(57)【要約】【課題】本発明は、地理情報システム技術と地下ダム技術を統合し、地質、地下水、土地利用などのデータを総合処理した上で、効率よく、合理的な地下水開発方式である地下ダムの計画などを支援するシステムとその支援システムに係る計画作成方法を提供する。【解決手段】地下ダム計画策定に必要な全項目にわたるデータベースを作成し、地下ダム計画策定に必要な調査と計画立案に必要なベータを選択し、人工衛星から送信された地ダム建設候補地関連の地表データに、データベースから選択されたデータを組み合せて、調査と計画立案に必要な地表データとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星からの送信データを利用する地下ダムプロジェクト支援システムであって、
情報収集源からのデータに基づき、地下ダムプロジェクト計画策定に必要なデータの全項目にわたるデータベースを作成し、
前記データベースから前記地下ダムプロジェクト計画策定に必要な調査と計画立案に必要なデータを選択し、
人工衛星から送信された地下ダム候補地関連の地表データに、前記データベースから選択されたデータを重ね合わせて、調査と計画立案に必要な地表データを作り出すことを特徴とする地下ダムプロジェクトの技術支援システム。
【請求項２】
前記地下ダムプロジェクト計画策定に必要なデータの全項目にわたるデータベースが、
現地での水文地質調査から得られる地下水、水理地質構造などのデータと、
過去の地下ダムプロジェクトにおいて蓄積された既存資料に基づくデータと、
地下ダム建設予定地に関する土地利用などの聞き取り調査によって得られたデータと、に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載の地下ダムプロジェクトの技術支援システム。
【請求項３】
地表の水文や流域データと、地下の地下水や水理地質構造データとの重ね合わせを地理情報システム（ＧＩＳ）によって行うことにより、前記調査と計画立案に必要な地表データを作り出すことを特徴とする請求項１に記載の地下ダムプロジェクトの技術支援システム。
【請求項４】
自然条件、社会条件、環境制約などの空間情報を総合的に解析したうえで、地下ダムの候補地を見出すことを特徴とする請求項１に記載の地下ダムプロジェクトの技術支援システム。
【請求項５】
各候補地の断面図や締切面積、貯留量を計算し、比較検討を行った上で、最適な候補地を選出する請求項１に記載の地下ダムプロジェクトの支援システム。
【請求項６】
緯度、経度、標高データを持つ衛星画像から地形データを入手し、地理情報システム（ＧＩＳ）で三次元地図化する過程と、
最新の道路、河川、家屋、田畑、植生、土壌などの地表データ及び物理探査・地質ボーリングなどの地下データに基づく地下ダム計画手法のデータに基づいてデータベースを作成する過程と、
この三次元地図の上にデータベースからのデータを組み合わせて三次元地図化する過程と、
この三次元地図化したデータの上に、さらに、地下水利用計画に必要なデータを重ね合わせる過程を経て、地下ダムプロジェクト計画を作成するようにしたことを特徴とする地下ダムプロジェクトの支援システムに係る計画作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下ダム計画などに必要な情報を提供して最適な建設事業を行えるように支援する地下ダムプロジェクトの支援システムとその支援システムに係る計画作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化などの環境変化の進展による水不足地域の水源開発システムとして、地下ダムが注目されている。この地下ダムは、地下の自然の透水層、或いは、人工的に形成した透水層を止水壁により垂直方向に仕切り、その上流側に地下水の貯留部を形成するものである。
【０００３】
例えば、隆起サンゴ礁地帯の島などでは、生活用水・農業用水などの水資源の確保のために、地下に不透水性の止水壁を設けて地下ダムの構築が現実に行われている。
地下ダムには、以下のような特徴がある。
１）大地中の地下水を止水壁によってダムアップして地下に大量の地下水を貯留することができる。
２）海岸付近では、止水壁によって海水の内陸側への浸入を防ぎ、地下水の塩水化を防止できる。
３）地下ダム湛水域における土地の水没がない。地表部分は、これまで通りの土地利用が可能である。
４）地下ダムおよびその周辺地域の自然環境の破壊がない。流域の自然環境は、そのまま保全できる。
５）地下ダム貯留域の地下水文地質構造の規模によって大小多様な計画が可能であり、単位行政区域内での計画が容易にできる。
６）水源開発のコストおよび水価は、地表ダムより安価な場合が多い。
７）地下ダムの計画から完成までの期間が一般に短く、短時間に完成できる。
【０００４】
ところで、近年、全地球的環境変化の一つとして、地域や季節ごとに降雨量の変動が大きくなっている。このような降雨量の変動は、水道設備が普及した条件下においても、季節を問わず、渇水などが社会的な問題となっている。
このような問題に対処するために、例えば、島や半島などの降雨量の少ない地域では、生活用水・農業用水などの水資源を有効に確保する手段として、あるいは地下水資源の塩水化対策として、地下に不透水性の止水壁を設けて、人工的に地下水を地盤中に貯水する地下ダムの構築が現実に行なわれている。
【０００５】
従来、このような地下ダムの調査計画に際しては、データの整理などはほとんど手作業で行っていたため、非効率であるとともに、特に、初期段階においては、地質調査のデータが少なく、不透水基盤の全体像をつかめにくい場合があり、データの統合や更新作業に時間を要し、プロジェクトの進捗にも支障をきたすことがあった。
【０００６】
また、地下ダム計画は、国が作成した基準や指針及び経験情報に基づいて行われてきたが、これらに必要なインプットデータは、多岐にわたり、バラバラに保管されているため、データの抽出・加工にかなりの時間を要していた。また、代替案の検討にも同様の図面を作成したり、データ処理を何回も行わねばならないなど、作業上極めて非効率的なものであった。
【０００７】
さらに、これまでの方法では、最適な計画を導くために複数の計画案を即時検討したり、様々な与件変動へ対応するための計画修正作業を行なう場合などには、図面の作成やデータ処理に手作業が多く介在するため、非常に長い時間が掛かって非効率的であるという問題があった。
一方、近年人工衛星からの送信データを高精度の平面図あるいは鳥瞰図とする手段が開発され、このデータを道路計画、造成計画、プラント設計の支援システムとして利用して、それぞれの開発計画を効率化する手法が開示されている。（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１２５９４９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１４０２５７号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９７１１６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、人工衛星などの地理情報システム技術（ＧＩＳ）を活用し、効率的、合理的な地下ダムを計画することができ、加えて、施工、管理にも利用できるシステムを提供することを目的としている。
【００１０】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る地下ダムプロジェクトの技術支援システムとその支援システムに係る計画作成方法は、
地理情報システム技術（ＧＩＳ）と従来の地下ダム技術を融合して、容易かつ短時間で現地調査に必要な情報を表示したりすることにより、地下ダムの計画の立案及び設計を支援するシステムである。
【００１１】
すなわち、本発明は、人工衛星からの送信データを利用する地下ダムプロジェクト支援システムであって、
情報収集源からのデータに基づき、地下ダムプロジェクト計画策定に必要なデータの全項目にわたるデータベースを作成し、
前記データベースから前記地下ダムプロジェクト計画策定に必要な調査と計画立案に必要なデータを選択し、
人工衛星から送信された地下ダム候補地関連の地表データに、前記データベースから選択されたデータを重ね合わせて、調査と計画立案に必要な情報を作り出すことを特徴とする。
【００１２】
本発明の現地調査のための支援システムは、現地調査に必要な情報をＧＩＳ地形データの上に、道路、橋梁、家屋などの地表データ、地質、土質、地下水、土壌、地表水などを重ね合わせて地形データとしてデータベース化したものを現地調査に必要な情報として表示するものである。また、地下ダムプロジェクトにおける地下ダム計画作成のための支援システムは、地下ダムの設計に必要な情報をＧＩＳによって作成された地形データの上に、道路、橋、田畑、山林、家屋などの地表データを重ね合わせてデータベース化し、これを基に、ＧＩＳが持つ検索機能と従来の地下ダム計画手法により、前記データベースから現地調査に必要な情報の表示と地下ダム計画を作成するものである。
【００１３】
そして、このシステムに係る地下ダムプロジェクト計画は、緯度、経度、標高データを持つ衛星画像から地形データを入手し、ＧＩＳで３次元地図化する過程と、従来から用いられてきた手法に基づく地下ダム計画手法、地下ダム止水壁の設計手法、さらには、既存あるいは、現地調査による、あるいは衛星画像から入手した最新の道路、河川、家屋、田畑、植生などの地表データ、行政、既得権などの民生情報をコンピュータによってデータベースを作成する過程と、データベース中のデータを選択して、前記３次元地図の上に層分けして重ねる過程と、計画地点までのアプローチルートなど現地調査で必要なあらゆる位置の緯度、経度、標高データ及び現地の状況を３次元表示過程と、地下ダム計画に必要なデータをデータベースの中から自動的に選択して、これを加工、処理、解析し、結果を表示する過程を経て立案される。
【００１４】
なお、このシステムは、地下ダム建設の計画策定時のみならず、地下ダムの建設時や建設後の維持管理の際の支援システムとして活用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る地下ダムプロジェクト支援システムの全体のフローチャートである。
同図に示すように、本システムでは、まず、空中写真、既存資料、現地調査、地元関係者に対する聞き取り調査等の情報収集源からのデータに基づき、地下ダムプロジェクト支援システムの基礎となるデータベースを構築する。このデータベースのデータ項目は、地下ダムプロジェクトの計画策定に必要なすべての項目にわたるものである。
【００１６】
次に、このデータベースから地下ダムプロジェクトの計画策定に必要なデータを選択し、ＧＩＳによってこれらのデータを重ね合わせて３次元地図化する。この三次元地図化されたデータは、現地調査と地下ダム計画策定のための各支援システムにインプットされ利用される。現地調査支援システムでは、３次元地図化されたデータに基づいて現地調査計画を作成し、この現地調査計画に基づいて、実際の現地調査が行われる。現地調査で得られたデータは、データベースにインプットされ、地下ダムプロジェクトの計画策定に必要なすべてのデータが整備される。一方、地下ダム計画策定のための地下ダム計画支援システムでは、現地調査で補完されたデータベースからのデータに基づいて地下ダム計画を作成する。
【００１７】
以下、本発明に係る地下ダムプロジェクト支援システムのデータベース、このデータベースを利用した計画支援システムについて詳細に説明する。
図２は、本発明に係る地下ダムプロジェクト支援システムのインプットとなるデータベースの構築手順を示した図である。地下ダムプロジェクト支援システムの基礎となるデータベース作成のための情報収集源（図２（ａ））からのデータによって、現地調査と計画支援のためのデータベース（図２（ｂ））を作成し、図３（ｃ）のようにＧＩＳによって地下ダムプロジェクト支援のための要素データを作成する。
【００１８】
前記データベース作成のための情報収集源（図２（ａ））の情報例としては、衛星画像からのデータ、空中写真からのデータ、既存資料からのデータ、現地調査によるデータ及び地元関係者に対する聞き取り調査からのデータをあげることができる。こうして得たデータは、データベース（図２（ｂ））に示した地形のような基礎データから、集落、行政区分のような行政環境、最新の道路、河川、家屋、田畑、植生などの民生環境、漁業権、既得水利権のような既得権環境、地価、労務費などの経済環境、過去の自然災害などの自然災害環境などのデータとしてまとめる。
【００１９】
そして、図２（ｃ）に示すように、地理情報システム（ＧＩＳ）を利用してこれらのデータを層分けして重ね合わせ、これらのデータベースが視覚的に容易に理解できるように表示する。図２（ｃ）に示す例においては、空中写真と地形モデルをＧＩＳで層分けして重ね合わせたものである。
図３は、図２に示すデータベースを計画支援システムに適用した場合の概念図である。
【００２０】
図３（ａ）に示す技術者が経験に基づき設定する計画の基本条件（ダム位置、ダム型式、取水地点、配水ルートなど）及び図３（ｂ）のデータベース（図２（ｂ）と同じもの）を図３（ｃ）の水源計画に関する関係式（堤高と貯水量の関係式、締切面積と工事費の関係式など）に基づいたデータ処理システムに入力することにより、図３（ｄ）に示す工事費、可開発水量、水単価、経済性評価などの水源計画を得る。
【００２１】
図４に、図３に示した地下ダム計画支援システムの具体的な使用例を示す。
まず、図４（ａ）に示すように、地形と水理基盤レーヤをＧＩＳで重ね合わせたものに、さらに地下ダム計画の基本条件（ダム軸等）を重ね合わせ、地下ダム計画の基本条件をパラメータとして、複数の代替案を作成する。
そして、図３で示した地下ダム計画支援システムにより、それぞれの案の貯水量、締切面積、工事費などを算定し、各案を比較検討した上で、最適案を得る。
【００２２】
これにより、地下ダムの最適な候補地となる情報を技術者などに提供することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る地下ダムプロジェクトの技術支援システムとその支援システムに係る計画作成方法は、以下の効果を奏する。
１．  画像を含めた各種の必要なデータを三次元的に意思決定者に提供できるので、複数の意思決定者が共通認識の上にたった的確な地下ダムプロジェクト遂行のための意思決定を行うことができる。
【００２４】
２．  現地の地形、土地利用、地質分布などの情報を事前ビジュアル的に総合分析できるので、調査地点、ルートを合理的に設定でき、現場調査が効率的かつ確実に行える。
３．  現地調査、地下ダム計画などに必要なデータを一元管理でき、一つのシステムの中で多くの計画案を容易に作成・比較検討できるとともに、建設後の維持管理も的確に行うことができる。
【００２５】
４．  本発明の地下ダムプロジェクトの技術支援システムにより、異なる空間情報を同一座標系に統合し、しかも三次元可視化によって、技術者の理解度を深め、一連の業務を効率的に検討でき、より良い計画策定が可能となる。また、システム化により多数の代替案検討を容易にできる。複数代替案について迅速で細緻な検討が可能となり、より高効率、合理的な計画策定が図れ、建設コストの軽減にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、地下ダムプロジェクトの技術支援システムにおける概略構成を示す図である。
【図２】図２は、地下ダムプロジェクト支援システムのデータベースの構築手順を示した図である。
【図３】図３は地下ダム計画支援システムの概念図である。
【図４】地下ダム計画支援システムの具体的な策定例である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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