情報地質 第26巻 第2号 102-103頁 2015年
Geoinformatics, vol.26, no.2, pp.102-103, 2015

大阪府泉北丘陵南部における航空写真を用いた地形変化量の算出
根本 達也*・吉田 隆二*・升本 眞二*・三田村 宗樹*・比嘉 友彰**Calculation of Topographic Change Using Aerial Photographs
in Southern Senboku Hill, Osaka Prefecture
Tatsuya NEMOTO*, Ryuji YOSHIDA*, Shinji MASUMOTO*,
Muneki MITAMURA* and Tomoaki HIGA*** 大阪市立大学大学院理学研究科 Graduate School of Science, Osaka City University, 3-3-138 Sugimoto,Sumiyoshi-ku, Osaka 558-8585, Japan. E-mail: tnemoto@sci.osaka-cu.ac.jp** 国 際 航 業 株 式 会 社 西 日 本 事 業 本 部 Kokusai Kogyo Co., Ltd. West Japan Headquaters, 1-1-15
Nishinagasu-cho, Amagasaki, Hyogo 660-0805, Japan.

キーワード：数値標高モデル，数値表層モデル，盛土，地理情報システム
Key words : Digital Elevation Model, Digital Surface Model, Embankment, GIS

１．はじめに1960 年代以降，都市周辺の丘陵地において大規模な宅地開発が進められ，盛土や切土によって地形が人工的に改変されている．地形改変が行われた地域の地盤は弱く，とくに盛土が行われた場所では地震による地すべりなどが発生する可能性が高い．このため，防災面から地形改変された地域を把握することは重要である．
根本ほか（2014）は大阪府泉北丘陵北部において，開発前の航空写真から DSM（Digital Surface Model：数値表層モデル）を作成し，現在の DEM（Digital ElevationModel：数値標高モデル）と比較することにより，地形変化量を算出した．本研究では，解析範囲をさらに広げるために，泉北丘陵南部において地形変化量を算出した．根本ほか（2014）では，DSM の作成に用いた GCP（GroundControl Point：地上制御点）の標高値を，現在の地形を表す地理院地図から取得したが，本研究では DSM の精度を上げるために，宅地開発前の地形を表す大阪府航空写真地図（大阪府知事室企画課編，1962）から GCP の標高値を取得した．また，GCP の数やマスク処理が DSM の精度にあたえる影響を検討した．

堺市

富田林市

根本ほか（2014）の対象地域

本研究の対象地域
1 km

河内長野市

和泉市
第１図

対象地域．

池

２．DSM の作成
大阪府泉北丘陵南部（東西 14.4 km，南北 2.7 km）において宅地開発前の DSM を生成し，地形変化量を算出した．
対象地域と根本ほか（2014）の地域を第 1 図に示す．本地域では 1965 年から 1980 年にかけて宅地開発が行われ，地形が人工的に改変されている．
SfM（Structure from Motion）ソフトウェアを用いることにより，航空写真のステレオペア画像から容易に DSMを生成できる．SfM は，多視点画像から 3 次元形状を復元する技術である．本研究では，Agisoft 社の PhotoScan Proを用いて，1961 年に撮影された航空写真から宅地開発前のDSM を作成した．
航空写真に写っている雲，煙，池や河川などは，隣り合う写真で形や色が異なるために共通点が誤抽出され，DSM

1 km
第２図 マスク処理をした池と GCP の配置．
丸印は GCP14 点，三角印は追加した GCP10 点．の精度を下げることがある．これらの箇所をマスク処理により解析対象外とすることで，精度の向上が期待できる．
対象地域の航空写真 12 枚のうちの 3 枚と 14 点の GCP を用いて，池にマスク処理をして作成した DSM とマスク処理をせずに作成した DSM を比較した．池と GCP の配置
を第 2 図に示す．各 DSM を大阪府航空写真地図から作成した地形断面図と比較した結果，マスク処理をして作成し103(a)

180 m

(b)

100 m

20 m
5 km
第3図

(a)

地形データ．（a）宅地開発前の DSM，（b）現在の DEM．

(b)
0 m 未満0 ～5m

5 ～ 10 m
解析対象外

10 ～ 15 m
15 m 以上

1 km

第4図

盛土厚の比較．(a) 本研究による盛土厚，(b) Hirai and Mitamura（2010）による盛土厚．

た DSM のほうが精度が高いことがわかった．地形断面とDSM との標高差の平均値は，マスク処理をしたものが2.36 m，マスク処理をしなかったものが 2.99 m であった．
さらに，GCP を 10 点追加して，同様の比較を行った．地形断面との標高差の平均値は，マスク処理をしたものが1.18 m，マスク処理をしなかったものが 1.20 m であり，結果に大きな違いはなかった．また，マスク処理の有無に関わらず，GCP14 点の結果と比べて精度が大きく向上した．以上のことから，マスク処理によって DSM の精度は向上するものの，十分な数の GCP を設定した場合は，マスク処理をしなくても高精度の DSM を作成できることがわかった．
以上の結果から，マスク処理を行わず，航空写真 1 枚の範囲に 24 点程度（合計 109 点）の GCP を設定して，12枚の航空写真から対象地域の DSM を作成した．GCP の標
高値は，宅地開発前の地形を表す大阪府航空写真地図から読み取った．作成した DSM と現在の地形を表す国土地理院の基盤地図情報（数値標高モデル）5 m メッシュを第 3図に示す．

３．地形変化量の算出
現在の地形を表す DEM と宅地開発前の地形を表すDSM との差分により，地形変化量を算出した．地形図の等高線から作成した Hirai and Mitamura（2010）の盛土厚との比較を第 4 図に示す．本手法で作成した盛土厚はDEM と DSM との差であるため Hirai and Mitamura（2010）の盛土厚よりも薄い傾向がある．

４．おわりにGCP の配置やマスク処理の有無による DSM の精度を検討し，泉北丘陵南部の地形変化量を算出した．マスク処理によって DSM の精度に向上がみられたが，GCP を十分に配置することでマスク処理をしなくても高精度の DSM を作成できることがわかった．SfM ソフトウェアにより航空写真から短時間で高精度の DSM を作成できるが，種々の地形解析に用いるためには，DSM から建物や木などの地物を容易に取り除く方法を開発する必要がある．

文

献Hirai M. and Mitamura M.(2010)The Detection andEvaluation of the Artificial Valley Fill in the Southern
Hilly Area of Osaka, Southwest Japan. International
Symposiumon
Geoinformaticsfor
SpatialInfrastructure Development in Earth and AlliedSciences 2010, pp. 107-112.
根本達也・比嘉友彰・升本眞二・三田村宗樹(2014)大阪府
泉北丘陵における航空写真を用いた地形変化量の算出.
情報地質, vol.25, no.2, pp.56-57.
大阪府知事室企画課編(1962)大阪府航空写真地図.