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ニュースリリース
令和 5 年 2 ⽉２１⽇
国⽴⼤学法⼈千葉⼤学“DInSAR”で宇宙から地盤沈下を正確に観測ー⾼精度かつより低コストな新モニタリング⼿法を検証ー

千葉⼤学⼤学院融合理⼯学府博⼠後期課程３年⽣の⻄勝之進⽒、環境リモートセンシング研究センターのヨ
サファット・テトォコ スリ スマンティヨ教授を中⼼とする国際研究チームは、神奈川県横浜市、横須賀市、三浦市の地盤沈下を「連続差分⼲渉 SAR 解析（Consecutive DInSAR）注 1)」という⼿法を⽤い、他のモニタリング⼿法との⽐較検討を実施しました。その結果、地盤沈下のメカニズムを特定することに成功しました。
本研究により、Consecutive DInSAR は⾼精度に地盤沈下を検出することのできる新たなツールとなる可能性が⽰されました。
本研究成果は、2022 年 12 ⽉ 28 ⽇に国際学術誌 Geocarto International に掲載されました。

図︓神奈川県の地盤変位を⽰す衛星の解析画像
DInSAR で解析された衛星視線⽅向の相対的な地盤変位を⽰している。
⾚⾊に近いほど沈下傾向、⻘⾊に近いほど隆起傾向であることを意味する。
■研究の背景地盤沈下とは、主に地下⽔を過剰に汲み上げることで⼟中に含まれる⽔が絞りだされ、粘⼟層が収縮することにより地⾯が沈む現象です。これは、世界⼈⼝の 19%に影響を与えるほどの世界的な社会問題で、⽇本でも⾸都圏の⼀部がすでに沈み始めていることが明らかとなっています。この地盤沈下により沿岸地域の洪⽔・浸⽔が加速され、建物やインフラに損害を与える可能性があるため、地盤沈下をモニタリングし、危険を早期に検知できる技術が必要とされています。
⽇本では、⼀般的に観測井⼾を利⽤して数ヶ⽉ごとに地表や地下⽔位の変化を計測しています。全球測位衛-1-

星システム (GNSS) 注 2)も使われていますが、GNSS の観測値は⼤気の影響を受けることがあるため、観測井
⼾の⽅が信頼性が⾼いとされています。しかし、観測井⼾は設備の⽼朽化のため定期的な機械のメンテナンスが必要な上に、費⽤がかかるという問題があります。また少⼦⾼齢化が進む⽇本では、こうした実地測量を担う技術者が今後不⾜することが予想されています。そのため、それらに換わる新しい地盤沈下のモニタリング技術として、現在「⼲渉 SAR (InSAR)」が注⽬を集めています。
InSAR は、SAR 衛星により観測された 2 つの時期の画像を⽤いて地表の標⾼を測定するリモートセンシング技術です。さらに、Consecutive DInSAR では、地盤沈下率や地表速度として数値化し、時系列で標⾼のミリ単位の変化を測定することができるため、⾼精度に地盤沈下を検出することができます。
⽇本・韓国・インドネシアからなる本国際研究チームはまず、欧州宇宙機関の衛星プログラムである C バン
ド合成開⼝レーダを搭載した Sentinel-1 が 2017 年 8 ⽉から 2022 年 3 ⽉までに取得した画像を、DInSARを実装した SARPROZ のソフトウェアを⽤いて解析し、GNSS 及び観測井⼾のデータを⽤いて検証しました。
さらに、地表⾯における気圧の値を⽤いて、地下⽔位や地盤沈下の量と原因を計算する新しい計算モデル"Lawof Material Conservation 注 3)"を定式化し、対象地域の地盤沈下が地質構造に応じて変化することを明らかにしました。
■研究の成果解析の結果、Consecutive DInSAR で得られたデータは、観測井⼾や GNSS のデータと整合していることが明らかとなりました。現在の研究では、Consecutive DInSAR と GNSS データ間の速度誤差は、１センチ未満から数センチであり、また平均⼆乗平均誤差（RMSE）注 4)も１センチ未満から数センチであることが明らかになっています。本研究では、Consecutive DInSAR の平均沈下速度は 1.58cm/年であり、観測井⼾とGNSS データの速度誤差はそれぞれ 0.02cm/年、0.90cm/年の範囲内でした。また、RMSE はそれぞれ0.39cm/年、0.46cm/年の範囲内であり、誤差が⾮常に少ないことが⽰されました。さらに、ConsecutiveDInSAR と観測井⼾の相関性は観測地点の地質構造に影響される可能性があり、かつ浅い井⼾の地層収縮はConsecutive DInSAR の地表⾯変化と⼀致していることが分かり、地盤沈下のメカニズムも把握できました。
■研究者のコメント (⻄ 勝之進⽒)
Consecutive DInSAR は、今後、現在地盤沈下を観測するために使⽤されている観測井⼾の代替技術となる可能性があります。Consecutive DInSAR と衛星データを活⽤することで、政府や⾃治体は地盤沈下に対して効果的かつタイムリーな対策を講じることができるようになるだけでなく、コストの削減にもつながるでしょう。また、地盤沈下の度合いや原因がわかれば、地盤沈下の基準値を設定したり、地下⽔の使⽤量を制限することが可能となります。この技術を活⽤することで、今後沿岸地域や過去に地盤沈下した地域など、危険地域に居住する⼈々も安全かつ安⼼して⽣活することができるようになると期待しています。
■⽤語説明注 1) 差分⼲渉 SAR 解析（DInSAR）: Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar。SAR 衛星により観測された２時期のデータを⼲渉処理することで地表⾯の変動を検出する技術である。このうち、Consecutive DInSAR は、2 時期のデータを時系列で連続的に⼲渉処理する⼿法である。
注 2) 全球測位衛星システム (GNSS): Global Navigation Satellite System。航法衛星から発射される信号を⽤いて位置測定・航法・時刻配信を⾏うシステムである。⽶国の GPS、⽇本の準天頂衛星（QZSS）、ロシ
アの GLONASS、欧州連合の Galileo 等の衛星測位システムの総称である。
注 3) Law of Material Conservation: 地表圧⼒によって変化する⼟壌変動量と地下⽔量が反応前後で保存されることをモデル化したものであり、本研究では、地盤沈下のメカニズムとして定式化している。
注 4) 平均⼆乗平均誤差（RMSE）: Root Mean Square Error。予測値と真値の差分（誤差）を⼆乗平均し、その平⽅根をとった値であり、近似式による幾何補正の精度評価の指標として利⽤される。

-2-■論⽂情報
タイトル: Consecutive DInSAR and well based on the law of material conservation between land
surface pressure and ground water to observe land subsidence
著者: ⻄勝之進 1、河合正明 2、ボウォ エコ カヨノ 3、ミルツァ ムハマド ワカード 4、⻄⾹織 5、ヨサファ
ット・テトォコ スリ スマンティヨ 1,6
所属:1 千葉⼤学⼤学院 融合理⼯学府、2 三菱重⼯業株式会社（⽇本）、3 ジェンバー⼤学 (インドネシア)、
4Lumir 株式会社 (韓国)、5Bella Earther (⽇本)、6 千葉⼤学 環境リモートセンシングセンター(CEReS)/ス
ブラスマレット⼤学 (インドネシア)
雑誌名: Geocarto International
DOI: https://doi.org/10.1080/10106049.2022.2159069＜本研究に関するお問い合わせ＞千葉⼤学⼤学院融合理⼯学府 ⻄ 勝之進
千葉⼤学環境リモートセンシングセンター(CEReS) 教授 ヨサファット・テトォコ スリ スマンティヨ
Email︓katsunoshin.nishi@gmail.com, K.nishi@chiba-u.jp, jtetukoss@faculty.chiba-u.jp＜広報に関するお問い合わせ＞千葉⼤学広報室
TEL︓043-290-2018 メール︓koho-press＠chiba-u.jp-3-