災害・危機管理ICTシンポジウム2016

干渉SAR等を用いた防災関連情報の取得と提供
国土地理院
長谷川

防災企画調整官裕之

平成28年2月5日1

地図と測量は社会のあらゆる場面で役立っています

測量・地図の役割 国民の豊かな生活への貢献
安全・安心への貢献
・地震、火山、水害等への対応
・地殻変動の監視・災害地形の調査 など産業の発展への貢献
・移動支援（人や物の・施設の建設・維持管理
・土地の境界の測量
・都市計画 など

移動経路の選定の支援）

・観光・農業
・資源開発 など

準天頂衛星

陸域観測技術衛星

地図と測量における国土地理院の役割

測位衛星

測量用航空機

防災、災害対応

自然環境保
全

維持管理

土地利用
都市計画

観光

教育・歴史・文化への貢献
・地理教育（教材作成等）
・土地の変遷の把握
・遺跡調査 など
国土地理院は、基準の決定・確立、すなわち
1) 世界の中での日本の原点をVLBIで決定し
2) 基準点により経度・緯度・高さ（測地基準系）及び地殻変動を明らかにし
3) 基準となる正確な地図を作成し4) 国土の現状と変化を把握・記録・公開し5) 関連する技術支援・調査研究の実施を通じて地理空間情報の活用を推進します。

財産・所有権

農業
資源開発

建設
移動支援

施工
航空（屋内を含むナビ、物流・自動運転）

測位衛星

Environment

教育
降水予測
45°

測位衛星

40°
145°
35°
30°
電子基準点

世界中のVLBI

135°

140°

北米プレート130°

ユーラシアプレート
地磁気：磁気コンパスにより方位決定するもので、スマホやカーナ
ビでも利用されています。

重力石岡
VLBI

VLBI：Very Long Baseline Interferometry（超長基線電波干渉法）
数十億光年離れた星からの電波を観測して，地球上の位置と地球自体の姿勢を決定する技術。
GPS等の精度向上やうるう秒の挿入などにも利用。

太平洋プレート

重力：高さの決定に重力分布測定の結果が用いられます。

世界中のVLBI

フィリピン海プレート
地磁気

2国土地理院の災害対応【使命】災害対策基本法に基づく指定行政機関として、 迅速な地理空間情報の提供【災害時】①電子基準点等による地殻活動監視
常時、２４時間連続観測、リアルタイム収集を実施②空中写真等による災害状況把握
災害時は緊急撮影を実施 （東日本大震災の場合）（発生後2日目には空中写真撮影実施）（3日目には空中写真をHPで公開）①電子基準点で検出した地殻変動③標高データ等主題図の整備

電子基準点

②空中写真

10m メッシュ標高: 国土全域のデータを公開
5m メッシュ標高: 国土の約52%のデータを公開

くにかぜⅢ③デジタル標高地形図④災害情報の集約・公開【平常時】

地滑り範囲等を早急に収集・把握し、公表④災害情報集約マップ○電子国土基本図等の着実な整備・更新
迅速更新や面的更新による新鮮な地理空間情報の整備提供
電子国土基本図○災害対策用図等の整備
災害対策用図災害発生時には地域の図面を迅速に提供

3国土地理院の干渉SARの歴史
変動監視事業開始
だいち（ALOS）
2006年1月～2011年5月

新たな変動監視事業
ふよう１号（JERS-1）
1992年2月～1998年
10月

だいち２号
（ALOS-２）
2014年5月～

研究開発開始画像提供：JAXA

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SAR電波の干渉（差の計測）
個々のピクセルの大きさは数ｍ～数十m
差分の測定能力はmmオーダー
個々のピクセル毎に差分の大きさに応じて色分け

変化は、２倍に計測される（往復の変化を測るため）（だいち2号では、１周期約12cm（波長24cm））

全体の長さは判らない

差は２目盛分だ！

地表面
干渉SAR画像5

（差分）干渉画像

初期干渉画像から、軌道縞と地形縞を差し引く→（差分）干渉画像
この図では、背景にSAR強度画像を重ねて表示
軌道縞＋地形縞＋変動縞

6干渉SARの対象となる主な現象
地震

平成26年（2014年）
長野県北部を震源とする地震発生場所不特定災害発生時に緊急に解析

地すべり

石川県・手取川上流

火山

地盤沈下

箱根山・大涌谷

山形県・山形盆地

発生場所予め特定定常的な監視・解析
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「平成27年箱根山（大涌谷周辺）火山活動」への対応

気象庁発表（5月6日6時）の箱根山の火口周辺警報（噴火警戒レベル２、火口周辺規制）に伴い地殻変動の監視等を実施しています。

●衛星ＳＡＲ画像の提供・公開
陸域観測技術衛星2号「だいち2号」（ALOS-2）●火山基本図（陰影段彩）及び火山基本●ＧＮＳＳによる連続観測図の提供・公開

2015年5月8日、大涌谷にGNSS火山変動リモー

箱根山の火山基本図（陰影段彩）及び火山ト観測装置（REGMOS）を設置し、電子基準点と基本図の画像データをホームページ上で公併せより詳細な地殻変動の様相を明らかにし、開しています。

火山活動の推移を監視しています。GNSS連続観測によって得られる大涌谷周辺（箱根山）のの観測データを利用して、大涌谷周辺（箱根山）地殻変動の状況について、ホームページ上での地殻変動を検出しました。

情報提供しています。

観測条件が同じデータを用いて、2015年8月6日までに15回の解析結果の比較を行っています。
5月28日から8月6日までの10週間で最大12cm程度の衛星に近づく地殻変動が見られます。

火山基本図（陰影段彩）

SAR干渉解析の原理

衛星SAR画像を用いた干渉画像（2015年5月28日～2015年8月6日の解析結果）

火山基本図

REGMOS 設置

8箱根山の活動 （活発時の集中的な監視）
レベル１

レベル２

レベル２

直径200m200m
2014年12月12日～2015年4月17日

レベル２噴火（レベル２

2015年5月7日～2015年5月21日

2014年10月9日～2015年5月7日

レベル３

月6日）

30

2015年5月21日～2015年6月4日

2015年6月4日～2015年6月18日

2015年6月18日～2015年7月2日

 差し迫った危険範囲を知り，人命への直接的な影響を考慮した規制範囲を設定
 規制範囲を最小限に抑えることで，周辺地域の経済的な損失リスクを低減

9箱根山の活動 （長期的な変動の監視）●ＧＮＳＳによる連続観測2015年5月8日、大涌谷にGNSS火山変動リモート観測装置（REGMOS）を設置し、電子基準点と併せより詳細な地殻変動の様相を明らかにし、火山活動の推移を監視しています。GNSS連続観測によって得られる大涌谷周辺（箱根山）の地殻変動の状況について、ホームページ上で情報提供しています。

REGMOS 設置

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「平成27年口永良部島火山活動への対応」

国土地理院では、平成27年5月29日に噴火した鹿児島県屋久島町口永良部島（新岳）対し、同日、非常体制をとり、緊急撮影や各種の地理空間情報の提供及び公開（ http://www.gsi.go.jp/BOUSAI/h27-kuchinoerabu-index.html）を行うとともに、GNSS連続観測等により口永良部島周辺の地殻変動の状況を監視しています。
●衛星ＳＡＲ画像の提供・公開●空からの噴火状況の把握と空中写真の提供

陸域観測技術衛星2号「だいち2号」（ALOS-2）の観測データを利用して、新岳周辺のＳＡＲ干渉解析を行っています。
2014年11月14日～2015年5月29日の解析結果

噴火当日（5月29日）に航空機から撮影した斜め写真●無人航空機（UAV）による噴火後の空中写真撮影と判読
火山噴火予知連絡会総合

斜め写真撮影箇所（SAR干渉画像）●火山災害対策図の提供

観測班の活動の一環として、平成27年9月8，11，12日に撮影し、写真判読を実施しました。UAVの飛行は、鹿児島県三島村の協力を得て、口永良部島の北方約35㎞に位置する三島村硫黄島の村営飛行場から実施しました。

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「平成27年 口永良部島火山活動への対応」●ＧＮＳＳによる連続観測●ＧＮＳＳ火山変動リモート観測装置●Ｌａｎｄｓａｔ８ 観測画像

口永良部島周辺の広域的な地殻変動を把握（REGMOS）を設置

口永良部島の噴火周辺地域の衛星画像するため、島内にある気象庁のGNSS観測点

2015年6月12日、火山噴火予知連絡会総合Landsat8（平成27年5月21日、6月6日及び7（「七釜」（ななかま）、「湯向」（ゆむぎ））と周辺観測班の活動の一環として、口永良部島本月24日）の 観測画像を関係機関へ提供すの電子基準点との間の観測結果を１日１回村（鹿児島県屋久島町）にREGMOS（Ｍ口永るとともにホームページ上で公開しています。

提供しています。

良部島）を設置しました。これにより地殻変動の様相を明らかにし、火山活動の推移を監視しています。

REGMOS 設置

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口永良部島の活動 （噴火直後の監視）
火山噴出物の堆積
地表の状態が変化し、噴出物が堆積した可能性のある場所

噴
火
口

干渉域

空中写真

5月29日の噴火前
後のSAR干渉画像

非干渉域

干渉域

写真判読による
火砕流泥流域
非干渉域の出現空域を含めた立入り制限が厳しい状況下での二次災害の発生源の分布状況の把握

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Landsat-8（平成27年5月21日及び6月6日）観測画像

平成27年5月21日観測画像

平成27年6月6日観測画像

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「平成２７年９月関東・東北豪雨」への対応
国土地理院では、9月8日に注意体制、10日には非常体制をとり、TEC-FORCEのべ33人・日（9/29時点）
による緊急撮影（くにかぜⅢ、UAV）、推定浸水範囲等の各種の地理空間情報の提供・公開を行ったほか、常総市への物資の提供・地方整備局TEC-FORCEの受け入れなどの後方支援を行いました。

●空中写真から推定浸水範囲を地図化して関係機関へ提供するとともにHPで公開

測量用航空機くにかぜ撮影の空中写真から推定浸水範囲を判読して地図化

効果：復旧状況の周知・効率的な排水計画策定への活用

推定浸水範囲の変化図（常総地区）

推定浸水範囲図（坂東市周辺地区）
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「平成２７年９月関東・東北豪雨」への対応
国土地理院では、9月8日に注意体制、10日には非常体制をとり、TEC-FORCEのべ33人・日（9/29時点）による緊急撮影（くにかぜⅢ、UAV）、推定浸水範囲等の各種の地理空間情報の提供・公開を行ったほか、常総市への物資の提供・地方整備局TEC-FORCEの受け入れなどの後方支援を行いました。

●空中写真を地図を重なるように補正し、関係機関へ提供するとともにHPで公開
効果：浸水によって被災した箇所が的確に確認でき、また、他の情報を重ね合わせ表示し復旧支援等の様々な利用が可能

推定浸水範囲情報を表示

発災前の正射画像（常総地区）

9月11日撮影

9月13日撮影

9月15日撮影

9月29日撮影

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「平成２７年９月関東・東北豪雨」への対応
国土地理院では、9月8日に注意体制、10日には非常体制をとり、TEC-FORCEのべ33人・日（9/29時点）
による緊急撮影（くにかぜⅢ、UAV）、推定浸水範囲等の各種の地理空間情報の提供・公開を行ったほか、常総市への物資の提供・地方整備局TEC-FORCEの受け入れなどの後方支援を行いました。
●被災地周辺の主題図の提供

破堤・越水箇所周辺の治水
地形分類図（左）や陰影段彩図（右）を提供●無人航空機（UAV）による動画撮影

効果：破堤・越水後の浸水リスク把握、避難計画策定への活用●物資の提供被災直後（9月10日）に鬼怒川の破堤箇所を撮影し公開

効果：初動時の迅速な被災状況の周知・初動計画策定への活用●TEC-FORCEの受け入れ

国土技術政策総合研究所等と協同で、国土地理院の備蓄品を常総市に提供
効果：避難者への支援

全国の地方整備局から集結した
TEC-FORCEへ、駐車場・控室・地図等資料を提供

効果：TEC-FORCE活動に対する後方支援17

災害対応の方向性••

•
•
•
•

限られた資源で、取り得る最善の行動により、必要とされる地理空間情報を必要とする人に必要なタイミングで提供する。
現状に満足せず災害対応の毎に継続的に改善する (PDCAサイクル)
各種取組(地殻変動、航空写真、情報提供etc.)
災害対応運営(人員、体制など)
インフラ(建物、電気、通信など)
計画・要領・各種規定
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地理空間情報の工夫(震災対応時)•担当部署の工夫による提供情報の付加価値化、例えば•余効変動の継続的観測と提供•電子基準点１秒データによる東北地方太平洋沖地震の地殻変動の時間発展•斜め航空写真動画•新旧航空写真の動的比較•津波浸水範囲概況図・土地利用図•原発避難区域図

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地理空間情報の提供方法(1) 現地(仙台を拠点)での提供*東北地方測量部及び国土地理院緊急災害対策派遣隊(TEC-FORCE)が、復旧活動を行う機関に地理空間情報を提供(2) 地理情報支援班(つくば)*ニーズ・問い合わせに基づく提供*1,509 件(-2012年1月18日) (1) + (2)(3) インターネットによる情報提供*国土地理院ホームページのリクエスト
915万（2月）→2,126万（3月）→1,941万（4月）20地理空間情報・災害関連情報の提供（国土地理院HP http://www.gsi.go.jp/index.html）「地理院地図」（電子国土Web）や災害関連情報のページで、地図や空中写真等の地理空間情報をわかりやすく、検索・閲覧・入手できるよう公開。

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国土地理院の重点的取組 G・K・K
技術(G)
技術力を磨き、より実践的な技術として昇華させる
広報(K)
国民に地図作りの素晴らしさ、大切さを知ってもらう教育(K)
地理教育・防災教育により、次の世代により良い国土、健全な国土をしっかりと引き継いでいく
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