(57)【要約】【課題】本発明では、遠隔観測により測定した参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度を用いることで評価精度を高めると共に岩盤斜面の各地点においてきめ細かく評価することが可能な岩盤斜面安定性評価方法及びその装置を提供するものである。【解決手段】測量用カメラ５により写真測量を行って岩盤斜面の各地点の勾配データを算出し、各地点の表面温度の経時変化を熱赤外線映像装置７で測定してＲＩＴ比又はｍｍ比を算出し、各地点の反射スペクトルを分光画像撮影装置６で測定してb*値を算出する。そして、算出されたb*値及びＲＩＴ比（又はｍｍ比）から各地点の弾性波速度に関する近似値を経験式より算出し、b*値から各地点の超音波速度に関する近似値を経験式により算出する。こうして求められた近似値及び勾配データから岩盤斜面の各地点の安定性に関する評価を行うようにした。【選択図】図１
2005345210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤斜面の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度に基づいて岩盤斜面の安定性を評価する岩盤斜面安定性評価方法において、以下の（イ）〜（ヘ）の手順により勾配データを測定するとともに弾性波速度及び超音波速度の近似値を算出して岩盤斜面の安定性を評価することを特徴とする岩盤斜面安定性評価方法。
（イ）参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定する
（ロ）岩盤斜面の各地点の勾配を測定して各地点の勾配データを得る
（ハ）岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定し、その測定データに基づいて各地点のＬａｂ表色系に関するb*値を算出する
（ニ）参照物体の表面温度の温度変化率及び岩盤斜面の各地点の表面温度の温度変化率を算出して両者の間の比率を算出する
（ホ）(ニ)で算出された各地点の比率及び各地点のb*値から当該地点の弾性波速度を算出する
（ヘ）各地点のb*値から当該地点の超音波速度の近似値を算出する
【請求項２】
参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定する温度データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定する光学データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の３次元座標を測定する勾配データ測定手段と、データ解析装置とを備えた岩盤斜面安定性評価装置であって、前記データ解析装置は、温度データ測定手段から得られた温度データに基づいて参照物体の表面温度の温度変化率及び岩盤斜面の各地点の表面温度の温度変化率を算出して両者の間の比率を算出する手段と、勾配データ測定手段から得られたデータに基づいて各地点の勾配データを算出する手段と、光学データ測定手段から得られた反射スペクトルデータに基づいて各地点のＬａｂ表色系のb*値を算出する手段と、算出された各地点の比率及びb*値に基づいて当該地点の弾性波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点のb*値に基づいて当該地点の超音波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度の近似値に基づいて岩盤斜面の安定状態を評価する手段を有することを特徴とする岩盤斜面安定性評価装置。
【請求項３】
岩盤斜面の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度に基づいて岩盤斜面の安定性を評価する岩盤斜面安定性評価方法において、以下の（イ）〜（ヘ）の手順により勾配データを測定するとともに弾性波速度及び超音波速度の近似値を算出して岩盤斜面の安定性を評価することを特徴とする岩盤斜面安定性評価方法。
（イ）参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定する
（ロ）岩盤斜面の各地点の勾配を測定して各地点の勾配データを得る
（ハ）岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定し、その測定データに基づいて各地点のＬａｂ表色系に関するb*値を算出する
（ニ）参照物体の表面温度に関する最高温度と最低温度との差及び岩盤斜面の各地点の表面温度に関する最高温度及び最低温度との差を算出して両者の間の比率を算出する
（ホ）(ニ)で算出された各地点の比率及び各地点のb*値から当該地点の弾性波速度を算出する
（ヘ）各地点のb*値から当該地点の超音波速度の近似値を算出する
【請求項４】
参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定する温度データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定する光学データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の３次元座標を測定する勾配データ測定手段と、データ解析装置とを備えた岩盤斜面安定性評価装置であって、前記データ解析装置は、温度データ測定手段から得られた温度データに基づいて参照物体の表面温度に関する最高温度と最低温度との差及び岩盤斜面の各地点の表面温度に関する最高温度及び最低温度との差を算出して両者の間の比率を算出する手段と、勾配データ測定手段から得られたデータに基づいて各地点の勾配データを算出する手段と、光学データ測定手段から得られた反射スペクトルデータに基づいて各地点のＬａｂ表色系のb*値を算出する手段と、算出された各地点の比率及びb*値に基づいて当該地点の弾性波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点のb*値に基づいて当該地点の超音波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度の近似値に基づいて岩盤斜面の安定状態を評価する手段を有することを特徴とする岩盤斜面安定性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔観測により岩盤斜面の安定性を評価するための方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路、ダム等の建設現場では、岩盤の掘削により岩盤が露出し、岩盤斜面が形成される。こうした岩盤斜面は時間の経過とともに崩壊していく危険性が高く、工事中の安全管理、工事後の斜面の維持管理が課題となっている。安全管理及び維持管理を的確に行うためには、露出した岩盤斜面の安定性を継続して把握しておくことが必要である。こうした岩盤斜面の安定性を把握するために、岩盤斜面に関してさまざまなデータを計測することが行われてきている。
【０００３】
従来より岩盤変位計、地表面傾斜計等の計器によって岩盤のデータを得ることが行われてきているが、それぞれの計測地点のデータしか得ることができず、斜面全体についてはこれらのデータから推測するしかなく、岩盤の風化の程度等の岩盤の特性をこうしたデータに基づき分析することは難しいため、精度の良い評価を行うことは困難である。そこで、岩盤の特性を知るために、岩盤斜面から得られた岩石試料を室内試験により超音波速度Ｖ１を計測し、また岩盤斜面において表面の弾性波速度Ｖ２を計測して、キレツ係数Ｃｒを以下の式
Ｃｒ＝１−（Ｖ２／Ｖ１）２ 
から算出し、「弾性波速度−法面勾配関係図」（図２１参照；地盤工学会編「岩の工学的性質と設計・施工への応用」（昭和４９年４月１９日）社団法人地盤工学会p.668記載の図−12.59を引用）及び「地山の割れ目量−法面勾配関係図」（図２２参照；同書p.670記載の図−12.62を引用）を基に安定性を評価することが行われている。こうした評価方法は、岩盤から実際のサンプルを採取したり岩盤斜面での現場試験でその特性を実際に計測して行うため、精度の高いデータを得ることができるが、その反面、岩盤斜面での作業が必要になることから多大な労力と時間がかかり、作業を行う上での安全性にも十分留意する必要がある。また、現場試験において斜面全体を計測するには測定ラインを増やす必要があり、室内試験においても、精度を上げるためにサンプル数を増やせば、その分サンプルの整形及び計測作業のための時間がかかり、定期的に評価を行っていくには、労力、コスト及び時間の点で問題がある。
【０００４】
このように岩盤斜面から直接計測データを取得することは、どうしても斜面全体を点又は線でしか評価することができず、面としての評価が難しい欠点があり、また、斜面での作業等労力や時間がかかってしまう。そこで、遠隔観測により斜面の計測を行い、その計測データに基づいて岩盤斜面の評価を行う方法が試みられている。
【０００５】
本発明者らは、特許文献１に示すように、岩盤斜面表面の温度分布およびその経時変化を熱赤外線映像装置で測定し、温度分布およびその経時変化のデータに基づいて岩盤斜面表面をグループ分けし、光波測距儀で斜面表面を測定して、各グループの勾配データを得て、各グループの反射スペクトルを分光放射計で測定し、その測定データに基づいて各グループのＬａｂ表色系に関するb*値を算出し、各グループの温度変化率及びb*値の間の相関関係を分析して負の相関関係があるグループに関してb*値からそのグループの弾性波速度及び超音波速度の近似値を経験式により算出し、求められた近似値及び勾配データから岩盤斜面の評価を行う手法を開発した。こうした評価手法を用いることで、岩盤斜面の安定性評価を迅速にかつ簡易に行うことが可能となる。
【特許文献１】特許第３５３６０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献に記載された手法では、遠隔観測により岩盤斜面をある程度広がりのある面として評価することができるため、岩石の採取といった作業が不要になって作業効率の面からみて好ましいものとなっているが、岩盤斜面をグループ化して評価しているため、評価の精度の面からみると岩盤斜面の大まかな評価と見ざるを得ない。また、岩盤斜面の温度分布が天候等の環境要因によって左右されやすいことから、そうした影響を小さくするため岩盤斜面をグループ化して評価しているが、こうした影響が確実に小さくされているとはいいがたい。
【０００７】
そこで、本発明では、遠隔観測により測定した参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度を用いることで評価精度を高めると共に岩盤斜面の各地点においてきめ細かく評価することが可能な岩盤斜面安定性評価方法及びその装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る岩盤斜面安定性評価方法は、岩盤斜面の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度に基づいて岩盤斜面の安定性を評価する岩盤斜面安定性評価方法において、（イ）参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定し、（ロ）岩盤斜面の各地点の勾配を測定して各地点の勾配データを得て、（ハ）岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定し、その測定データに基づいて各地点のＬａｂ表色系に関するb*値を算出し、（ニ）参照物体の表面温度の温度変化率及び岩盤斜面の各地点の表面温度の温度変化率を算出して両者の間の比率を算出し、（ホ）(ニ)で算出された各地点の比率及び各地点のb*値から当該地点の弾性波速度を算出し、（ヘ）各地点のb*値から当該地点の超音波速度の近似値を算出する手順により勾配データを測定するとともに弾性波速度及び超音波速度の近似値を算出して岩盤斜面の安定性を評価することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る岩盤斜面安定性評価装置は、参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定する温度データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定する光学データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の３次元座標を測定する勾配データ測定手段と、データ解析装置とを備えた岩盤斜面安定性評価装置であって、前記データ解析装置は、温度データ測定手段から得られた温度データに基づいて参照物体の表面温度の温度変化率及び岩盤斜面の各地点の表面温度の温度変化率を算出して両者の間の比率を算出する手段と、勾配データ測定手段から得られたデータに基づいて各地点の勾配データを算出する手段と、光学データ測定手段から得られた反射スペクトルデータに基づいて各地点のＬａｂ表色系のb*値を算出する手段と、算出された各地点の比率及びb*値に基づいて当該地点の弾性波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点のb*値に基づいて当該地点の超音波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度の近似値に基づいて岩盤斜面の安定状態を評価する手段を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る別の岩盤斜面安定性評価方法は、岩盤斜面の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度に基づいて岩盤斜面の安定性を評価する岩盤斜面安定性評価方法において、（イ）参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定し、（ロ）岩盤斜面の各地点の勾配を測定して各地点の勾配データを得て、（ハ）岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定し、その測定データに基づいて各地点のＬａｂ表色系に関するb*値を算出し、（ニ）参照物体の表面温度に関する最高温度と最低温度との差及び岩盤斜面の各地点の表面温度に関する最高温度及び最低温度との差を算出して両者の間の比率を算出し、（ホ）(ニ)で算出された各地点の比率及び各地点のb*値から当該地点の弾性波速度を算出し、（ヘ）各地点のb*値から当該地点の超音波速度の近似値を算出する手順により勾配データを測定するとともに弾性波速度及び超音波速度の近似値を算出して岩盤斜面の安定性を評価することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る別の岩盤斜面安定性評価装置は、参照物体の表面温度及び岩盤斜面の各地点の表面温度の経時変化を測定する温度データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の反射スペクトルを測定する光学データ測定手段と、岩盤斜面の各地点の３次元座標を測定する勾配データ測定手段と、データ解析装置とを備えた岩盤斜面安定性評価装置であって、前記データ解析装置は、温度データ測定手段から得られた温度データに基づいて参照物体の表面温度に関する最高温度と最低温度との差及び岩盤斜面の各地点の表面温度に関する最高温度及び最低温度との差を算出して両者の間の比率を算出する手段と、勾配データ測定手段から得られたデータに基づいて各地点の勾配データを算出する手段と、光学データ測定手段から得られた反射スペクトルデータに基づいて各地点のＬａｂ表色系のb*値を算出する手段と、算出された各地点の比率及びb*値に基づいて当該地点の弾性波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点のb*値に基づいて当該地点の超音波速度の近似値を算出する手段と、算出された各地点の勾配データ、弾性波速度及び超音波速度の近似値に基づいて岩盤斜面の安定状態を評価する手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上記構成を有することにより、参照物体の表面温度を岩盤斜面の各地点の表面温度と共に測定し両者の温度変化率を算出して２つの温度変化率の比率を用いているので、岩盤斜面に関するより精度の高い温度特性を得ることができる。すなわち、測定される表面温度に大きな影響を及ぼす天候等の環境要因は、参照物体及び岩盤斜面の双方の表面温度にほぼ等しく影響を与えるため、両者の温度変化率の比率を用いることで環境要因に基づく影響を非常に小さくすることが可能となる。したがって、岩盤斜面の各地点の温度特性を精度よく求めることができ、そのため、各地点の比率及びb*値に基づいて各地点の弾性波速度の近似値が精度よく算出することが可能となり、よりきめ細かい岩盤斜面の安定性を評価することができるようになる。同様に、参照物体の表面温度に関する最高温度と最低温度との差及び岩盤斜面の各地点の表面温度に関する最高温度及び最低温度との差を算出して２つの温度差の比率を用いることで、表面温度に与える天候等の環境要因の影響を非常に小さくすることができ、温度変化率の場合と同様に評価精度を高めるとともにきめ細かい評価を行うことが可能となる。
【００１３】
そして、特許文献１に示すようなグループ化の必要がなくなって算出手順が簡略化され、各地点の測定データを用いて各地点の評価を行うので、グループ化に伴うデータの平均化がなされず岩盤斜面の各地点の特性に基づいた評価を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る岩盤斜面安定性評価装置の実施形態である。符号１で示すのは、岩盤斜面評価装置の制御部であり、写真測量用カメラ５、可視・近赤外分光画像撮影装置６及び熱赤外線映像装置７からの測定データを後述するように処理し、出力部３に処理結果を出力する。制御部１には、入力部４と、メモリ部２が接続されている。ここで、制御部１及びメモリ部２が解析装置に相当する。
【００１６】
メモリ部２は、ＲＡＭ及びＲＯＭから構成され、制御部１で測定データを解析するためのプログラム、図10及び図11の関係図に対応した評価データ等の蓄積、処理されたデータの一時保存を行う。出力部３は、ＣＲＴ、液晶表示装置等のディスプレイで、制御部１での処理結果及び評価結果を適宜画像表示する。入力部４は、キーボード等の入力機器で設定データ等を制御部１に入力する。入力されたデータはメモリ部２に記憶される。
【００１７】
写真測量用カメラ５は、岩盤斜面Ｓを２つの異なる方向から撮影するためのもので、撮影された画像データに基づいて制御部１において各地点の三次元座標データを算出する。撮影された写真画像には、座標決定用のスタッフ（水平・垂直方向）が一緒に撮影されており、撮影されたスタッフを用いて岩盤斜面の各地点の三次元座標データが求められる。こうした写真画像を基にした測量方法は既に公知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
【００１８】
可視・近赤外分光画像撮影装置６は、太陽光が岩盤斜面Ｓの表面で反射した光について、波長ごとに（例えば４００〜１０５０ｎｍの波長範囲で、測定波長を１０ｎｍ毎に設定）反射スペクトルに分光して測定し、画像化することができる。画像化されたデータからＬａｂ表色系によるL*値、a*値及びb*値を求めることができる。測定に際しては、標準白板を同時に撮影して対象物の測定値との対比を行うことで、太陽光の照度や分光特性によらないデータを取得することができる。
【００１９】
熱赤外線映像装置７は、岩盤斜面の表面温度に応じて放射される熱赤外線量を撮影することで、岩盤斜面全体の各地点の温度及びその経時変化を測定できる。また、参照物体として、例えば油土８を設置して同時に放射温度計９によりその表面温度を測定する。油土８は、天然土と硫黄分を含まない油を原料にして製造されるもので、水分を含んでいないことから、乾燥による温度特性の変化がほとんど生じない。油土８は、直方体状に形成されており、三脚１０に支持された支持台に設置されている。支持台は、油土８の表面の向きを可変にできる機構を備えており、岩盤斜面の向きに合せて油土８の表面の向きを設定できるようになっている。岩盤斜面が複雑な形状をしている場合には、その主要な傾斜面の向きに合わせて複数の油土を設置してもよい。
【００２０】
図２には、図１の装置を用いた評価フローを示している。写真測量（Ｓ１００）では、まず測定対象となる岩盤斜面に近接してスタッフを設置し（Ｓ１０１）、測量用カメラ５により異なる２方向から写真を撮影する（Ｓ１０２）。その撮影画像の一例をグレースケールで示したのが図３である（カラー画像をグレースケールで表現しているため、一部省略あり）。撮影画像を用いて公知の方法により図４の三角網で示すような３次元座標データを得る（Ｓ１０３）。
【００２１】
一方、表面温度の測定（Ｓ２００）では、まず油土８の設置が行われる（Ｓ２０１）。油土８を設置する際には、その測定表面（平面に形成されている）の向きを岩盤斜面の主要な向きに設定する必要がある。そこで、写真測量で測定した３次元座標データを基に等高線を描きその代表的な走向方向と傾斜角度から油土８の向きを決定する。岩盤斜面が複雑な形状をしている場合には、代表的な向きに設定した油土から走行方向に２０度ずらせた向きに設定した油土を設定する。理想的には、例えば、５度ずつずらせた油土を多数設置することが望ましいが、データ処理量及びコスト面からみて適切な数の油土を設定するとよい。油土は、測定前に現場の環境条件と平衡状態になっている必要があることから、測定前日から設置しておくことが好ましい。
【００２２】
油土８の設置が完了したら、放射温度計９による油土８の表面温度の測定及び熱赤外線映像装置７による岩盤斜面の撮影を行う（Ｓ２０２）。測定及び撮影は１分間隔で行い、直射日光が照射する前から測定及び撮影を開始する。そして、油土８及び岩盤斜面がほぼ同時に直射日光の照射が開始されるか確認する。図５に、図３に示す岩盤斜面の表面温度分布画像の一例を示す（カラー画像をグレースケールで表現しているため、色により表現されているデータのスケールが濃淡に置き換わっており、一部の色については濃淡により表現されていない。以下に示す分布画像についても同様である）。
【００２３】
反射スペクトルの測定（Ｓ３００）では、まず標準白板を設置する（Ｓ３０１）。標準白板の向きは、油土の場合と同様に岩盤斜面の代表的な走向方向と傾斜角度により決定する。岩盤斜面の形状が複雑な場合には、標準白板を代表的な向きで撮影した後標準白板の向きを変更して撮影するようにすればよい。
【００２４】
標準白板の設置後、可視・近赤外分光画像撮影装置６（スペクトルカメラ）で岩盤斜面と標準白板を一緒に撮影する（Ｓ３０２）。可視・近赤外分光画像撮影装置６は、熱赤外線映像装置７にできるだけ近接して配置する。撮影する場合には、岩盤斜面と標準白板に同じように直射日光が照射しており、できるだけ直射日光の入射角が小さい時間帯に行うようにする。そして、岩盤斜面の形状が複雑な場合には必要に応じて標準白板の向きを変更して撮影を行う。
【００２５】
以上の測定及び撮影により得られた岩盤斜面の各地点の３次元座標データ、油土及び岩盤斜面の各地点の表面温度データ、岩盤斜面の各地点の反射スペクトルデータをメモリ部２に蓄積し、各種データの位置合せ処理を行う（Ｓ１０４）。位置合せ処理では、測量用に撮影した写真画像において特徴的な画素を複数選択してそれに各データがマッチングするように幾何補正を行う。幾何補正では、例えば、画像を拡大、縮小、平行移動等の操作を行って位置合せを行う。この処理により岩盤斜面の各地点の各種データが決定される。
【００２６】
次に、３次元座標データを用いて各地点の勾配データを算出する（Ｓ１０５）。勾配データは、各地点の隣接する３次元座標データを用いて算出することができる。すなわち、隣接する３点により囲まれる領域について３点を通る仮想平面を想定し、その仮想平面に直交するベクトルの向きが３点の座標データから算出される。そして、その領域内の各地点の向きを仮想平面のベクトルの向きと同一とすることで各地点の勾配データ（ベクトルの水平成分及び鉛直成分）が決められる。
【００２７】
また、反射スペクトルデータから各地点のb*値を算出する（Ｓ１０６）。まず、反射スペクトルデータから各地点の反射率を求める。そのため、測定時刻と測定位置から太陽の高度及び方位に関する値を求め、その値と各地点の向き及び標準白板の向きに基づいて直射日光の入射角を算出する。そして以下の式により各地点の反射率を算出する。
【数１】
2005345210.tif 000003
ここで、輝度値は反射スペクトルデータから求められる。θPは、対象地点での直射日光の入射角で、θWは、標準白板での直射日光の入射角である。このように対象地点及び標準白板の輝度値を入射角による補正を行って、対象地点の標準白板に対する比率を反射率として算出する。b*値の算出方法は、既に知られているように、以下の式から算出できる。
【００２８】
照明光の分光分布P(λ)、対象物の分光反射率R(λ)、刺激値Ｘの等色関数x(λ)、刺激値Ｙの等色関数y(λ)、刺激値Ｚの等色関数z(λ)とすると、３刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚは、
Ｘ＝k∫visR(λ)・P(λ)・x(λ)dλ
Ｙ＝k∫visR(λ)・P(λ)・y(λ)dλ
Ｚ＝k∫visR(λ)・P(λ)・z(λ)dλ
となる。ここで、定数ｋは、k＝100/∫visP(λ)・y(λ)dλとする。こうして求められた３刺激値Ｘ，Ｙ，ＺからL*値、a*値及びb*値は、
L*＝116f(Ｙ/Ｙn)-16
a*＝500{f(Ｘ/Ｘn)−f(Ｙ/Ｙn)}
b*＝200{f(Ｙ/Ｙn)−f(Ｚ/Ｚn)}
で求められる。ここで、f(Ｘ/Ｘn)、f(Ｙ/Ｙn)及びf(Ｚ/Ｚn)は以下の通りである。
Ｘ/Ｘn＞0.008856のとき、f(Ｘ/Ｘn)＝(Ｘ/Ｘn)1/3
Ｙ/Ｙn＞0.008856のとき、f(Ｙ/Ｙn)＝(Ｙ/Ｙn)1/3
Ｚ/Ｚn＞0.008856のとき、f(Ｚ/Ｚn)＝(Ｚ/Ｚn)1/3
Ｘ/Ｘn≦0.008856のとき、f(Ｘ/Ｘn)＝7.787(Ｘ/Ｘn)＋16/116
Ｙ/Ｙn≦0.008856のとき、f(Ｙ/Ｙn)＝7.787(Ｙ/Ｙn)＋16/116
Ｚ/Ｚn≦0.008856のとき、f(Ｚ/Ｚn)＝7.787(Ｚ/Ｚn)＋16/116
Ｘn、Ｙn、Ｚnは、完全拡散面に対する３刺激値であり、Ｘn＝95.04、Ｙn＝100.00、Ｚn＝108.89である。
【００２９】
算出されたb*値の分布画像の一例をグレースケールで示したのが図６である。なお、b*値を算出する場合、植生部分の反射スペクトルのデータの影響を受けやすいので、解析対象から除外しておくことが望ましい。植生部分は、可視光領域の吸収が大きく近赤外線領域を強く反射する特性を有することから、指標として、植物の活性度を評価する指標であるＮＤＶＩ（正規化植生指数）を用いる。
【数２】
2005345210.tif 000004
この指標により、近赤外線の波長帯（７５０〜９００ｎｍ）及び赤の波長帯（６３０〜６９０ｎｍ）について反射率がどの程度変動するかを示すことができる。そこで、適当な閾値を設定し、指標が閾値以上の地点については植生部分としてデータを削除する。
【００３０】
次に、表面温度データから各地点のＲＩＴ（Rate of Increment of Temperature）比を算出する（Ｓ１０７）。ＲＩＴ比は、以下の式より算出される。
【数３】
2005345210.tif 000005
ここで、θPは、対象地点での直射日光の入射角で、θAは、油土での直射日光の入射角である。油土が複数設置されている場合には、対象地点の向きに最も近い向きの油土を基準油土とする。このように対象地点及び基準油土の温度変化率を入射角による補正を行って、対象地点の基準油土に対する比率をＲＩＴ比として算出する。  対象地点及び基準油土の温度変化率の算出方法を以下に説明する。まず、温度変化率を算出する時間帯を決める必要があるが、時間帯は、急激に温度が変化する範囲を含むように設定することが望ましい。急激な温度変化が生じると岩盤斜面の温度特性が顕著に現れてくると考えられるからである。一般に、岩盤斜面に直射日光が照射し始めると急激に温度が上昇することからこうした時間帯を設定することが好ましいが、油土と岩盤斜面のいずれか一方が急激に上昇する場合には直射日光以外の要因が加わっている可能性が高いので、避けたほうがよい。例えば、図７に示すように表面温度が推移している場合、対象地点及び基準油土が両方とも直線的に温度上昇している時間帯（丸で囲んだ部分）を設定するようにする。表面温度の推移を見て予め開始時刻と終了時刻を設定してもかまわないが、基準油土の表面温度データから時間帯を設定することもできる。
【００３１】
基準油土の表面温度データから時間帯を設定する場合、まず、仮の始点を決めて仮始点時刻の表面温度から５℃以上上昇する最初の時刻を計算基準時刻と決める。そして、仮始点時刻と計算基準時刻との間の温度差を時間で割った値を基準温度変化率とする。次に、仮始点時刻が正しく決められたか検討する。仮開始時刻以降の時刻における温度変化率を順次算出して各時刻の基準温度変化率との比率を求め、その比率を時系列にして分析する。比率が３回連続して０．９５を下回る直前の時刻を仮終点時刻とし、仮終点時刻前に３回連続して１．０５を上回る場合が確認されると、仮始点時刻以降に温度上昇が大きい時間帯が存在する可能性が高いので、仮始点時刻を次の時刻に移して再度正しく決められているか検討を行う。こうして検討を続けていき、仮終点時刻前に３回連続して１．０５を上回る場合がなくなった場合温度上昇が大きい時間帯を含んだ時間帯として始点時刻及び終点時刻が最終的に決定される。
【００３２】
温度変化率を算出する時間帯が決まったら、基準油土及び対象地点の温度変化率を計算する。基準油土の温度変化率の場合は、始点時刻の温度から５℃以上上昇する最初の時刻である計算基準時刻から終点時刻までの各時刻において、始点時刻の温度との間の温度変化率を算出し、各時刻の温度変化率の平均値を基準油土の温度変化率とする。また、対象地点の温度変化率の場合は、同様に計算基準時刻から終点時刻までの各時刻において始点時刻の温度との間の温度変化率を算出し、その中で最大値を対象地点の温度変化率とする。対象地点の場合基準油土と異なり表面が凹凸しており、その分温度が低下しやすく天候の影響を受けやすいことから最大値を採用するようにしている。図８は、こうして算出された各地点のＲＩＴ比に関する分布図を模式的に示した一例である。図６と比較して黒く塗りつぶされた部分は、上述したように植生部分として削除された部分に相当する。なお、基準油土の温度変化率として平均値を採用しているが、最大値を採用するようにしてもよい。
【００３３】
次に、表面温度データから各地点のｍｍ比を算出する（Ｓ１０８）。ｍｍ値は、観測時間帯の中で、最高温度と最低温度との間の差として求められる。そして、ｍｍ比は、対象地点のｍｍ値を基準油土のｍｍ値で割った比率として算出する。図９は、こうして算出された各地点のｍｍ比に関する分布図を模式的に示した一例である。
【００３４】
以上の処理により各地点のb*値、ＲＩＴ比、ｍｍ比を算出した後これらのデータを用いて弾性波速度及び超音波速度の近似値を算出する（Ｓ１０９）。算出にあたっては、本発明者らが予め調査した結果に基づいて定めた経験式による。一例として、安山岩斜面の弾性波速度に関する経験式を定める方法について以下に説明する。
【００３５】
まず、安山岩が露出している岩盤斜面について、弾性波速度とb*値、ＲＩＴ比、ｍｍ比との関係を調査し、その相関関係をグラフ化して分析する。図１０は、弾性波速度とb*値との関係を示すグラフであり、図１１は、弾性波速度とＲＩＴ比との関係を示すグラフであり、図１２は、弾性波速度とｍｍ比との関係を示すグラフである。また、図１３は、b*値とＲＩＴ比との関係を示すグラフであり、図１４は、b*値とｍｍ比との関係を示すグラフである。これらのグラフでは、複数の岩盤斜面において調査した結果をそれぞれ異なるマークで示している。
【００３６】
図１０のグラフをみると、b*値が大きくなると弾性波速度は小さくなる傾向があり、図１１のグラフをみると、ＲＩＴ比が大きくなると弾性波速度は大きくなる傾向にある。したがって、図１３のグラフに示すように、b*値とＲＩＴ比との間には負の相関関係があることがわかる。同様の傾向は、b*値とｍｍ比との間にもみられることは図１２及び図１４に示すグラフからわかる。
【００３７】
これらのデータを基に、b*値及びＲＩＴ比から弾性波速度を推定することを検討する。図１０のグラフをみると、複数の岩盤斜面のデータはb*値が２０になるとほぼ弾性波速度が０．５km/sに収束していることから、この点を考慮してＲＩＴ比の値に応じたb*値と弾性波速度との関係を示したのが、図１５である。図１５では、ＲＩＴ比を０．０２５ずつ区分した条件範囲内でそれぞれb*値と弾性波速度とがどのような相関関係を有しているか示している。この場合、b*値が２０で弾性波速度が０．５km/sの基準点を通る３つの異なる傾きの近似直線が見出せる。そして、ＲＩＴ比と近似直線の傾きとの相関関係は図１６に示すようになる。
【００３８】
そこで、これらの近似直線の傾きをＲＩＴ比から決定しその傾きとb*値に基づいて以下のような経験式が導かれる。
b*値≦２０の場合
弾性波速度Ｖ２＝（b*値−２０）×Ｄ＋０．５
b*値＞２０の場合
弾性波速度Ｖ２＝０．５
ここで、
Ｄ＝−０．９×ＲＩＴ比値＋０．６・・・ＲＩＴ比値≧０．７の場合
Ｄ＝−０．０３・・・・・・・・・・・・ＲＩＴ比値＜０．７の場合
【００３９】
図１７には、以上の経験式に基づいて算出した弾性波速度と実際に測定した弾性波速度との間の対応関係を示している。一般に、岩石の弾性波速度の測定結果にはある程度バラツキがあることを前提とすれば、図１７の両者の対応関係は、よく対応しているものと考えられる。したがって、上記の経験式は、岩盤斜面の各地点の弾性波速度の近似値として十分有用なものといえる。
【００４０】
同様の方法により安山岩斜面でのb*値及びｍｍ比を用いた弾性波速度の経験式は以下の通りである。
b*値≦２０の場合
弾性波速度Ｖ２＝（b*値−２０）×Ｄ＋０．５
b*値＞２０の場合
弾性波速度Ｖ２＝０．５
ここで、
Ｄ＝−０．６７５×ｍｍ比値＋０．６・・・ＲＩＴ比値≧０．６の場合
Ｄ＝−０．０３・・・・・・・・・・・・ＲＩＴ比値＜０．６の場合
【００４１】
以上のように、弾性波速度については、ＲＩＴ比又はｍｍ比からその近似値を求めることができるが、地形条件や現場条件に応じて適切な方を選択すればよい。一般にＲＩＴ比を用いた方が好ましいが、ＲＩＴ比が用いることができない場合にはｍｍ比を使用するとよい。また、上述した例では、安山岩の岩盤斜面を調査した結果に基づいて経験式を算出しているが、岩石の種類により温度特性や反射スペクトルが異なることから、例えば、花崗岩、凝灰岩等の岩石の種類毎に調査データを蓄積して経験式を予め定めておくとよい。  超音波速度についても弾性波速度と同様に経験式を定める。図１８は、安山岩の岩盤斜面に関して調査したb*値と実際に測定した超音波速度との相関関係を示すグラフである。超音波速度の場合には、b*値に対して負の相関関係が明確に示されていることから、グラフに示す近似直線により以下のような経験式を定めることができる。
超音波速度Ｖ１＝−０．２３×b*値＋６．５４
また、弾性波速度の場合と同様に岩石の種類により特性が異なることから、花崗岩、凝灰岩等の岩石の種類に応じて調査データを蓄積して安山岩の場合と同じように経験式を定めておくとよい。
【００４２】
超音波速度の場合、b*値が大きくても速度が大きくなる場合がある。これは、岩盤表面で風化が集中的に進んで土砂状化している場合にみられる現象で、内部の岩石の色と風化した表面の色が大きく異なるためと考えられる。こうした場合には、上記の経験式を適用して超音波速度を求めることはできない。また、b*値が大きくてＲＩＴ比やｍｍ比も大きくなる場合がある。これは、岩盤表面が崩土で覆われていたり、細粒分の少ない土砂が表面に積層している場合にみられる現象である。したがって、こうした適用できない場合の条件を設定してチェックし（Ｓ１１０）、条件に合致した地点については、算出された超音波速度のデータを採用せず、キレツ係数の算出は行わない。したがって、弾性波速度のみによる評価が行われる。
【００４３】
適用できない条件の一例として、安山岩の場合を挙げると以下の通りである。
b*値＞１５であってＲＩＴ比値＞０．７０
又は
b*値＞１５であってｍｍ比値＞０．７０
【００４４】
以上の経験式や条件設定は、実験結果の積み重ねによるものであるので、当然さらに積み重ねていくことで経験式の信頼性が向上していくことが望まれるが、評価を行う場合厳密な超音波速度及び弾性波速度が必要不可欠ではなく、評価に支障のない程度の精度で迅速にかつ簡易に結果を出すことも考慮しなければならない。そういう意味では、b*値とともにＲＩＴ比又はｍｍ比を用いた経験式により、岩盤斜面の各地点においてきめ細かく超音波速度及び弾性波速度の近似値が得られることは実用化の観点から好ましい。
【００４５】
ステップＳ１１０において、適用できない条件に合致しない場合には、上記経験式より求められた超音波速度Ｖ１及び弾性波速度Ｖ２から、キレツ係数Ｃｒを以下の式より算出する（Ｓ１１１）。
Ｃｒ＝１−（Ｖ２／Ｖ１）２
【００４６】
そして、Ｓ１０５で算出した各地点の勾配データとＳ１０９で算出した各地点の弾性波速度の近似値から図２１のグラフに基づいて各地点の安定性評価を行う。評価結果を分布図として表現した一例を図１９に示す。同様に、Ｓ１０５で算出した各地点の勾配データとＳ１１１で算出した各地点のキレツ係数Ｃｒから図２２のグラフに基づいて各地点の安定性評価を行う。評価結果を分布図として表現した一例を図２０に示す。
【００４７】
このように、岩盤斜面の安定性評価を斜面の各地点においてきめ細かく行うことができるので、より信頼性の高い評価を行うことが可能となる。また、必要に応じて各地点のデータを隣接する地点のデータにより平滑化することで、各地点におけるノイズ（例えば、局所的に日陰になる等）の影響を抑えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。
【図２】本発明に係る実施形態に関するフロー図である。
【図３】写真測量の撮影画像をグレースケールで示した画像である。
【図４】写真測量により得られた三次元座標データを表示する三角網を示す画像である。
【図５】岩盤斜面の表面温度分布画像をグレースケールで示した画像である。
【図６】b*値の分布画像をグレースケールで示した画像である。
【図７】表面温度の推移を示すグラフである。
【図８】ＲＩＴ比の分布画像をグレースケールで示した画像である。
【図９】ｍｍ比の分布画像をグレースケールで示した画像である。
【図１０】安山岩斜面におけるb*値と弾性波速度との相関関係を示したグラフである。
【図１１】安山岩斜面におけるＲＩＴ比と弾性波速度との相関関係を示したグラフである。
【図１２】安山岩斜面におけるｍｍ比と弾性波速度との相関関係を示したグラフである。
【図１３】安山岩斜面におけるb*値とＲＩＴ比との相関関係を示したグラフである。
【図１４】安山岩斜面におけるb*値とｍｍ比との相関関係を示したグラフである。
【図１５】安山岩斜面におけるb*値と弾性波速度との相関関係をＲＩＴ比により区分して示したグラフである。
【図１６】図１５に示す近似直線とＲＩＴ比との相関関係を示したグラフである。
【図１７】安山岩斜面における実際の弾性波速度と経験式により求められた近似値との相関関係を示したグラフである。
【図１８】安山岩斜面におけるb*値と超音波速度との相関関係を示したグラフである。
【図１９】図２０に基づいて評価した結果の分布画像をグレースケールで示した画像である。
【図２０】図２１に基づいて評価した結果の分布画像をグレースケールで示した画像である。
【図２１】勾配データ及び弾性波速度から岩盤斜面の安定性を表した関係図である。
【図２２】勾配データ及びキレツ係数から岩盤斜面の安定性を表した関係図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      制御部
２      メモリ部
３      出力部
４      入力部
５      測量用カメラ
６      分光画像撮影装置
７      熱赤外線映像装置
８      油土
９      放射温度計
10      三脚
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２１】
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【図２２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
2005345210.tif 000025
【図１９】
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【図２０】
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