(57)【要約】【課題】斜面崩壊を精度よく予測して、的確に避難情報の発令及び解除を行うことができるようにする。【解決手段】コンピュータシステム１２ａでは、斜面外に配置されたＧＰＳ基準局から基準ＧＰＳデータを受け、斜面内に配置されたＧＰＳ局からＧＰＳデータを受けて、基準ＧＰＳデータ及びＧＰＳデータに応じてＧＰＳ基準局の位置を示す基準点位置情報及びＧＰＳ局の位置を示す位置情報を得て、斜面状態データ（例えば、変位）を求める。さらに、降雨量を示す実測雨量データ及び今後の予測雨量を示す予測雨量データを気象データとして受け、気象データ及び斜面状態データと斜面崩壊の危険度を示す崩壊危険度スコア値とに応じて斜面の崩壊を予測し警戒・避難・規制情報を配信する。警戒・避難・規制情報を配信した後、コンピュータシステムでは気象データ及び斜面状態データと崩壊危険度スコア値とに応じて警戒・避難・規制情報の発令を解除するか否かを決定する。【選択図】      図１
2004280204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜面の状態を監視して、斜面の崩壊を予測するための斜面崩壊予測システムであって、
前記斜面外の位置に配置され、ＧＰＳ衛星からの電波を受けて該電波を基準ＧＰＳデータとして出力するＧＰＳ基準局と、
前記斜面内の位置に配置され、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受けて該電波をＧＰＳデータとして出力する少なくとも一つのＧＰＳ局と、
前記基準ＧＰＳデータ及び前記ＧＰＳデータによってそれぞれ求められる前記ＧＰＳ基準局の位置を示す基準点位置情報及び前記ＧＰＳ局の位置を示す位置情報に基づいて、前記斜面の状態を求めて斜面状態データを得るとともに、前記斜面又は前記斜面付近の降雨量を示す実測雨量データ及び今後の予測雨量を示す予測雨量データを気象データとして受けて、該気象データ及び前記斜面状態データと斜面崩壊の危険度を示す崩壊危険度スコア値とに応じて、前記斜面の崩壊を予測して警戒・避難・規制情報を配信して、該警戒・避難・規制情報を配信した後前記気象データ及び前記斜面状態データと前記崩壊危険度スコア値とに応じて、警戒・避難・規制情報の発令を解除するか否かを決定するコンピュータシステムとを有することを特徴とする斜面崩壊予測システム。
【請求項２】
前記斜面について少なくともその地質、災害履歴、及び対策工に係る情報が基本情報として格納されるとともに前記斜面状態データ及び前記気象データが格納されるデータベースを有し、
前記コンピュータシステムでは前記警戒・避難・規制情報を配信した際、該警戒・避難・規制情報を配信するに至った前記気象データ及び前記斜面状態データで前記データベースを更新するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の斜面崩壊予測システム。
【請求項３】
前記データベースには、リモートセンシングによって計測され、前記斜面の現況を示す画像データがリモートセンシングデータとして格納されていることを特徴とする請求項２に記載の斜面崩壊予測システム。
【請求項４】
前記コンピュータシステムは、前記データベースに格納された前記基本情報、前記斜面状態データ、前記気象データ、及び前記リモートセンシングデータに基づいて前記斜面毎に前記崩壊危険度スコア値を求めて、該崩壊危険度スコア値に応じて斜面毎に前記警戒・避難・規制情報の発令基準を示す警戒・避難・規制発令基準を設定・更新するとともに前記警戒・避難・規制情報の発令解除の基準を示す警戒・避難・規制解除基準を設定・更新して、前記警戒・避難・規制発令基準及び前記警戒・避難・規制解除基準に応じてそれぞれ前記警戒・避難・規制情報の発令及び解除を行うようにしたことを特徴とする請求項３に記載の斜面崩壊予測システム。
【請求項５】
前記警戒・避難・規制発令基準及び前記警戒・避難・規制解除基準として前記斜面の変位量、前記斜面の変位速度、前記斜面の変位加速度、前記斜面の変位予測値、予め定められた基準雨量、及び予め定められた予測雨量に応じてそれぞれ発令閾値及び解除閾値が設定されるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の斜面崩壊予測システム。
【請求項６】
前記ＧＰＳ基準局及び前記ＧＰＳ局はネットワークによって、前記監視センターに接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の斜面崩壊予測システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、法面等の斜面の状態をリアルタイムで監視して得られた時系列計測データに応じて、斜面の崩壊を予測する予測システムに関し、特に、気象データ、斜面の変位、及びリモートセンシングによって得られた斜面の現況を示すデータ等に基づいて斜面の崩壊を予測して、警戒・避難等の発令及び解除を行う際に用いられる斜面崩壊予測システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、法面等の斜面、特に、不安定要素がある大規模な斜面では崩落の危険が常に付きまとう関係上、斜面を適切に維持管理する必要があり、斜面の維持管理においては、各種の保護工及び対策工等が施されている。しかしながら、斜面を維持管理する際においては、地山の風化、植生の遷移、及び保護工及び対策工の老朽化等の要因がどのように斜面崩落にかかわっているか未だに不明な点が多い。このため、斜面の状態を常に監視して、事前に斜面崩落を予測することが行われている。
【０００３】
このような斜面崩落の兆候を監視するシステムとして、従来、ＧＰＳを用いて斜面の変位を計測するシステムが知られており（以下ＧＰＳ斜面計測と呼ぶ）、このようなＧＰＳ斜面計測では、例えば、斜面上に離間して配置された基準点と観測点との間の相対的変位を計測して、斜面変位を計測するようにしている。
【０００４】
例えば、基準点及び観測点の各々にＧＰＳ受信機を配置して、各ＧＰＳ受信機で受信した受信信号（ＧＰＳ信号）を、無線回線を介して斜面から離れた現場事務所に送信し、現場事務所に設けられた解析装置でＧＰＳ信号に基づいて基準点及び観測点の位置座標と相対的位置の変位を算出するようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２８０９７８号公報（２ページ〜３ページ、第２図）
【０００６】
一般に、斜面の崩壊を予測して、警戒・避難・道路規制等の各種情報（以下単に避難情報と呼ぶ）を発令する際には、監視対象になる斜面毎に斜面の変位量を計測するとともに、所定のエリア（例えば、市町村単位）毎に雨量を監視して、斜面変位量又は雨量に応じて警戒・避難・道路規制等の各種情報を発令するようにしている。
【０００７】
ここで、図３を参照して、斜面崩壊に係る避難情報の発令・解除を行う際の斜面崩壊予測手法について概説する。まず、斜面毎に、調査・点検を行うとともに、過去の災害履歴を調べて、斜面毎に基本情報を得る（ステップＳ１）。上述のようにして、斜面基本情報を得た後、斜面基本情報に基づいて斜面毎に不安定斜面であるか否かを判定して（ステップＳ２）、不安定斜面であると認定（判定）されると、当該斜面は監視対象斜面とされる。なお、不安定斜面であるか否かの判定は、斜面基本情報に基づいて専門家が行うことになる。
【０００８】
前述のようにして、監視対象斜面とされると、当該監視対象斜面では、前述のようにして、斜面変位の計測が行われる（斜面計測：ステップＳ３）。一方、斜面監視と独立して監視対象斜面が属するエリアの雨量監視が行われることになる（ステップＳ４）。
【０００９】
そして、斜面変位が予め規定された変位閾値を越えると（ステップＳ５）、斜面崩壊の恐れがあると予測して避難情報が発令される（ステップＳ６）。一方、エリア内における雨量が所定の基準雨量（雨量閾値）を越えると（ステップＳ７）、同様にして、避難情報が発令される（ステップＳ８）。
【００１０】
上述のようにして、非難情報を発令した後、斜面変位量が斜面閾値以下である状態が予め定められた時間以上継続して（ステップＳ９）、しかも雨量が基準雨量以下である状態が予め定められた時間以上継続すると（ステップＳ１０）、避難情報が解除される（ステップＳ１１）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の斜面崩壊予測手法においては、雨量に応じて斜面崩壊を予測する際には、降雨状況と斜面の状況（地質及び斜面構造等の基本情報）とに基づいて、災害履歴で示される雨量と斜面崩壊発生状況から前述のエリア毎に基準雨量（雨量閾値）を設定して、観測雨量と基準雨量とを比較して、斜面崩壊を予測している。
【００１２】
ところが、前述のように、雨量を観測する際には、エリア毎に基準雨量を設定している関係上、斜面毎に雨量に応じて崩壊を予測することができず、前述のように雨量に応じて斜面崩壊を予測して、避難情報を発しても、当該エリアに属するいずれの斜面に崩壊の恐れがあるのか具体的には判定できず、この雨量に対しては安全である斜面に対しても実質的に非難情報が発令されてしまうことになる。
【００１３】
言い換えると、エリア内の全ての斜面のうち最も危険性の高い斜面に対して、前述の基準雨量が設定される関係上、不可避的に基準雨量は少ない雨量となってしまい、結果的に避難情報を発令する必要のない斜面に対しても避難情報が発令されてしまうことになって、的確に避難情報を発令することができない。
【００１４】
加えて、避難情報を解除する際にも、安全を見込んで、エリア内の全ての斜面のうち最も危険性の高い斜面について、崩壊の恐れがない雨量状況となるまで、避難情報を解除することができず、結果的に避難情報の解除が遅れてしまうことになる。
【００１５】
一方、斜面計測に当たっては、前述のようにＧＰＳ計測を用いて斜面の変位量を計測する手法があるものの、ＧＰＳ衛星を用いて、基準点と観測点との相対的位置の変位を計測して、その計測データ（観測データ）から斜面の変位量を知ろうとする際には、微小な変位をも検出する必要がある関係上、観測データ自体の評価が極めて難しい。
【００１６】
しかも天候等の外的要因によって観測データがばらつくことを考慮すると、専門的な知識を有しなければ、観測データから基準点と観測点との相対的位置の変位を精度よく求めることは難しい。つまり、専門的な知識を備えないユーザ自身が時系列計測データから斜面の状態・安全性等を評価することは極めて困難である。
【００１７】
言い換えると、リアルタイムで斜面の変位量を精度よく計測しても、斜面崩壊を予測することが難しく、このため、安全を見込んで変位閾値は不可避的に低く設定を得ず、結果的に避難情報の発令及び解除を的確に行うことが難しくなってしまう。
【００１８】
いずれにしても、従来の斜面崩壊予測手法では、斜面崩壊を予測して避難情報の発令及び解除を行う際、雨量と斜面変位量とを独立して評価しているため、精度よく斜面崩壊を予測することができず、そのため、的確に避難情報の発令及び解除を行うことが難しいという課題がある。
【００１９】
本発明の目的は、斜面崩壊を精度よく予測して、的確に避難情報の発令及び解除を行うことのできる斜面崩壊予測システムを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、斜面の状態を監視して、斜面の崩壊を予測するための斜面崩壊予測システムであって、前記斜面外の位置に配置され、ＧＰＳ衛星からの電波を受けて該電波を基準ＧＰＳデータとして出力するＧＰＳ基準局と、前記斜面内の位置に配置され、前記ＧＰＳ衛星からの電波を受けて該電波をＧＰＳデータとして出力する少なくとも一つのＧＰＳ局と、前記基準ＧＰＳデータ及び前記ＧＰＳデータによってそれぞれ求められる前記ＧＰＳ基準局の位置を示す基準点位置情報及び前記ＧＰＳ局の位置を示す位置情報に基づいて前記斜面の状態を求めて斜面状態データを得るとともに、前記斜面又は前記斜面付近の降雨量を示す実測雨量データ及び今後の予測雨量を示す予測雨量データを気象データとして受けて該気象データ及び前記斜面状態データと斜面崩壊の危険度を示す崩壊危険度スコア値とに応じて前記斜面の崩壊を予測して警戒・避難・規制情報を配信して、該警戒・避難・規制情報を配信した後前記気象データ及び前記斜面状態データと前記崩壊危険度スコア値とに応じて警戒・避難・規制情報の発令を解除するか否かを決定するコンピュータシステムとを有する斜面崩壊予測システムが得られる。
【００２１】
このように、基準ＧＰＳデータ及びＧＰＳデータによってそれぞれ求められるＧＰＳ基準局の位置を示す基準点位置情報及びＧＰＳ局の位置を示す位置情報に基づいて斜面の状態（例えば、斜面変位）を求めて斜面状態データを得るとともに、斜面又は斜面付近の降雨量を示す実測雨量データ及び今後の予測雨量を示す予測雨量データを気象データとして受けて、気象データ及び斜面状態データと斜面崩壊の危険度を示す崩壊危険度スコア値とに応じて斜面の崩壊を予測して警戒・避難・規制情報を配信して、警戒・避難・規制情報を配信した後気象データ及び斜面状態データと崩壊危険度スコア値とに応じて警戒・避難・規制情報の発令を解除するか否かを決定するようにすれば、斜面崩壊を精度よく予測して、的確に避難情報の発令及び解除を行うことができることになる。
【００２２】
さらに、本発明では、前記斜面について少なくともその地質、災害履歴、及び対策工に係る情報が基本情報として格納されるとともに前記斜面状態データ及び前記気象データが格納されるデータベースを有し、前記コンピュータシステムでは前記警戒・避難・規制情報を配信した際、該警戒・避難・規制情報を配信するに至った前記気象データ及び前記斜面状態データで前記データベースを更新する。
【００２３】
このように、斜面について少なくともその地質、災害履歴、及び対策工に係る情報が基本情報として格納されるとともに斜面状態データ及び気象データが格納されるデータベースを備えて、警戒・避難・規制情報を配信した際、警戒・避難・規制情報を配信するに至った気象データ及び斜面状態データでデータベースを更新するようにすれば、データベースには警戒・避難・規制情報を配信する際の最新の情報が常に格納されることになって、運用するにつれて精度が向上する。
【００２４】
さらに、本発明では、前記データベースには、リモートセンシングによって計測され、前記斜面の現況を示す画像データがリモートセンシングデータとして格納されている。このようにして、データベースに、リモートセンシングによって計測された斜面の現況を示す画像データをリモートセンシングデータとして格納するようにすれば、斜面の現況を常に容易に把握することができることになる。
【００２５】
また、本発明では、前記コンピュータシステムは、前記データベースに格納された前記基本情報、前記斜面状態データ、前記気象データ、及び前記リモートセンシングデータに基づいて前記斜面毎に前記崩壊危険度スコア値を求めて、該崩壊危険度スコア値に応じて斜面毎に前記警戒・避難・規制情報の発令基準を示す警戒・避難・規制発令基準を設定・更新するとともに前記警戒・避難・規制情報の発令解除の基準を示す警戒・避難・規制解除基準を設定・更新して、前記警戒・避難・規制発令基準及び前記警戒・避難・規制解除基準に応じてそれぞれ前記警戒・避難・規制情報の発令及び解除を行う。
【００２６】
このようにして、データベースに格納された基本情報、斜面状態データ、気象データ、及びリモートセンシングデータに基づいて斜面毎に崩壊危険度スコア値を求めて、崩壊危険度スコア値に応じて斜面毎に警戒・避難・規制情報の発令基準を示す警戒・避難・規制発令基準を設定・更新するとともに警戒・避難・規制情報の発令解除の基準を示す警戒・避難・規制解除基準を設定・更新して、警戒・避難・規制発令基準及び警戒・避難・規制解除基準に応じてそれぞれ警戒・避難・規制情報の発令及び解除を行うようにすれば、斜面に係る事象を総合的に勘案して的確な発令及び解除を行うことができることになる。
【００２７】
そして、前記警戒・避難・規制発令基準及び前記警戒・避難・規制解除基準として前記斜面の変位量、前記斜面の変位速度、前記斜面の変位加速度、前記斜面の変位予測値、予め定められた基準雨量、及び予め定められた予測雨量に応じてそれぞれ発令閾値及び解除閾値が設定される。
【００２８】
なお、前記ＧＰＳ基準局及び前記ＧＰＳ局はネットワークによって、前記監視センターに接続されている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下本発明について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、その形状及び寸法等は特に限定的な記載がない限りは、これに限定するものではない。
【００３０】
図１を参照して、まず、図示の斜面崩壊予測システムは、複数の斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎ（Ｎは２以上の整数）を備えており、これら斜面監視装置１１〜１１−Ｎは、例えば、監視センター１２に、光ケーブル通信回線等の有線通信回線１３を介して接続されている。斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎは互いに異なる斜面に配置され、それぞれ斜面の状態を監視計測して観測データ（計測データ）として監視センター１２に送る。ここでは、斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎが送出する観測データを、それぞれ第１〜第Ｎの観測データと呼ぶことにする。
【００３１】
監視センター１２にはコンピュータシステム１２ａ、表示装置等の出力装置（モニター）１２ｂ、入力装置１２ｃ、及びデータベース１２ｄが備えられており、後述するようにして、監視センター１２では、コンピュータシステム１２ａによって、各斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎから得られた第１〜第Ｎの観測データに応じて斜面毎に斜面データ情報を生成する。なお、監視センター１２は、斜面監視装置１１−１〜１１−Ｎから離れた地点に配置されており、遠隔的にこれら観測データを収集する。
【００３２】
斜面監視装置（ＧＰＳ計測装置）１１−ｎ（ｎは１からＮまでのいずれかの数）は、少なくとも２つのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機（計測装置）を有しており、図示の例では、３つのＧＰＳ受信機１１ａ〜１１ｃを有している。この内の一つ、例えば、ＧＰＳ受信機１１ａは基準点受信機（ＧＰＳ基準局）として、斜面以外の地点に配置されている。つまり、基準点受信機１１ａは斜面から離れて安定した地面に配置されている。
【００３３】
一方、他のＧＰＳ受信機１１ｂ及び１１ｃは斜面上に配置されている（なお、斜面上には少なくとも一つのＧＰＳ受信機を配置すればよい）。そして、ＧＰＳ受信機１１ａ〜１１ｃは、予め設定された時間間隔（第１の時間間隔）で少なくとも４つのＧＰＳ衛星からの電波（ＧＰＳ電波）を受信して、上記の時間間隔毎にＧＰＳデータを観測データとして出力する。なお、上記の時間間隔は、例えば、コンピュータシステム１２ａからの観測時間設定コマンドによって設定される。
【００３４】
これらＧＰＳ受信機１１ａ〜１１ｃは、通信装置として用いられる通信集約機１１ｄ又は無線集約機１１ｅに接続されており、通信集約機１１ｄは有線通信回線１３に接続されている。そして、通信集約機１１ｄは各観測データを、有線通信回線１３を介して監視センター１２に送る。
【００３５】
また、無線集約機１１ｅは各観測データを、無線回線を介して無線中継機１６に送る。図１には無線中継機１６が一つ示されているが、実際には複数の無線中継機１６が配置されており、無線中継機１６毎に通信エリアが規定され、無線中継機１６は自己の通信エリア内に位置する無線集約機１１ｅから観測データを受けることになる。
【００３６】
無線中継機１６は前述の有線通信回線１３に接続されており、無線中継機１６から監視センター１２に斜面毎の観測データが送られることになる。なお、各観測データにはＧＰＳ受信機を識別するための情報（ＧＰＳ受信機識別情報）が付加されている。
【００３７】
さらに、図示のように、各斜面には、例えば、雨量計２１が設置されており、雨量計２１で計測された降雨量は、雨量データとして、通信集約機１１ｄ又は無線集約機１１ｅを介して監視センター１２に送信される（なお、各斜面毎に雨量計を設置しなくても、気象データの配信を受けるようにしてもよい。つまり、斜面又は斜面付近の降雨量を示す気象データ（降雨量データ）の配信を受けるようにしてもよい）。また、気象データとして予測降雨量を示す予測雨量データの配信を受けるようにしてもよい。
【００３８】
また、監視センター１２には、地球観測衛星等からの画像情報を受信するための受信設備３１が接続されており、受信設備３１で受信された画像情報は監視センター１２に送られて、監視センター１２では、画像情報から計測装置が配置された斜面を示す画像を抽出して、データベース１２ｄに保存する。つまり、監視センター１２ではリモートセンシングによって得られた斜面画像データをリモートセンシングデータとしてデータベース１２ｄに保存する。
【００３９】
なお、リモートセンシングデータの取得は予め定められた周期（例えば、一ヶ月毎）に行われる。そして、リモートセンシングデータによって、例えば、斜面表面の風化、対策工の老朽化、植生の変化、及び後背地の変化等を把握することになる。
【００４０】
ここで、図２も参照して、斜面変位計測を行うに当たっては、まず、斜面毎に調査・点検を行うとともに、過去の災害履歴を調べて、斜面毎に基本情報（基本情報には少なくとも地質、災害履歴、保護工、及び現況等のデータが含まれる）を得る（ステップＰ１）。この基本情報は、例えば、コンピュータシステム１２ａに入力され、コンピュータシステム１２ａでは斜面毎に基本情報をデータベース１２ｄに格納する（ステップＰ２）。
【００４１】
斜面基本情報を得た後、例えば、専門家によって斜面基本情報に基づいて斜面毎に不安定斜面であるか否かを判定して（ステップＰ３）、不安定斜面であると認定（判定）されると、当該斜面は監視対象斜面とされる。
【００４２】
監視対象斜面については、前述した監視装置及び雨量計が配置され、ＧＰＳ衛星からの電波に応じて斜面変位計測が行われて（ＧＰＳ斜面計測：ステップＰ４）、リアルタイムで観測データ（ＧＰＳデータ）が監視センター１２に送られることになる。
【００４３】
このようにして得られた観測データは、各ＧＰＳ受信機の位置情報を、時間を追って３次元的に表しており、いま、基準点受信機（ＧＰＳ基準局）１１ａの位置情報を基準点位置情報とすると、この基準点位置情報と他のＧＰＳ受信機から得られた位置情報（以下他の位置情報と呼ぶ）とに基づいて斜面の変位を時系列的にしかも３次元的に得ることができる。
【００４４】
監視センター１２（つまり、コンピュータシステム１２ａ）では、前述のようにして得られた基準点位置情報及び他の位置情報に基づいて、以下のようにして、斜面の変位データ（斜面変位データ）を得る。前述のように、各ＧＰＳ受信機１１ａ〜１１ｃからは、それぞれ基準点位置情報及び他の位置情報が、コンピュータシステム１１ａに与えられる。
【００４５】
コンピュータシステム１２ａでは、基準点位置情報と他の位置情報とを用いて、予め定められた時間間隔毎に斜面変位データを求める。この斜面変位データは横軸を時間、縦軸を変位として示され、モニター１２ｂ上に表示されるとともに、データベース１２ｄに斜面毎に格納される（ステップＰ２）。斜面変位データは、例えば、南北方向、東西方向、及び鉛直方向の変位点列として表される。
【００４６】
上述の斜面変位データは、各種外的要因（例えば、ＧＰＳ衛星の状態、電離層及び対流圏の影響、マルチパス、及び基線長さ）によってバラツキ（帯状にばらつく）を含んでおり、このような斜面変位データから斜面の状態を正確に把握・評価することは難しい。そこで、監視センター１２（つまり、コンピュータシステム１２ａ）では、斜面変位データに対してフィルタ処理及び平滑化処理を行って、処理済み変位データ（フィルタデータ）を生成する。
【００４７】
ここで、フィルタ処理及び平滑化処理について説明すると、ここでは、カルマンフィルタのアルゴリズムによって、状態ベクトルｘｎを推定する方法で、システムノイズの分散τ２及び観測ノイズの分散σ２、そして、次数ｋを推定して、ｘｎを離散的に求めて、対数尤度及びＡＩＣを用いて最適なｘｎを推定する。
【００４８】
つまり、状態空間モデルを、ｘｎ＝Ｆｎｘｎ−１＋Ｇｎνｎ，ｙｎ＝Ｈｎｘｎ＋ｗｎとする。ここで、ｘｎ：直接観測できない状態ベクトル（確率システムモデル）、νｎ：システムノイズ（平均０，分散共分散行列Ｑｎ）、ｙｎ：観測データ（観測モデル）、ｗｎ：観測ノイズ（平均０，分散共分散行列Ｒｎ）であり、Ｆｎ，Ｇｎ，Ｈｎはそれぞれガウス・マルコフ過程で定義された推移行列である。そして、この状態空間モデルを、確率差分方程式とする。Ｈｎｘｎ＝ｔｎとすると、ｙｎ＝ｔｎ＋ｗｎ（観測モデル），Δｋｔｎ＝νｎ（ｋ＝１の場合、Δｔｎ＝ｔｎ−ｔｎ−１＝νｎ，Δｋｔｎはｋ階の差分方程式）となる。
【００４９】
そして、カルマンフィルタによって、一期先予測（第１のステップ）、フィルタ（第２のステップ）、平滑化（第３のステップ）を一連の流れとして計算して、観測値ｙｎ＝｛ｙ１，ｙ２，…，ｙｎ）が与えられた下の状態ｘｎ＝｛ｘ１，ｘ２，…，ｘｎ｝を求める。
【００５０】
このようにして、フィルタ処理及び平滑化処理を行った後、この処理済み変位データは前述の変位データとともにデータベース１２ｄに格納されるとともに、モニター１２ｂ上に表示される。この処理済変位データからは、斜面の変位量、変位速度、及び変位加速度が分かり、処理済変位データに応じて斜面の変位量を予測することができる。
【００５１】
一方、前述のように、雨量計２１で斜面毎に雨量計測を行うか又は雨量データの配信を受けるとともに、予測雨量データの配信を受ける（ステップＰ５）。そして、雨量計２１で計測された雨量データ（又は配信された雨量データ）が気象データとしてデータベース１２ｄに格納されるとともに前述予測雨量データもデータベース１２ｄに格納される。
【００５２】
また、前述したように、監視センター１２ではリモートセンシングによって得られた斜面画像データをリモートセンシングデータとして受けて（ステップＰ６）、このリモートセンシングデータをデータベース１２ｄに保存する。その結果、データベース１２ｄには、斜面毎に基本情報、処理済変位データ（計測結果）、リモートセンシングデータ、及び気象データが蓄積されていくことになる。
【００５３】
コンピュータシステム１２ａでは、データベース１２ｄに格納された基本情報、処理済変位データ、リモートセンシングデータ、及び気象データに基づいて斜面毎に崩壊危険度に係るスコア値（以下崩壊危険度スコア値という）を求める（ステップＰ７）。
【００５４】
つまり、コンピュータシステム１２ａでは、基本情報、処理済変位データ、リモートセンシングデータ、及び気象データを変数とする多変量解析を行って、崩壊危険度スコア値を得て、避難情報発令基準（警戒・避難・道路規制基準）を設定・更新する（ステップＰ８）。
【００５５】
このようにして、避難情報発令基準を設定・更新した後、この避難情報発令基準に応じて、コンピュータシステム１２ａでは、避難情報（警戒・避難・道路規制）発令を行うか否かを判定する（ステップＰ９）。
【００５６】
避難情報発令基準には、例えば、斜面変位量、変位速度、変位加速度、変位予測値、基準雨量、及び予測雨量についてそれぞれ警戒・避難・道路規制発令閾値が設定されており、前述の実測雨量及び予測雨量（ステップＰ５）及びＧＰＳ斜面計測（ステップＰ４）で得られた雨量データ及び処理済変位データと警戒・避難・道路規制閾値とを比較して、コンピュータシステム１２ａでは、避難情報（警戒・避難・道路規制）発令を行うか否かを判定することになる。
【００５７】
そして、避難情報（警戒・避難・道路規制）発令を行うと判定すると、コンピュータシステム１２ａでは、当該斜面について、避難情報を配信する（例えば、インターネットを介して各種機関に避難情報を配信することになる（発令配信：ステップＰ１０））。
【００５８】
この際、コンピュータシステム１２ａでは、どの程度の時間が経過すると、斜面崩壊に至るかを示す崩壊予測時間及び予測された崩壊規模を崩壊予測値を同時に配信することになる。つまり、実測雨量、予測雨量、処理済変位データに応じて、コンピュータシステム１２ａでは崩壊予測時間を求めて、崩壊予測値として配信することになる。
【００５９】
一方、コンピュータシステム１２ａでは、崩壊危険度スコア値に応じて避難情報解除基準（警戒・避難・道路規制解除基準）の設定・更新を行っており（ステップＰ１１）、避難情報発令基準と同様に、避難情報解除基準には、例えば、斜面変位量、変位速度、変位加速度、変位予測値、基準雨量、及び予測雨量についてそれぞれ警戒・避難・道路規制解除閾値が設定されている。
【００６０】
前述の実測雨量及び予測雨量（ステップＰ５）及びＧＰＳ斜面計測（ステップＰ４）で得られた雨量データ及び処理済変位データと警戒・避難・道路規制解除閾値とを比較して、コンピュータシステム１２ａでは、避難情報（警戒・避難・道路規制）解除を行うか否かを判定することになる。
【００６１】
そして、避難情報（警戒・避難・道路規制）解除を行うと判定すると、コンピュータシステム１２ａでは、当該斜面について、避難解除情報を配信する（例えば、インターネットを介して各種機関に避難解除情報を配信することになる（解除配信：ステップＰ１２））。この際、コンピュータシステム１２ａでは、どの程度の時間が経過すると、斜面危険度が収束するに至るかを示す崩壊収束予測値を同時に配信することになる。
【００６２】
つまり、実測雨量、予測雨量、処理済変位データに応じて、コンピュータシステム１２ａでは崩壊収束予測時間を求めて、崩壊収束予測値として配信することになる。
【００６３】
その後、コンピュータシステム１２ａでは、避難情報発令に至った際の雨量データ及び処理済変位データをデータベース１２ｄに格納してデータベース１２ｄを更新する（ステップＰ１３）。つまり、コンピュータシステム１２ａでは、避難情報の発令及び解除を行った後、避難情報発令に至った際の雨量データ及び処理済変位データをデータベース１２ｄに格納してデータベース１２ｄを更新する。
【００６４】
なお、前述のようにして、避難情報発令を行った後、コンピュータシステム１２ａでは、破線で示すように、二次評価を行うか否かの判定を行うようにしてもよい（ステップＰ１４）。例えば、前述の避難情報発令に至った斜面について、さらに精度よく斜面の状態を評価すると判定した際には、診断・予測フロー（ステップＰ１５）へと進む。ステップＰ１４においては、予め斜面毎にその斜面の重要性に応じて診断・予測フローへ進むか否かが設定されている。
【００６５】
この診断・予測フローでは、例えば、処理済み変位データを用いて斜面安定性評価が行われる。ここでは、処理済み変位データを用いて、滑り面の設定、初期応力解析、変位データの同定解析、そして、有限要素法を用いた滑り安全率の評価を行う。
【００６６】
滑り面を設定した後、計測点と滑り面とを含む斜面の横断面モデルを生成して、滑り層の厚さを設定する。そして、有限要素法（ＦＥＭ）の要素分割を行い、このようなＦＥＭモデルに対して、地山のＥ（ヤング係数：一定値）とν（ポアソン比：一定値）を用いた単体重量γｔを外力とする自重解析を行って、初期応力を求める（初期応力解析）。
【００６７】
さらに、滑り層のみを異方非線形弾性体として、異方損傷パラメータｍを用いて、計測変位（処理済み変位データ）を最もよく再現するｍを同定する。つまり、ｍを次第に低下させていくと、滑り層要素には、剪断降伏が生じるから、降伏規準と歪み軟化則とに応じて超過応力を解放させる反復計算を実行する（計測変位の同定解析）。同定の際には、次に示す評価関数が用いられる。
【００６８】
｛Σ（ＵＩｍ−ＵＩｃ）２｝／｛Σ（ＵＩｍ）２｝→最小（ｍｉｎ）
ここで、ＵＩｍ：計測変位，ＵＩｃ：計算変位である。
【００６９】
続いて、有限要素法を用いて、斜面安定解析を行い、滑り安全率の評価を行う。この際には、次に示す式が用いられる。
【００７０】
Ｆｓ＝（ΣＳｉ・Ｌｉ）／（Στｉ・Ｌｉ）＝｛Σ（ｃｉ＋σｉ・ｔａｎφ）Ｌｉ｝／（Σ／τｉ・Ｌｉ）
【００７１】
ここで、σｉ：要素ｉの滑り面上の直応力，τｉ：要素ｉの滑り面上の剪断応力，Ｓ：土要素の剪断抵抗，Ｓ＝ｃｉ＋τｉ・ｔａｎφ，Ｌｉ：滑り線長である。
【００７２】
なお、斜面安定性評価に当たっては、現場診断及び補足調査を行って、斜面安定性評価を行う。
【００７３】
上述の斜面安定性評価によって、監視センター１２では、対策が必要か否かを判定する。そして、対策が必要でないと判定すると、当該斜面について常時診断及び定期診断を行うことになる。
【００７４】
一方、対策が必要であると判定すると、対策提案（対策工設計提案）を行う。この対策提案に当たっては、補足調査を行いつつ、例えば、改善提案・対策工設計を行い、改善提案・対策工設計がデータベースに蓄積される。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、基準ＧＰＳデータ及びＧＰＳデータによってそれぞれ求められるＧＰＳ基準局の位置を示す基準点位置情報及びＧＰＳ局の位置を示す位置情報に基づいて斜面の状態（例えば、斜面変位）を求めて斜面状態データを得るとともに、斜面又は斜面付近の降雨量を示す実測雨量データ及び今後の予測雨量を示す予測雨量データを気象データとして受けて、気象データ及び斜面状態データと斜面崩壊の危険度を示す崩壊危険度スコア値とに応じて斜面の崩壊を予測して警戒・避難・規制情報を配信して、警戒・避難・規制情報を配信した後気象データ及び斜面状態データと崩壊危険度スコア値とに応じて警戒・避難・規制情報の発令を解除するか否かを決定するようにしたから、斜面崩壊を精度よく予測して、的確に避難情報の発令及び解除を行うことができるという効果がある。
【００７６】
また、本発明では、斜面について少なくともその地質、災害履歴、及び対策工に係る情報が基本情報として格納されるとともに斜面状態データ及び気象データが格納されるデータベースを備えて、警戒・避難・規制情報を配信した際、警戒・避難・規制情報を配信するに至った気象データ及び斜面状態データでデータベースを更新するようにしたから、データベースには警戒・避難・規制情報を配信する際の最新の基準が常に格納されることになって、運用するにつれて精度が向上するという効果がある。
【００７７】
本発明では、データベースには、リモートセンシングによって計測された斜面の現況を示す画像データをリモートセンシングデータとして格納するようにしたから、斜面の現況を常に容易に把握することができるという効果がある。
【００７８】
本発明では、データベースに格納された基本情報、斜面状態データ、気象データ、及びリモートセンシングデータに基づいて斜面毎に崩壊危険度スコア値を求めて、崩壊危険度スコア値に応じて斜面毎に警戒・避難・規制情報の発令基準を示す警戒・避難・規制発令基準を設定・更新するとともに警戒・避難・規制情報の発令解除の基準を示す警戒・避難・規制解除基準を設定・更新して、警戒・避難・規制発令基準及び警戒・避難・規制解除基準に応じてそれぞれ警戒・避難・規制情報の発令及び解除を行うようにしたから、斜面に係る事象を総合的に勘案して的確な発令及び解除を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による斜面崩壊予測システムの一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す斜面崩壊予測システムにおける処理を説明するためのフロー図である。
【図３】従来の斜面崩壊予測手法を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
１１−１〜１１−Ｎ  斜面監視装置
１１ａ〜１１ｃ  ＧＰＳ受信機
１１ｄ  通信集約機
１１ｅ  無線集約機
１２  監視センター
１２ａ  コンピュータシステム
１３  有線通信回線
１６  無線中継機
【図１】
2004280204.tif 000003
【図２】
2004280204.tif 000004
【図３】
2004280204.tif 000005