建設コンサルタンツ協会ホーム280号目次

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Project brief 1なく、航空レーザースキャナーが開発されたこ

プロジェクト紹介

南木曽岳周辺渓流荒廃状況調査とで地上の精密な3 次元情報を直接計測することも可能になった。さらに、水中部も計測可
能なグリーンレーザーや5 方向からの同時撮

筒井 胤雄
TSUTSUI Taneo
株式会社パスコ
中央事業部 / 技術センター
河川技術室室長
兼コンサルタント技術部副部長

影を可能としたオブリー
クカメラ、ドローンに搭載した4K カメラやレーザースキャナーなどの計測手法が普及しつつ■ はじめにる。そのため、土石流の発生源とな

長野県木曽郡南木曽岳周辺地区

る河床に堆積した土砂の経年変化

では、古くから土砂災害を繰り返しを調べることは、土石流の発生予測ていることが記録に残っている。近に寄与するのではないかと考えられ年では平成 26 年7月9日、南木曽町る。また、同じ木曽川水系において読書地区の南木曽岳西側斜面に位も、地質が異なる岐阜県中津川市

置する梨子沢において土石流が発側の恵那山を源頭部とする本谷上生（H26 南木曽災害）し、下流集落流域では、平成 25 年に完成直後のにおいて死者1名、負傷者 3 名、家堰堤が台風18号により土砂5,900m3屋の全半壊 10 棟という甚大な被害を補足し、1日で満砂した事象が確が発生した（図1）。梨子沢に隣接す認されており、H26 南木曽災害が発る大沢田川においても、昭和 40 年生した読書地区とは異なる土砂流と41年に連続して土石流災害が発出である。

生している。

ついて検討したものである。

■

本業務ではこれら2 地区（図 2）

これら土砂流出の有無とそのサでの土砂流出特性を各種計測技術

イクルは、渓流内の河道に徐々に蓄により把握し、土石流発生予測を行積された土砂の多寡に大きく影響うためのモニタリング手法の一つとを受けていることが指摘されていして、土砂流出の発生のしやすさに
戦沢

神戸沢大沢田川

小梨子沢

大梨子沢

検討した計測技術の概要
近年の計測技術の進展は著しく、宇宙には地球観測を目的とした人工衛星が次々と打ち上げられており、計測機器を搭載する航空機も従来のセスナやヘリに加え、近年ではドローンに高精度カメラやレーザー計測機の搭載で、使用する計測機器の選択肢が広がっている。人工衛星に搭載された光学センサーでは、地上分解能1m 未満の高分解画像データの取得が可能となっている。また、SA R（S y n t h e t ic A p e r t u r eRadar：合成開口レーダー）は波長が長く、雲を透過するため、災害直後の天候回復前においても干渉 SAR
解析（位相を用いて対象の変動量を検出する技術）により地形変化の把握が可能となっている。そして、航空カメラは画像を取得するだけではあり、目的に応じた撮影機材の選定やデータ取得が可能となっている。

図3

採用した衛星画像（本谷上流域）

取得したデータは写真や点群データであるが、これらを処理する技術についても進展が目覚
ましく、ノイズや草木等の点群を除去するフィルタリング技術の向上や、複視点の画像から3Dを再現するSf M（Structure from Motion：多視点画像からの3次元復元手法）ソフトを用いることにより、複数の単写真画像の合成から高精度な3次元モデルを作成することが容易になった。

■ 衛星画像判読

衛星画像判読による崩壊地調査

メリットがある。常に地球を周回しした結果、平成 25 年5月13日と平機を利用して撮影箇所の連続斜めているので過去のアーカイブ画像に成 28 年10月18日に調査範囲内の写真撮影を実施した。斜め写真撮より、任意時点での崩壊地の比較が良好な画像が抽出できた。採用した

影は、弊 社で開発した登 録 商 標容易にできる点も有効である。画像

衛星画像の撮影範囲を図 3に示す。

PALS（Portable Aerial photography

は解像度 30cm 程度のWorldView

この2つの画像を入手し、調査範囲

and Locator System：携帯型斜め写等もあるが、今回はアーカイブが豊の拡大写真を基に、本谷上流域の真撮影システム）を使用し、連続シ富にある解像度 1.5m の光学衛星

平成 25 年に本谷10 号堰堤を満砂

ャッターによるオーバーラップ写真

SPOTを使用した。

させた土砂流出前後の崩壊地判読を撮影した。

出水前後のSPOT 衛星画像を、図 3
赤枠に示す対象流域の図郭内で雲図1

H26 南木曽災害時の読書地区（H26.7.11撮影）

量10％以下、撮影角度 15度以下の

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図 2 対象流域の位置図

回転翼機の飛行軌跡と撮影位置

では、広範囲を同時期に確認できる恵那山周辺における平成 25 年の木曽川

図4条件で出水前後の撮影画像を検索を行った。

■ 航空機斜め写真撮影を活用し■ た調査

航空機による撮影では、回転翼画像データはSf Mを用いて3D モデルを作成した（図 6）。本手法は撮影した写真画像から特徴点を抽出し、その特徴点から対応点の画像マッチングを行い、撮影時のカメラ

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が明らかとなった。
（m）

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（度）

■ 監視すべき土砂堆積区間の■ 評価

梨子沢での土砂流出形態に基づき「上流側から25度を超える地点〜渓床勾配15度以上の区間」の河道堆積土砂の分布が土砂流出のし
図5

PALS 撮影状況

図6作成した 3D モデル

図 7 UAV 飛行状況

■ 現地踏査従来から行われている通常の現て5渓流（大梨子沢と小梨子沢は下流域で合流するが別渓流として評価）で比較した（図10）。
その結果、評価対象土砂量は神め、崖や滝、堰堤等があると踏査日戸沢が最も多くなった。評価対象土数が多くかかり、急崖等を登るため砂の分布図からは、流出しやすい土滑落等の危険を伴う。冬季となっ砂が流域のどのあたりに分布していた今回は沢が凍結している箇所もるか把握した。これより今後監視す多く、山頂部までの踏査は危険と判べき土砂の分布位置を明らかに断し、主に中流部までの現地確認した。

■ 各調査手法のまとめ
UAV 調査結果該当する土砂を評価対象土砂とし地踏査は徒歩による調査となるたのための踏査とした。

図8やすさへ影響を与えていると考え、また、本谷上流においても同手法があり、これらを組み合わせて活用

ら、より精度の高い評価を行うためすることで、目的に見合った精度でには、本谷での土砂流出特性に基位置や傾きを推定した画像から、3ど、流域の下流から上流まで撮影す効率的な調査が可能となる。本業

づく評価を今後行っていく必要が次元形状の高密度点群を生成し、るにあたっては留意 すべき点が務ではこれら各種手法から得られある。

テクスチャー合成することで 3D モある。

たデータを効率的に活用し、積雪前

本調査では調査対象流域が急峻の短期間で調査した結果を土砂流な山間地であり、UAV 機体はできる出のしやすさの評価に活用した。

行った。

だけ目的物に接近して飛行する必要があるため、携行可能な小型か■UAVを活用した調査
UAV（Unmanned Aerial Vehicles：ドローン）はこの数年で技術が飛躍的に進展し、安全かつ簡易に空中からの高画質撮影等が行えるようになった。一方、航空安全上有視界飛行が原則のため、電波状態の良好な下流域から山頂部まで飛行させることは困難であることや、V 字谷の山間部では捉えられる衛星数が少なく、安定飛行が困難なことな

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■ 梨子沢の土砂流出形態■ おわりに

本業務では各種計測技術を活用（m）（m）（m）

して、これまで現地踏査に依存してきた渓流調査の効率化及び精度向

H26 南木曽災害における梨子沢上を図った。同時に、各種計測技術

Phantom4 Pro（DJI 社）を用いた。

での土砂生産源（河道侵食区間）の特徴を生かした定量的な調査を

UAVは人が歩くより効率的に調は主に中〜上流に分布し、その渓床行うことで、土石流の発生を監視す査が可能であるが、目視飛行範囲

勾配は一般的に土石流が発生するべき土砂の分布を把握し、梨子沢が500m 程度であるため、延長が長勾配である15度以上であることが災害の事例を基に周辺渓流の評価

い渓流では、屈曲部や500m 間隔で分かった（図 9）。

を行った。

つ 高 性 能 カメラ が 搭 載 で きる（m）示したが、これは梨子沢での土砂流出特性に基づくものであることかモデルを用いて崩壊地等の判読を

H26 南木曽災害で流出した土砂の分布特性により評価対象土砂の分布区間を各種調査手法にはそれぞれ特徴デルを作成するものである。この3D

図9

人が歩いて離着陸位置まで移動し梨子沢源頭部は、南木曽岳山頂

今後は、さらに特性の異なる渓て調査を行うことになる。人が目視部付近が若干緩勾配となっている流における調査や検討を蓄積し、確認できない山腹の崩壊地を含めため山頂部では侵食が見られず、概監視すべき土砂堆積の場所を特定

連続画像が取得できるため、現地

ね上流からの勾配が 25度を超えるすることにより、災害の抑止への活踏査に比べると効率が良い。

付近から下流側で発生していること用につなげていきたい。

（度）

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（度）

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図 10

読書地区の流出土砂評価結果

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