生を警告する警告文を表示する電光掲示板など何れかあるいはそれらの組み合わせを用いることができ、従来公知の様々な装置が使用可能である。
【０００９】
制御装置１４はコンピュータ１８で構成されており、コンピュータ１８は、ＣＰＵ１８Ａ、ＲＯＭ１８Ｂ、ＲＡＭ１８Ｃ、ハードディスク装置１８Ｄ（あるいはＲＡＭディスク装置）、マウス１８Ｅ、キーボード１８Ｆ、ディスプレイ装置１８Ｇ、入出力インターフェース１８Ｈなどを有している。
ＲＯＭ１８Ｂは例えばフラッシュメモリなどで構成され、制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ１８Ｃはワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置１８Ｄは種々の情報を記憶する記憶部を構成するものである。
マウス１８Ｅ、キーボード１８Ｆはオペレータによる操作を受け付けるものである。
ディスプレイ装置１８Ｇは各種情報を表示するものである。
入出力インターフェース１８Ｈは発報装置１６と接続され、警告の発報を指示する制御信号を発報装置１６に供給するものである。
ＣＰＵ１８Ａが制御プログラムを実行することで、危険度スコア生成部２０と、降雨スコア生成部２２と、警戒モード設定部２４と、しきい値変更部２６、事象発生間隔検出部２８と、警告発報部３０と、警戒モード解除部３２が実現される。
【００１０】
危険度スコア生成部２０は、撮像部１２で生成された危険区域の画像情報に基づいて土砂災害の予兆となる複数の事象を評価して各事象毎に土砂災害の危険性が高いほど値が高くなる危険度スコアを生成するものである。
本実施の形態では、土砂災害の予兆となる事象が、小石の落石、土砂の流出、斜面の崩壊、斜面の亀裂、斜面の湧き水である場合について説明するが、土砂災害の予兆となる事象は、これらに限定されるものではなく、従来公知の様々な事象であってもよい。
図３（Ａ）に示すように、危険度スコアは、画像情報に基づいてそれらの事象毎に危険の大きさに対応して生成される。
具体的には、時系列順に生成される画像情報を、例えば、動画のもとになる静止画像の1コマ1コマを画像フレームとしたとき、時間的に前後する画像フレーム同士を比較して画像の変化を検出し、その検出結果に基づいて小石の落石、土砂の流出、斜面の崩壊、斜面の亀裂、斜面の湧き水などの事象の発生、および、事象の規模の大きさ（危険性の度合い）などを検出し、事象を評価して各事象毎に危険度スコアを生成する。
本実施の形態では、事象が小石の落石である場合、落石検出無しを０点、落石が少ないを１点、落石が中規模で発生したを２点、落石が大規模に発生したを３点として危険度スコアを生成する。
土砂の流出、斜面の崩壊、斜面の亀裂、斜面の湧き水についても、同様に０点から３点の間でそれぞれ危険度スコアを生成する。
なお、危険度スコアは０点から３点の４段階に限定されるものではなく、例えば、２段階、３段階、５段階以上であってもよい。
また、複数の事象の全てについて危険度スコアを同一段階で設定する必要はなく、事象毎に段階を異ならせるなど任意である。
このような危険度スコア生成部２０による、画像情報に基づく事象の評価および危険度スコアの生成は、ハードディスク装置１８Ｄに格納された、画像情報と複数の事象と危険度スコアとを関連付けた土砂災害予兆データベース（土砂災害予兆データセット）を用いて行われる。また、危険度スコア生成部２０は、人工知能を利用し土砂災害予兆データベースを用いて画像情報に基づく事象の評価および危険度スコアの生成を行なうようにしてもよい。
【００１１】
降雨スコア生成部２２は、撮像部１２で生成された危険区域の画像情報に基づいて降雨量を検出しその降雨量が大きいほど値が高い降雨スコアを生成するものである。
降雨は土砂災害の予兆となる事象そのものではないが、土砂災害の発生に大きな影響を与える事象である。
本実施の形態では、図３（Ｂ）に示すように降雨量に応じて無しが０点、小雨が１点、大雨が２点として降雨スコアを生成する。
なお、降雨スコアは０点から２点の３段階に限定されるものではなく、例えば、降雨有りと降雨無しの２段階であっても、あるいは、４段階以上であってもよい。
また、降雨スコアは必ずしも正の値でなくてもよく、例えば、降雨量無しを−２点、小雨が２点、大雨が４点として降雨スコアを生成するなど任意である。
なお、画像情報のみで降雨量を検出して降雨スコアを生成する方法としては、例えば、降雨なし、小雨、豪雨といった複数の段階の基準画像データを予め用意しておき、撮像した危険区域の画像情報にとそれら複数の基準画像データとを比較し、その比較結果に基づいて降雨スコアを算出するといった方法など従来公知の様々な方法が採用可能である。
【００１２】
警戒モード設定部２４は、危険度スコアの合計点が警戒しきい値を上回った場合に警戒モードを設定するものであり、本実施の形態では、警戒モード設定部２４は、危険度スコアの合計点に降雨スコアを加算した値を危険度スコアの合計点として扱う。
【００１３】
しきい値変更部２６は、危険度スコアの合計点が警戒しきい値よりも低い注意しきい値を上回った場合に警戒しきい値をそれまでよりも低い値に変更するものである。
例えば、警戒しきい値の初期値が１０点に、注意しきい値が７点に設定されていた場合、危険度スコア（降雨スコアを含む）の合計点が８点となり注意しきい値７点を上回った場合、しきい値変更部２６は、警戒しきい値をそれまでの１０点から例えば９点に下げる。
このようにすることで、危険度スコアの合計点が注意しきい値を上回ると、警戒モード設定部２４は、より警戒モードに入りやすくなるように図られている。
【００１４】
事象発生間隔検出部２８は、警戒モードの設定中に撮像部１２で生成された画像情報に基づいて複数の事象の発生間隔を事象毎に検出するものである。
具体的には、事象発生間隔検出部２８は、事象毎の発生時刻をハードディスク１８Ｄなどの記憶部に記録し、発生時刻間の時間を発生間隔として検出する。
例えば、図３に示すように、小石の落石という事象が時点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３で発生したとする。この場合、時点Ｔ１、Ｔ２の間の時間、時点Ｔ２、Ｔ３の間の時間をそれぞれ発生間隔ΔＴとする。
土砂災害の予兆となる事象の発生間隔ΔＴが長いほど土砂災害が実際に発生する確率は低下し、土砂災害の予兆となる事象の発生間隔ΔＴが短いほど土砂災害が実際に発生する確率は上昇することが知られている。
【００１５】
警告発報部３０は、複数の事象のうち少なくとも１つの事象の発生間隔が事象毎に設定された発報しきい値を下回った場合に土砂災害の警告を発報するものであり、発報しきい値は各事象毎に異なっていても、あるいは、同一であってもよい。
具体的には、警告発報部３０は、発報装置１６に警告を発報するための発報信号を与え、これにより、発報装置１６が動作して警告を発報する。
例えば、サイレンにより警告音を発生させ、警告灯を点灯（点滅）させ、電光掲示板により土砂災害の発生を警告する警告文を表示させる。
なお、発報しきい値は各事象毎に異なっていても、あるいは、同一であってもよい。
【００１６】
警戒モード解除部３２は、警戒モードの設定中に事象の全てあるいは選択された特定の事象の発生間隔ΔＴが発報しきい値よりも大きい警戒解除しきい値を上回った場合に警戒モードを解除すると共に、警戒しきい値を初期値に戻すものである。
例えば、時間経過と共に、天候が回復して降雨量がゼロになりあるいは低下することで、土砂災害の発生確率が低下すると、土砂災害の予兆となる事象の発生間隔ΔＴが長くなる。
このように土砂災害の発生確率が低下すれば、警告を発報する必要が低下し、したがって、警戒モードを解除する必要がある。
そこで、警戒モード解除部３２により、発生間隔ΔＴが警戒解除しきい値を上回った場合に警戒モードを解除する。
なお、上述した警戒しきい値、注意しきい値、警戒解除しきい値、警戒解除しきい値は、過去の土砂災害のデータ、あるいは、土砂災害のシミュレーション結果を参照して設定すればよい。
【００１７】
次に本実施の形態の土砂災害予測装置１０の動作について図５のフローチャートを参照して説明する。
予め、撮像部１２は、土砂災害の発生が予測される山や崖などの危険区域を撮像できる現場に設置されているものとする。
土砂災害予測装置１０が起動されると、撮像部１２から時系列順に画像情報が生成される（ステップＳ１０）。
次に、危険度スコア生成部２０により、危険区域の画像情報に基づいて危険度スコアが生成される（ステップＳ１２）。
また、降雨スコア生成部２２により、危険区域の画像情報に基づいて降雨スコアが生成される（ステップＳ１４）。
【００１８】
次に、警戒モード設定部２４により、危険度スコア（降雨スコアを含む）の合計点が警戒しきい値を上回ったか否かが判定される（ステップＳ１６）。
ステップＳ１６が肯定ならば、警戒モード設定部２４により警戒モードが設定される（ステップＳ１８）。
ステップＳ１６が否定ならば、しきい値変更部２６により、危険度スコアの合計点が警戒しきい値よりも低い注意しきい値を上回ったか否かが判定される（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０が否定ならば、ステップＳ１０に戻る。
ステップＳ２０が肯定ならば、しきい値変更部２６により、警戒しきい値がそれまでよりも低い値に変更され（ステップＳ２２）、ステップＳ１０に戻る。
【００１９】
また、ステップＳ１８により警戒モードが設定されたのちも、引き続き、撮像部１２から時系列順に画像情報が生成されている（ステップＳ２４）。
事象発生間隔検出部２８により、撮像部１２で生成された画像情報に基づいて複数の事象の発生間隔が事象毎に検出される（ステップＳ２６）。
次に、警告発報部３０により、複数の事象のうち少なくとも１つの事象の発生間隔が事象毎に設定された発報しきい値を下回ったか否かが判定される（ステップＳ２８）。
ステップＳ２８が肯定ならば、警告発報部３０により発報装置１６が動作して警告が発報される（ステップＳ３０）。
ステップＳ２８が否定ならば、警戒モード解除部３２により、事象の全てあるいは選択された特定の事象の発生間隔ΔＴが発報しきい値よりも大きい警戒解除しきい値を上回ったか否かを判定する（ステップＳ３２）。
ステップＳ３２が肯定ならば、警戒モード解除部３２により警戒モードが解除されると共に警戒モード設定部２４の警戒しきい値が初期値に戻され（ステップＳ３４）、ステップＳ１０に戻る。
ステップＳ３２が否定ならば、ステップＳ２４に戻り以下同様の処理を行なう。
【００２０】
以上説明したように本実施の形態によれば、撮像部１２により土砂災害の発生が予測される危険区域を撮像して時系列順に画像情報を生成し、画像情報に基づいて土砂災害の予兆となる複数の事象を評価して各事象毎に土砂災害の危険性が高いほど値が高くなる危険度スコアを生成し、危険度スコアの合計点が警戒しきい値を上回った場合に警戒モードを設定し、警戒モードの設定中に、画像情報に基づいて複数の事象の発生間隔を事象毎に検出し、少なくとも１つの事象の発生間隔が事象毎に設定された発報しきい値を下回った場合に土砂災害の警告を発報するようにした。
したがって、撮像部１２によって危険区域を撮像できる現場であれば、従来のように各種計器の設置作業を行なうことなく、土砂災害予測装置１０を簡単に設置することができる。
また、撮像部１２、制御装置１４、発報装置１６といった最小限の設備で足りるため、現場での設置、現場からの撤収に要する作業時間の短縮化を図る上で有利となる。
また、従来のようにインターネットなどの通信環境が整っていない現場でも的確に土砂災害を予測して土砂災害の警告を発報することができる。
【００２１】
また、本実施の形態では、危険度スコアの合計点が警戒しきい値よりも低い注意しきい値を上回った場合に警戒しきい値をそれまでよりも低い値に変更するようにしたので、危険度スコアがいったん注意しきい値を上回ると、警戒モードが設定されやすくなり、土砂災害を早期に予測し、土砂災害の警報を早期に発報する上で有利となる。
【００２２】
また、本実施の形態では、画像情報に基づいて降雨スコアを生成し、危険度スコアの合計点に降雨スコアを加算した値を危険度スコアの合計点として扱うようにしたので、降雨量を考慮した危険度スコアを得ることができ、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
【００２３】
また、本実施の形態では、警戒モードの設定中に事象の全てあるいは選択された特定の事象の発生間隔が発報しきい値よりも大きい警戒解除しきい値を上回った場合に警戒モードを解除すると共に、警戒しきい値を初期値に戻すようにした。
したがって、土砂災害発生確率が低い場合に警戒モードを解除するので、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
【００２４】
また、本実施の形態では、土砂災害の予兆となる事象として、小石の落石、土砂の流出、斜面の崩壊、斜面の亀裂、斜面の湧き水を用いたので、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
【００２５】
また、本実施の形態では、画像情報と複数の事象と危険度スコアとを関連付けた土砂災害予兆データベースを用いて危険度スコアの生成を行なうようにしたので、土砂災害の予測を的確に行い、土砂災害の警報を的確に発報する上でより有利となる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、土砂災害予測装置１０が発報装置１６を含んで構成されている場合について説明したが、現場の既存設備として、サイレン、警告灯、電光掲示板などが設けられている場合には、それらの設備を利用して警告を発報すればよく、その場合には、土砂災害予測装置１０から発報装置１６を省略することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  土砂災害予測装置
１２  撮像部
１４  制御装置
１６  発報装置
２０  危険度スコア生成部
２２  降雨スコア生成部
２４  警戒モード設定部
２６  しきい値変更部
２８  事象発生間隔検出部
３０  警告発報部
３２  警戒モード解除部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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