(57)【要約】【課題】  地盤変動があっても、火山灰等の堆積を正確に監視でき、堆積量を測定できるようにする。【解決手段】  火山灰等の堆積の前後で、監視対象地域の地表面を３次元測定する（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６）。堆積前に計測された第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）と堆積後に計測された第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）に共通の標識に従い、第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）の位置を補正し、第３のデータ（ＤＡＴＡ３）として保存する（Ｓ７）。第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）と第３のデータ（ＤＡＴＡ３）の差分を算出する（Ｓ８）。差分データから、等深線図及び断面図を作図し（Ｓ９）、降灰量を算出する（Ｓ１０）。危険度を判定し（Ｓ１１）、危険であれば（Ｓ１２）、警告と、災害防止の施工を行なう（Ｓ１３）。【選択図】  図２
2006200952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火山灰及び土砂等の堆積を監視する方法であって、
当該堆積前の監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）として記憶する第１の測定ステップ（Ｓ２，Ｓ３）と、
当該堆積後の当該監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）として記憶する第２の測定ステップ（Ｓ５，Ｓ６）と、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）から当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出ステップ（Ｓ７，Ｓ８）
とを具備することを特徴とする堆積監視方法。
【請求項２】
当該第１及び当該第２の測定ステップでは、当該監視対象地域の地表面に飛行体からレーザ光を照射して、３次元座標値を測定することを特徴とする請求項１に記載の堆積監視方法。
【請求項３】
当該厚み分布算出ステップは、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）に共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の一方の位置を補正する位置補正ステップ（Ｓ７）と、
同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の他方との差分を算出する差分算出ステップ（Ｓ８）
とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の堆積監視方法。
【請求項４】
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の当該一方が、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）であることを特徴とする請求項３に記載の堆積監視方法。
【請求項５】
更に、当該堆積の厚み分布から当該堆積の危険度を判定する危険度判定ステップ（Ｓ１１）を具備することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の堆積監視方法。
【請求項６】
更に、
当該堆積の厚み分布から、当該堆積の等深線図及び断面図を作成する作図ステップ（Ｓ９）と、
当該堆積の厚み分布、当該等深線図及び当該断面図から当該堆積の危険度を判定する危険度判定ステップ（Ｓ１１）
とを具備することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の堆積監視方法。
【請求項７】
更に、
当該堆積の厚み分布から、当該堆積の等深線図及び断面図を作成する作図ステップ（Ｓ９）と、
当該堆積の厚み分布から堆積量を算出する堆積量算出ステップ（Ｓ１０）と、
当該堆積の厚み分布、当該等深線図、当該断面図及び当該堆積量から当該堆積の危険度を判定する危険度判定ステップ（Ｓ１１）
とを具備することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の堆積監視方法。
【請求項８】
火山灰及び土砂等の堆積を監視するシステムであって、
監視対象地域の地表面に飛行体からレーザ光を照射して、地表面形状を３次元計測する計測装置（１２，１４，１６，２２）と、
当該堆積前に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）と、当該堆積後に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）とを記憶する記憶手段（４０）と、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）から当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出手段（２４，２６）
とを具備することを特徴とする堆積監視システム。
【請求項９】
当該厚み分布算出手段が、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）に共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の一方の位置を補正する位置補正手段（２４）と、
同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の他方との差分を算出す差分算出手段（２６）
とを具備することを特徴とする請求項８に記載の堆積監視システム。
【請求項１０】
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の当該一方が、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）であることを特徴とする請求項９に記載の堆積監視システム。
【請求項１１】
更に、当該堆積の厚み分布から、当該堆積の等深線図及び断面図を作成する作図手段（２８）を具備することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の堆積監視システム。
【請求項１２】
更に、当該堆積の厚み分布から堆積量を算出する堆積量算出手段（３０）を具備することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項に記載の堆積監視システム。
【請求項１３】
更に、当該堆積が危険であるを示す警報を出力する警報装置（４４）を具備することを特徴とする請求項８乃至１２の何れか１項に記載の堆積監視システム。
【請求項１４】
火山灰及び土砂等の堆積の前に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）と、当該堆積の後に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）とを記憶手段（４０）から読み出す機能と、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）に共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の一方の位置を補正する位置補正機能（２４）と、
同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の他方との差分を算出す差分算出機能（２６）
とをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１５】
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の当該一方が、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）であることを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１６】
更に、当該堆積の厚み分布から、当該堆積の等深線図及び断面図を作成する作図機能（２８）を具備することを特徴とする請求項１４又は１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
更に、当該堆積の厚み分布から堆積量を算出する堆積量算出手段（３０）を具備することを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
火山灰及び土砂等の堆積量を測定する方法であって、
堆積前の監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）として記憶する第１の測定ステップ（Ｓ２，Ｓ３）と、
堆積後の当該監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）として記憶する第２の測定ステップ（Ｓ５，Ｓ６）と、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）から当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出ステップ（Ｓ７，Ｓ８）と、
当該厚み分布から当該堆積量を算出する堆積量算出ステップ（Ｓ１０）
とを具備することを特徴とする堆積量測定方法。
【請求項１９】
当該第１及び当該第２の測定ステップでは、当該監視対象地域の地表面に飛行体からレーザ光を照射して、３次元座標値を測定することを特徴とする請求項１８に記載の堆積量測定方法。
【請求項２０】
当該厚み分布算出ステップは、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）に共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の一方の位置を補正する位置補正ステップ（Ｓ７）と、
同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の他方との差分を算出する差分算出ステップ（Ｓ８）
とを具備することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の堆積量測定方法。
【請求項２１】
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の当該一方が、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）であることを特徴とする請求項２０に記載の堆積量測定方法。
【請求項２２】
火山灰及び土砂等の堆積量を測定するシステムであって、
監視対象地域の地表面に飛行体からレーザ光を照射して、地表面形状を３次元計測する計測装置（１２，１４，１６，２２）と、
堆積前に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）と、堆積後に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）とを記憶する記憶手段（４０）と、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）から当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出手段（２４，２６）と、
当該堆積の厚み分布から堆積量を算出する堆積量算出手段（３０）
とを具備することを特徴とする堆積量測定システム。
【請求項２３】
当該厚み分布算出手段が、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）に共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の一方の位置を補正する位置補正手段（２４）と、
同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の他方との差分を算出す差分算出手段（２６）
とを具備することを特徴とする請求項２２に記載の堆積量測定システム。
【請求項２４】
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の当該一方が、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）であることを特徴とする請求項２３に記載の堆積量測定システム。
【請求項２５】
更に、当該堆積の厚み分布から、当該堆積の等深線図及び断面図を作成する作図手段（２８）を具備することを特徴とする請求項２２乃至２４の何れか１項に記載の堆積量測定システム。
【請求項２６】
火山灰及び土砂等の堆積の前に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）と、当該堆積の後に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）とを記憶手段（４０）から読み出す機能と、
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）に共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の一方の位置を補正する位置補正機能（２４）と、
同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の他方との差分を算出す差分算出機能（２６）と、
当該堆積の厚み分布から当該堆積量を算出する堆積量算出機能（３０）
とをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２７】
当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）及び当該第２の地表面測定データ（ＤＡＴＡ２）の当該一方が、当該第１の地表面測定データ（ＤＡＴＡ１）であることを特徴とする請求項２６に記載のコンピュータプログラム。
【請求項２８】
更に、当該堆積の厚み分布から、当該堆積の等深線図及び断面図を作成する作図機能（２８）を具備することを特徴とする請求項２６又は２７に記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火山灰及び土砂等の堆積を監視する方法、システム及びコンピュータプログラム、並びに、これらの堆積量を測定する方法、システム及びプログラムに関し、より具体的には、地盤変動を考慮した上でこれらの堆積を監視する方法、システム及びプログラム、並びに、これらの堆積量を測定する方法、システム及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
火山噴火により堆積した火山灰の量、及び土石流又は土砂崩れなどで堆積した土砂の量は、従来、降灰等のあった面積と厚みから極く簡単に見積られているに過ぎない。地盤の移動が伴う場合には、堆積量の見積もりは更に困難になる。
【０００３】
水中の土砂の堆積を計測する方法が、特許文献１，２に記載されている。即ち、特許文献１には、流砂系において、河床に設置した超音波送受信機により堆積層厚を計測する流砂系における堆積層厚測定装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、河川の水位を計測する水位計測手段と、河川に堆積した土砂を河川上方位置から撮像する土砂撮像手段と、この土砂撮像手段により撮像された画像データから土砂と水を区画し、土砂面積を算出する画像処理手段と、前記水位計測手段および画像処理手段で得られた複数の異なる水位ごとの土砂 面積に基づき土砂の堆積変化量を推定する推定手段とを備えることを特徴とする河川観測システムが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３６５０３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９３２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
火山の降灰、土石流及び土砂崩れなどに対して的確に警報を出すには、その流出量を正確に見積もる必要がある。また、降灰、土石流又は土砂崩れ等の後でも、その堆積量を正確に見積もることは、以後の対策に必要になる。
【０００６】
従来、水中の土砂の堆積を計測するシステムはあるものの、火山噴火による火山灰量や、土砂崩れや土石流により地上を流下した土砂量を精度良く迅速に計測する方法は、存在しない。勿論、火山灰や土砂の堆積量を計測することは、地盤変動が加わると更に難しくなる。
【０００７】
本発明は、火山灰及び土砂等の堆積を監視する方法、システム及びコンピュータプログラムを提示することを目的とする。
【０００８】
本発明はまた、火山灰及び土砂等の堆積量又は堆積厚を精度良く測定する堆積測定方法、システム及びコンピュータプログラムを提示することを目的とする。
【０００９】
本発明はまた、地盤変動があっても、堆積厚又は堆積量を精度良く測定できる堆積測定方法及びコンピュータシステムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る堆積監視方法は、火山灰及び土砂等の堆積を監視する方法であって、当該堆積前の監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第１の地表面測定データとして記憶する第１の測定ステップと、当該堆積後の当該監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第２の地表面測定データとして記憶する第２の測定ステップと、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データから当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出ステップとを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る堆積監視システムは、火山灰及び土砂等の堆積を監視するシステムであって、監視対象地域の地表面に飛行体からレーザ光を照射して、地表面形状を３次元計測する計測装置と、当該堆積前に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データと、当該堆積後に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データとを記憶する記憶手段と、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データから当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るコンピュータプログラムは、火山灰及び土砂等の堆積の前に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データと、当該堆積の後に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データとを記憶手段から読み出す機能と、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データに共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データの一方の位置を補正する位置補正機能と、同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データの他方との差分を算出す差分算出機能とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る堆積量測定方法は、火山灰及び土砂等の堆積量を測定する方法であって、堆積前の監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第１の地表面測定データとして記憶する第１の測定ステップと、堆積後の当該監視対象地域の地表面を３次元測定し、その測定結果を第２の地表面測定データとして記憶する第２の測定ステップと、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データから当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出ステップと、当該厚み分布から当該堆積量を算出する堆積量算出ステップとを具備することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る堆積量測定システムは、火山灰及び土砂等の堆積量を測定するシステムであって、監視対象地域の地表面に飛行体からレーザ光を照射して、地表面形状を３次元計測する計測装置と、当該堆積前に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データと、当該堆積後に当該計測装置により計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データとを記憶する記憶手段と、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データから当該堆積の厚み分布を算出する厚み分布算出手段と、当該堆積の厚み分布から堆積量を算出する堆積量算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るコンピュータプログラムは、火山灰及び土砂等の堆積の前に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第１の地表面測定データと、当該堆積の後に３次元計測された、当該監視対象地域の地表面を示す第２の地表面測定データとを記憶手段から読み出す機能と、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データに共通の標識に従い、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データの一方の位置を補正する位置補正機能と、同じ水平位置で、当該位置補正ステップで位置補正された地表面測定データと、当該第１の地表面測定データ及び当該第２の地表面測定データの他方との差分を算出す差分算出機能と、当該堆積の厚み分布から当該堆積量を算出する堆積量算出機能とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、対象地域が広狭に関わらず、また、地盤の変動があっても、火山灰等の堆積を正確に監視でき、その結果、適切な警報を出力することが可能になる。また、堆積量を正確に計測できるので、対策が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示し、図２は、本実施例の動作フローチャートを示す。この説明例では、火山灰の堆積を監視し、その堆積厚を測定するケースを想定している。
【００１９】
ＬｉＤＡＲシステムの機上システムとして、ヘリコプター１０に、ノンプリズム型でスキャン式のレーザ測距装置１２と、ヘリコプター１０の位置と姿勢を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）／ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）ユニット１４と、レーザ測距装置１２による測定距離とスキャン角度、ＧＰＳ／ＩＭＵユニット１４により計測されるヘリコプター１０の３次元位置と姿勢角度（ロール、ピッチ及びヘッディング）を記録するデータ記録再生装置１６を搭載する。
【００２０】
先ず、監視の対象地域を選定し、対象地域上に複数の標識をまばらに設置する（Ｓ１）。この標識は、地上での３次元位置が既知であればよく、既存の建物、構築物及び樹木の何れであってもよいし、後述するように、本実施例の目的のために特に設置されるものであってもよい。標識を地盤の変動に伴って移動するように設置することで、地盤の移動を定量的に検出するのに役立つ。標識が多いほど、かつまた、広く分散しているほど、地盤の変動を正確に測定でき、その結果により測定データの位置を精度良く補正できる。
【００２１】
ヘリコプター１０を対象地域上空を飛行させて対象地域を面的に走査し、対象地域上の地表面の複数の点について３次元座標を計測する（Ｓ２）。これにより、対象地域の地表面形状を示す３次元計測できる。同時に、上述の標識の位置も測定する。
【００２２】
実測例では、飛行高度は１５０ｍ〜２０００ｍ、飛行速度は５０〜２５０ｋｍ／ｈであり、使用したスキャン式レーザ測距装置１２では、測距精度が、０．１５ｍ／１ショット、座標精度が０．５ｍ程度である。対象地域上の複数の点の各々について、レーザ測距装置１２による測定距離とスキャン角度、ＧＰＳ／ＩＭＵユニット１４により計測されるヘリコプター１０の３次元位置と姿勢角度（ロール、ピッチ及びヘッディング）が、データ記録再生装置１６に記録される。データ記録再生装置１６の記録媒体に記録されたデータは、地上で再生され、コンピュータ２０に入力される。
【００２３】
コンピュータ２０の３次元座標算出プログラム２２は、データ記録再生装置１６から再生されたデータから対象地域上の複数の測定点の３次元座標を算出する（Ｓ３）。詳細は後述するが、標識に対して３次元座標算出プログラム２２で算出された３次元座標値と、標識の既知の３次元座標値とを対比することで、ＬｉＤＡＲシステムの測定誤差を見積もることができ、他の測定点の３次元座標測定誤差を修整できる。地盤の変動が想定される場合、地盤の変動に従って移動する標識を設けておく。対象地域の地表面形状を示す３次元座標値を、地表面測定データＤＡＴＡ１としてハードディスク４０に格納する。
【００２４】
一定以上の降灰があったら（Ｓ４）、再度、ヘリコプター１０を対象地域上空を飛行させて、その対象地域を面的に走査し、対象地域上の地表面（堆積した火山灰の表面を含む。）の複数の点について３次元座標を計測する（Ｓ５）。同時に、上述の標識の位置も再計測する。再計測によるデータは、データ記録再生装置１６に記録再生されて、３次元座標プログラム２２により３次元座標値に変換される。得られた３次元座標値を示すデータは、第２の地表面測定データＤＡＴＡ２として、ハードディスク４０に格納される（Ｓ６）。
【００２５】
コンピュータ２０の位置補正プログラム２４は、データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２から両者に共通の標識を示す点データを探索し、この共通の標識の３次元座標値が現在位置、即ちデータＤＡＴＡ２での３次元座標値を示すように、ＤＡＴＡ１の各測定点の３次元座標値を補正する（Ｓ７）。補正結果は、データＤＡＴＡ３としてハードディスク４０に格納される。ＤＡＴＡ３は、地盤の移動を反映した降灰前の地表面形状を示す。一般的には、地盤は３方向に変動しうるので、位置補正プログラム２４は、３方向で位置を補正する。
【００２６】
データＤＡＴＡ１ではなく、データＤＡＴＡ２の各測定点の３次元座標値を地盤移動前の位置に補正してもよい。降灰前を基準とするか、降灰後を基準にするかの相対的な問題であるが、現在の地点の方が分かりやすいのと、現地調査が容易であるので、降灰前の地表面のデータＤＡＴＡ１を地盤移動に即して位置補正する方が、便利である。
【００２７】
図３は、降灰前の地表面ＤＡＴＡ１、地盤移動と降灰の後の地表面ＤＡＴＡ２の模式図を示す。横軸は水平位置を示し、縦軸は標高を示す。ここでは、水平に距離Ａだけ地盤が移動したと仮定している。標識５０は、地盤移動前では符号５０ａに示す位置にあり、地盤移動後では、符号５０ｂに示す位置に移動する。同様に、標識５２は、地盤移動前では符号５２ａに示す位置にあり、地盤移動後では、符号５２ｂに示す位置に移動する。同じ標識５０の降灰前後の位置５０ａ，５０ｂを比較することで、標識５０のあった地点の地盤移動量と方向を算出できる。同様に、同じ標識５２の降灰前後の位置５２ａ，５２ｂを比較することで、標識５２のあった地点の地盤移動量と方向を算出できる。
【００２８】
図３で、破線は、降灰前、従って地盤移動前の地表面を示す３次元位置データＤＡＴＡ１を示す。実線は、降灰後の地表面を示す３次元位置データＤＡＴＡ２を示す。一点鎖線は、降灰が無い場合の地盤移動後の地表面を示す３次元位置データ、即ち、ＤＡＴＡ１を地盤移動距離Ａだけ移動した後の３次元位置データＤＡＴＡ３を示す。
【００２９】
次に、差分算出プログラム２６が、同じ水平位置でデータＤＡＴＡ２からＤＡＴＡ３を減算して、両者の差分を算出する（Ｓ８）。この差分値は、降下した火山灰の厚みを示す。いうまでもない、ここでの「同じ水平位置」は、許容される誤差内の相違を含む。測定精度を勘案して、差分算出前に予め、両データＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３を水平方向で平滑化しておくのが好ましい。また、一般的には、２つの３次元位置データの差分を算出する場合、予め両方の位置データを同じ水平位置のメッシュデータ又はグリッドデータに合わせて置くのが好ましい。例えば、差分算出の前に、データＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３を、水平・垂直に一定間隔（例えば１ｍ間隔）のグリッド上の標高値を示すグリッドデータ又はメッシュデータとしておく。実測例では、火山灰厚を１０ｃｍ以内の精度で測定できた。
【００３０】
単に、データＤＡＴＡ２とデータＤＡＴＡ１の差分を算出すると、それは、降灰前後の地表面の差から降灰厚を算出していることになる。地盤が移動していなければ、これでも良い。しかし、図３に示すように、地盤が移動している場合、降灰厚は、実際には、同じ水平位置でのＤＡＴＡ２とＤＡＴＡ３の差分となる。図４は、ＤＡＴＡ２とＤＡＴＡ３の差分を示す。図４で、横軸は水平位置を示し、縦軸は降灰厚を示す。
【００３１】
作図プログラム２８は、差分算出プログラム２６で算出された差分データから、等深線図及び断面図等の図面を作成する。作成された図面は、表示装置４２の画面に表示される。オペレータは、図示しないキーボード及びマウス等を使用して、断面の基準線を指定できる。
【００３２】
容積算出プログラム３０は、差分算出プログラム２６で算出された差分値を対象地域内で積分し、積分結果に１メッシュの面積を乗算する（Ｓ１０）。これにより、降灰量を算出でき、算出された降灰量が、表示装置４２の画面に表示される。
【００３３】
オペレータは、等深線図、断面図及び算出された降灰量を勘案して、危険度を判定する（Ｓ１１）。降灰直後の火山灰は不安定土砂の塊であり、泥流災害をもたらす危険が大きい。泥流災害の危険度は、地盤形状と降灰厚からある程度、推測できる。
【００３４】
危険と判定した場合に（Ｓ１２）、警報装置４４により関連する自治体、住民等に警報を通知し、関係部署に災害防止の施工を指示し（Ｓ１３）、ステップＳ４に戻り、監視を継続する。必要により、現地調査することは勿論である。
【００３５】
危険でないと判定した場合（Ｓ１２）、ステップＳ４に戻り、監視を継続する。
【００３６】
図５は、本実施例による火山灰の降下監視に適した標識の一例を示す。標識６０は、コンクリート製の重いベース６２と、ベース６２に立てたポール６４と、ポール６４の上部に被せた編笠６６とからなる。そのままで起立するように、ベース６２を重くしてある。設置時には、ベース６２を部分的に又は完全に地中に埋める。ポール６４は編笠６６を突き抜けていても良い。ベース６２と編笠６６との間の距離は、２ｍ程度であり、編笠６６の直径は、１００〜５００ｃｍである。
【００３７】
編笠６６は、降下する火山灰が積もらないように網状になっている。編笠６６の網線は、レーザ測距装置装置１２からのレーザビームを反射できる程度に太ければ良い。編笠６６は、例えばスチールワイヤ等の線材を編んだ形状からなる。本実施例では、同心円を構成する複数のワイヤと、放射状の複数のワイヤで編笠６６を形成してある。編笠６６は、円形でも多角形でもよい。
【００３８】
図６に示す標識６０ａのように、編笠６６の代わりに、屋根状の傘６８をポール６４に被せても良い。傘６６の屋根の傾斜を３０度乃至４５度程度にすることで、降下した灰が傘６６上にとどまりにくくすることができる。
【００３９】
傘６６の内部にＧＰＳ受信装置と無線装置を配置すれば、標識６０ａの位置を正確に測定でき、遠隔の基地に無線送信できる。勿論、上空に露出するように、ＧＰＳアンテナを傘６６に取り付ける。ＧＰＳにより測定される標識６０ａの位置データは、ＬｉＤＡＲシステムにより得られる３次元位置データＤＡＴＡ１，２の測定誤差を補正するのに利用できる。
【００４０】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。
【図２】本実施例の動作フローチャートである。
【図３】降灰前の地表面（ＤＡＴＡ１）、地盤移動を伴う降灰の後の地表面（ＤＡＴＡ２）の模式図である。
【図４】降灰厚分布の模式図である。
【図５】標識の一構成例である。
【図６】標識の別の構成例である。
【符号の説明】
【００４２】
１０：ヘリコプター
１２：スキャン式レーザ測距装置
１４：ＧＰＳ／ＩＭＵユニット
１６：データ記録再生装置
２０：コンピュータ
２２：３次元座標算出プログラム
２４：位置補正プログラム
２６：差分算出プログラム
２８：作図プログラム
３０：容積算出プログラム
４０：ハードディスク
４２：表示装置
４４：警報装置
５０ａ，５０ｂ，５２ａ，５２ｂ：標識
６０，６０ａ：標識
６２：ベース
６４：ポール
６６：編笠
６８：屋根状の傘
【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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【図６】
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