(57)【要約】【課題】従来の、圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計等の個々のデジタルデータを統合した実用的なシステムを提供する。【解決手段】本発明は、上記の課題を解決するため、複数の各水位観測地点から送信されてくる水位のデジタルデータをコンピュータの中であらかじめ作成されたバーチャル量水標（仮想量水標）に水位を表示し、それと同時に水面を表示して現地の現況写真と組み合わせて、合成写真を構築し外部に通信する機能を具備したことを特徴とするスマートバーチャルシステムとし、また大きさを自由に変更でき、大雨時でも常にクリアーに表示することが出来るバーチャル量水標（仮想量水標）を作成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の各水位観測地点から送信されてくる、圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計、の何れか一つ以上の水位のデジタルデータを、コンピュータの中であらかじめ作成されたバーチャル量水標（仮想量水標）に水位を表示し、それと同時に水面を表示して、現地の現況写真と組み合わせて、合成写真を構築し外部に通信する機能を具備したことを特徴とするスマートバーチャルシステム。
【請求項２】
大きさを自由に変更でき、大雨時でも常にクリアーに表示することが出来るバーチャル量水標（仮想量水標）表示する事を特徴とする請求項１に記載のスマートバーチャルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、水位観測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】圧力式水位計や機械式水位計、映像解析式水位計等、特に河川における水位観測にあたっては、固定した水位観測所にて定期的な観測を機械的に行っているのが現状であり、デジタルデータのみで表示されているので、別に監視の判断が必要である。更に視覚的な危機感が無い為どうしても避難行動を鈍させてしまう結果になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５７８５８  公報
【特許文献２】特開２０１３−００３１３３  公報
【特許文献３】特開特開２００８−５７９９４  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】文献１に、水位計測部を水中に沈めたまま測定が可能な圧力式水位計に関する記載がある。文献２に、量水版の目盛りに合わせてＬＥＤ発光を利用した機械式水位計に関する記載がある。文献３に、特定な反射板を使って映像解析をし、水位を計測する映像解析式水位計に関する記載がある。【０００５】更に上記の量水標にＬＥＤ発光器を利用したり、特定な反射板、または簡易量水標、ペンキ等で直接構造物に量水標を描いたりして水位を計測しているのだが、特にＬＥＤ発光器や特定反射板の精密な計器が風水害の影響を多大に受けて破損したり、または簡易量水標や、ペンキで直接描いた量水標は劣化等で機器の交換が必要であったり、ペンキ等で描いた量水標は描き直しを余儀なくされ維持管理に多大な手間と費用が掛かってしまう。また、実際に大雨時には、肝心の量水標の水位値を確認しにくいのが現状である。【０００６】本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計等はどうしても量水標のような器材を使用しなければならない事が多く、更に最大の長所である昼夜問わず正確なデジタルデータの値を各観測地点から送信しているが、残念なことにデジタルデータのみの出力であるため視覚的危機感を把握する事が出来にくく、結果的にどうしても避難行動を鈍させてしまい被害を増大させてしまう結果になる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するため、複数の各水位観測地点から送信されてくる水位のデジタルデータをコンピュータの中であらかじめ作成されたバーチャル量水標（仮想量水標）に水位を表示し、それと同時に水面を表示して現地の現況写真と組み合わせて、合成写真を構築し外部に通信する機能を具備したことを特徴とするスマートバーチャルシステムとし、また大きさを自由に変更でき、大雨時でも常にクリアーに表示することが出来るバーチャル量水標（仮想量水標）を作成する。
【発明の効果】
【０００８】本発明は、すでに設置されている河川水位情報または、今後設置されるその流域に沿って水位を縦断的に把握することが出来れば、防災システムに対してはリアルタイムな災害予測情報を提供でき、この方式を採用することで、従来では把握できなかった危険状況を目視で確認できるため直観的に危険度を把握し迅速な避難行動に結び付けるためきわめて効率的かつ効果的なものである。【０００９】特に地方自治体などが多く設置している水位観測機器は平常時も洪水時もリアルタイムで水位が、あるＡ地点では圧力式水位計、またはあるＢ地点では機械式水位計、またはＣ地点から映像解析式水位計と云う具合に各水位観測地点からリアルデータとして送信している。その実データで計測された水位を誰の目にも分かり易く、大雨時の水位判断がしにくかったり、劣化する事のないバーチャル量水標と共に表示できるといった効果を奏する。【００１０】バーチャル量水標を使用するため比較的安価な量水標や特殊で高価な量水標など必要がなく、コンピュータ内だけの量水標であり、特に美観上の観点から量水標を何処にでも設置することが出来ない観光地等には実際のバーチャル標が見えないため効果的でかつ有効的である。さらに河川管理者等や防災担当者等のモニターはもちろん、河川が増水しているその地域住民が携帯しているタブレット端末、スマートフォン等ではこのバーチャル量水標を見て水位高を迅速かつ簡単に確認することが出来る。【００１１】さらに、氾濫危険水位、避難判断水位、氾濫警戒水位、氾濫注意水位、水防団待機水位はそれぞれの色をもって量水標を表示し、併せて水面の危険度も色をもって表すことが出来るため計測されてきたリアルタイムデジタルデータの明確な判断が出来るため直観的に危険度を把握し迅速な避難行動に結び付ける為、極めて効率的かつ効果的なシステムである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像処理による水位観測システムの概略を示す全体説明である。
【図２】バーチャル量水標の寸法をマッチングするため河川の中にポールを立てた測量の参考図である。例えばポール間が１０ｍで川幅が３０ｍである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】発明を実施するための形態を、図１を用いて詳細に説明する。
【００１４】データ取得手段として、ネットワークを介して送信されてくるリアルタイムの水位デジタルデータと河川内の存する構造物または、計測可能な対象物を写した現地現況写真を取得する。
さらに取得手段として地方自治体等には、既に使用している空間監視用ＣＣＴＶカメラとバーチャル量水標を組み合わせることで既存のＣＣＴＶカメラをより有効的に利用でき、そのシステムも安価で提供可能になる。
【００１５】特に、すでに多くの水位計測を行っている河川に関しては複数の地点の水位情報を同時に計測しまとめ、平面的、または縦断的な水位表示を行う。
水位表示手段と河川管理者等や防災担当者等の関係者に災害に対する警告を通知し配信手段を備える。
【実施例】
【００１６】次に本発明の実施の一例を図面に参照しながら説明する。図１は、本発明に係る画像処理による水位観測システムの概略を示す全体説明図である。
図１のＡは、本発明にかかわるバーチャル画像処理による水位観測システム（以下、単に「本水位観測システム」と言う）であり、この本水位観測システムＡは図１に示すようにリアルタイムデジタルデータ（圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計）等の取得手段１とあらかじめ撮影しておいた現地現況写真手段２とバーチャル画像処理により水位を計測する水位計測手段３と水位を縦断的または、横断的に表示する水位表示手段４と、河川管理者等に警告を発する警告・配信手段５と備えている。【００１７】取得手段１は、河川、ダム等に所定水域を監視するためあらかじめ設置されている圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計の既存の機器を主として利用するものである。
現地現況写真手段２はあらかじめ撮影しておいた最低でも春夏秋冬の４枚程度の写真を用意しておく。
さらに、水位計測手段３は、圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計等の水位と水面の位置のリアルタイムデジタルデータを送信し画像合成装置６（解析サーバ）に備えている。【００１８】水位表示手段４は、各河川からの複数の水位情報はインターネット等を通じて同時に計測をまとめ、バーチャル量水標と手段２の現地現況写真を組み合わせて水系、河川名、時刻、水位等表示する。
なお、必要情報は河川管理者や、防災担当者等と打合せたうえで定めるのが良い。【００１９】更に警告配信手段５は、河川全体の中からどの地点が氾濫危険水位、避難判断水位、氾濫警戒水位、氾濫注意水位、水防団待機水位等の送信が可能であり、延いては、河川管理者や、防災担当者などが時々刻々と変化する雨量、水位等の河川情報を的確な水防活動を行うために必要な情報としてリアルタイムに配信できるようにプログラム化している。【００２０】特に、警戒水位に達した場合、又は達すると予想される場合は、災害予測情報として自動的にアラーム信号を関連河川水域を含む地域のプラットフォームに報知し、洪水等の危険を知らせるとともに避難勧告、避難誘導を即することが出来るよう構築している。【００２１】因みに、配信手段は、例えば雨に関する河川情報や洪水ハザードマップの関連情報などを配信サーバより自動的に発信させるものであり（データ配信）、インターネット、パソコン通信、ネットワークが利用できる既存のプラットフォーム（パソコン、デジタル情報家電機器、携帯電話等）を利用するものである。【００２２】画像合成装置６（解析サーバ）は、圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計から取得したリアルタイムデジタルデータ水位を手段３で得て、手段２の現地現況写真と手段４のバーチャル量水標とを合成する画像合成情報部の６ａと現地現況写真の水系、河川名、時刻、水位等の属性情報を属性情報部６ｂと手段２の現地現況写真を季節情報部６ｃ、写真の状態を判別する物性情報部６ｄ、手段３で得られた水位データを水面データの属性情報属性組み合わせ部６ｅ、それら情報の各意味づけられた意味情報作成部６ｆ、写真のピクセル当たりを把握する画素情報分類部６ｇ、バーチャル水位を決定する水面境界情報作成部６ｈを備えるものである。【００２３】さらに水面境界情報作成部６ｈは前記に述べたが氾濫危険水位、避難判断水位、氾濫警戒水位、氾濫注意水位、水防団待機水位等の危険度を色で表し危険度合いをわかりやすく表示している。【００２４】このように、本発明の水位観測はリアルタイムデジタルデータと現地現況写真とバーチャル量水標との組み合わせで、河川水位を求めることが出来るため、気象条件の違い（特に夜間における照度低下）によって画像が読みとり難くなる場合であってもバーチャル量水標であるため、より精度の高い水位表示が可能である。【００２５】しかも、本発明の水位観測システムは、例えば、河川敷に固定された水位計測機器等のリアルタイムデジタルデータをインターネット経由を介して各関係河川事務所、各関係者に送信せしめ、取得した合成画像は保存媒体に保存され、当然モニター等に画像として表示され、洪水時には必要な情報を、例えば１秒間隔で送信することが出来る。さらに、ある危険水域に達すると自動的にそこの河川の映像を配信することが出来る。【００２６】また更に、このリアルタイムデジタルデータは映像処理とは異なるため、データ転送がインターネット回線に負荷をかけることなく送信できるためデジタル画像を安定的に高速処理する事が出来る。また映像配信の場合は遅延やパケットロスに強い独自の設計のデータ通信プロトコルＴＣＰを採用せず最新のＨｐＦＰ（Ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎｄ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））方式を採用しているために効率的に回線に負荷をかけることなく安定した映像配信が出来る。【００２７】また、計測している河川等の水位が予め設定した高さ以上になった場合、瞬時にＨｐＦＰ（Ｈｉｇｈ−ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎｄ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））方式で映像に切り替えリアルタイムの水位情報を配信する。例えば避難誘導、避難勧告或は警戒警報の発令やダムの放流時による河川流量の調整等、適切かつ迅速な対応が可能である。【００２８】次に、本発明に係る画像処理をわかりやすく説明する。
例えば、Ａ地点では圧力式水位計、またはＢ地点からは機械式水位計、Ｃ地点からは映像解析式水位計と云う具合に各水位観測地点からインターネット環境下で送信されてくる水位のデジタルデータを解析サーバの中であらかじめ作成されたバーチャル量水標に水位を表示し、それと同時に水面を表示して現地の現況写真と組み合わせて、合成写真を構築し外部に通信する機能であり、図２に、バーチャル量水標の寸法をマッチングするため河川の中にポールを立てた測量の参考図である。例えば、ポール間が１０ｍで川幅が３０ｍである。【００２９】次に、本水位観測システムの操作手順について説明する。まず、本水位観測システムを関係河川事務所に導入する前に水位観測対象のある地点で計測している各水位観測機器、例えば圧力式水位計、機械式水位計、映像解析式水位計のリアルタイムデジタルデータの情報を収集し、併せて管内のインターネット環境をチェックする。【００３０】次いで、危険とされるエリアの水位観測対象機器選定を行う。デジタルデータを発信する機器の設定位置を確認しそれぞれの現地写真を見ながらバーチャル量水標をどこにセットするかを関係河川事務所等の設備管理部門から情報を頂きながら設置場所を選定し決める。【００３１】次に、現地の水位デジタルデータを関係河川事務所に送るためのインターネット状況を確認する。そしてインターネット環境、同時にインターネット回線の安定性を確認する。【００３２】また関係河川事務所内の災害対策室等に設置されているデータコントロール室で、デジタルデータなのかアナログデータなのかを確認し、もしデータの種類がアナログデータの場合は、デジタル変換器を設置しデジタルデータとする。【００３３】現地の関係河川事務所等の設備管理部門から現地周辺の環境、構造物等の情報を得て、バーチャル量水標の種類を選ぶか、または事務所推奨のパターンがすでに存在している場合はそれをコンピュータ内で作成し採用する。【００３４】更に、このバーチャル量水標はあくまでもバーチャル（仮想）量水標なので現地に実際設置されることがないため周辺への美観に関する心配はなく地域住民の目障りになることはなく、さらに洪水等で破損されることがないため非常に維持管理等を含め経済的である。【００３５】次に現地現況写真と現地の構造物の寸法等を計測し、あるいは、ポール等を４点ないし６点立て、その距離を測量する。図２これはバーチャル量水標の寸法を現地の寸法にマッチングさせるための作業である。【００３６】更に、関係河川事務所から水位計測しようとしている河川縦断図等の情報を頂き、図１の２に示す現地現況写真と，図１の３に示す水位計測手段の各水位計機器の位置を確認して図１の６ａ画像合成情報部に備えておく。
また、水位観測システムは、警告条件として、氾濫危険水位、避難判断水位、氾濫警戒水位、氾濫注意水位、水防団待機水位等の設定が出来るが改めて、関係河川事務所と協議の上、警告条件等とする水位を決定する。【００３７】バーチャル量水標と現地の写真とのマッチングされた寸法を図１の画像合成情報部にある解析サーバに取り込みプログラミングされたソフトウェアを起動させる。更に再度関係河川事務所の災害部の職員と災害対策室の大きなモニター画面との表示方法や書式を検討してわかりやすく表示する。具体的にソフトウェアを起動させ、同時に川系、河川名、時刻、水位がモニター等に表示されるよう進めていく。【００３８】更に、レーダー雨量情報、テレメータ雨量、水位、水質、ダム諸量等の情報、光ファイバーセンサーによる堤体変状、堤体内水位、河川水位、ＧＩＳによる地図情報等による位置情報及びＣＣＴＶカメラ、デジタルカメラ、移動体からの動画像、静止画像情報等のデータを収集すると共に、洪水、氾濫土砂災害等の予測等を行いその結果と過去のデータが蓄積されているデジタルアーカイブのデータを適宜参照分析して、アラーム情報、避難誘導支援情報も含めて、衛星（ＣＳ）系、地上系等のネットワーク（インターネット含む）を介してパソコン、デジタル情報家電機器、スマートフォン等のプラットフォームに配信できるように構築しても良い。
【符号の説明】
【００３９】１    リアルタイムデジタルデータ取得手段
２    現地現況写真
３    水位計測手段
４    水位表示手段
５    警告配信手段
６    画像合成装置（解析サーバ）
６ａ  画像合成情報部
６ｂ  属性情報部
６ｃ  季節情報部
６ｄ  物性情報部
６ｅ  属性情報属性組み合わせ部
６ｆ  意味情報作成部
６ｇ  画素情報分類部
６ｈ  水面境界情報作成部
７    ポール
【図１】
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【図２】
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