災害・危機管理ICTシンポジウム2015-豪雨・火山噴火被害の観測と予測-

航空機搭載SARの実用化に向けた取り組みについて
２０１5年２月6日
日本電気株式会社

村田 稔
Page 1内 容
1. はじめに
2. 豪雨・火山噴火等の発災時に求められる情報収集
3. SARとは
4. 小型航空機搭載用高分解能合成開口レーダー
5. 取得画像例

6. 航空機搭載ＳＡＲの利活用と今後の取り組み
7. まとめPage 2© NEC Corporation 2015

1. はじめに大規模災害時の状況把握の手段の一つとして、「航空機搭載ＳＡＲ」が注目されています。
本講演では、・発災時の情報収集活動における課題
・航空機搭載ＳＡＲの特徴

・現在、総務省殿からの受託で推進中（平成24～26年度）の「小型航空機搭載用高分解能合成開口レーダーの研究開発」の状況（実用化）およびテストフライトで取得したＳＡＲ画像の紹介等を通じて、今後の災害発生時における航空機搭載ＳＡＲの利用/活用方法について、ご提案します。
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2. 豪雨・火山噴火等の発災時に求められる情報収集“迅速かつ正確な状況把握”# 昼でも夜でも# 悪天候の下でも（雨天、曇天、霧/靄、等の状況でも）# 噴煙や水蒸気で河口付近が覆われていても# 火災が発生して煙に覆われていても# 広域でも# 地形の起伏が比較的激しい場所でも# 状況変化も（状況は時々刻々変化する）
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2. 豪雨・火山噴火等の発災時に求められる情報収集
どのような情報が必要か：被災状況＊地滑り、斜面崩壊、土砂災害、河川増水、浸水/冠水、等の状況＊火口、噴火、溶岩流/火砕流、噴煙/噴石、等の状況＊被災者/家屋やインフラ設備等の状況＊災害発生地域へのアクセスに必要な道路、鉄道、港湾、飛行場、空地（ヘリコプターの離発着用、避難場所や現地対策本部等の設置場所用、等）の状況
そのための情報源は、「画像情報」が効率的。＜百聞は一見に如かず＞

画像：光学画像（可視カメラなどの光学センサで撮像）
レーダー画像（イメージングレーダーで撮像）
どのようにして、観測/撮像するか？

高い所から…広域観測ができるので。→人工衛星、航空機
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2. 豪雨・火山噴火等の発災時に求められる情報収集
光学センサの問題点：＊夜間の情報収集ができない。（太陽光を利用している為）＊天候（雲、霧、靄など）や煙の影響を受ける。
衛星の問題点：＊震災状況把握に使用される衛星は、周回衛星なので、衛星が被災地域の上空付近に飛来した時しか、撮像できない。
＊撮像方向の自由度が小さいため、最適な方向からの撮像が困難。

これらの問題点を克服する手段による補強が必要。

航空機搭載のＳＡＲを活用
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3. SARとはSARとは、Synthetic Aperture Radarの略で、日本語では、「合成開口レーダー」と呼ばれている。
SARは、映像レーダー（イメージングレーダー）の一種で、多くの場合、マイクロ波（波長：1ｍ～1ｃｍ位の電磁波）を用いて、衛星や航空機から側方の地表/海面を観測するセンサである。
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3. SARとは
画像例

研究開発中の航空機搭載ＳＡＲで取得したＳＡＲ画像（2014年9月観測・仙台空港近辺：Ｒ（ＨＨ），Ｇ（ＨＶ），Ｂ（ＶＶ））
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 航空機等に搭載し、電波で地表又は海面を撮影するイメージングセンサ
 電波を使い、夜間や悪天候でも撮影可能(雲・煙・火山の噴煙も透過) 直下ではなく、斜め方向を撮影し、火山や大規模火災等の上空を飛ぶには危険なでも状況も、安全な離れた場所から撮影可能
 分解能が距離に依存せず、被災地等から遠距離でも高分解能で撮影可能
 地表の3次元(地形)情報取得(干渉SAR)や、移動物体検出の機能も利用可能 利用用途 :災害監視 (地震・津波・火山・がけ崩れ・風水害等)、国土管理、環境監視、海難捜索・海面監視、農林水業応用等

4. 小型航空機搭載用高分解能合成開口レーダー

提供：ダイヤモンド エア サービス株式会社

ＳＡＲを搭載した小型航空機ビーチ200Ｔ

小型航空機搭載用高分解能合成開口レーダーの機能性能/特徴＜ＮＩＣＴ殿のPi-SAR2をベースに小型化等を実施＞
・使用電磁波：Ｘバンド（9ＧＨｚ帯、波長約3ｃｍ）
・最高空間分解能：30ｃｍ
・偏波：フルポーラリメトリ（ＨＨ，ＨＶ，ＶＨ，ＶＶ同時観測） ・飛行高度：約3,000～6,000ｍ
・人１人分程度の容積/質量・精密機体動揺補正機能
・簡便な操作（迅速な観測計画/フライト計画の立案をコンピュータがサポート）
・機上リアルタイム画像再生/表示（地図重畳、偏波合成カラー表示、等）
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4. 小型航空機搭載用高分解能合成開口レーダー
簡便で素早い観測計画/フライト計画の立案（操作性の向上）

撮像予定エリア(青)撮像済みのエリア(赤)自機位置＊地図上で撮像したい場所/エリアを指定すれば、観測計画/フライト計画案が提示される。
＊観測した結果（ＳＡＲ画像）をリアルタイムで地図上に重畳表示可能。
＊専門家でない人でも容易に操作できる。
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御嶽山の噴火

観測日：2014年10月23日
当日の天候は雨。
肉眼では山頂が全く見えない状態。

電磁波の照射方向

5. 取得画像例

N1

出典：気象庁ホームページ(http://www.data.jma.go.jp/svd/volcam/data/volc_img.php)

ＳＡＲによる側方観測で、悪天候かつ噴火中でも、火口を遠距離から安全に観測可能。
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3

2
赤: HH、緑:HV、青:VV
分解能：0.3m
画像サイズ：2km×2km

5. 取得画像例①頂上山荘付近

御嶽山の噴火②二ノ池の山荘

御嶽頂上山荘二ノ池本館

N
赤: HH、緑:HV、青:VV
撮影日：2014年10月23日
分解能：0.3m

Page 12電磁波の照射方向

30cmの高分解能と多偏波観測による疑似カラーで噴石の状況を確認可能© NEC Corporation 2015

③南西部火口付近

新しい火口列二ノ池新館

噴煙/水蒸気を透過し、火口の状況を確認可能

5. 取得画像例

多摩川の２時期における水路や中州の変化

2014年10月22日撮像
ＳＡＲ画像

2014年9月3日撮像
ＳＡＲ画像

中州

中州なし

水路なし

水路

赤: HH、緑:HV、青:VV
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5. 取得画像例

土砂崩れ（奈良県五條市）

電磁波の照射方向

紀伊半島台風12号による土砂災害箇所 （奈良県五條市大塔町赤谷地区）

N

赤: HH、緑:HV、青:VV
撮影日：2014年11月27日

N＊疑似カラー画像表示で、土砂崩れによる窪地を明瞭に判別できる。
＊様々な方向から撮影することで、急峻な山岳部の土砂崩れの状況を把握できる。
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6. 航空機搭載ＳＡＲの利活用と今後の取り組み
大規模震災時の運用構想（案）
広域状況把握(合成開口レーダー)

昼夜・天候に関係なく、24時間対応

狭域状況把握(光学センサ)地上局

広域観測

データリンクを介し、地上においても高画質リアルタイム表示

機上において高画質リアルタイム表示
ヘリテレ等によるリアルタイム地上伝送

火山噴火/山火事/斜面崩壊/洪水

光学センサ
画像
都市部

沿岸部

津波

広域状況把握用に合成開口レーダーを追加(迅速な初動)Page 15© NEC Corporation 2015

地震/火災

効率的な詳細状況把握

7. まとめ＊ 「航空機搭載ＳＡＲ」は、広い領域に対して、迅速かつ正確な状況把握が必要な時に、特に有用である。
＊ 光学センサが使えない状況（夜間、悪天候、噴煙/水蒸気/煙幕等が発生しているような状況）下で、特に活躍が期待できる。
＊ 起伏が激しい山岳地域でも、航空機の機動力により、適した位置から観測することが可能である。
＊ 現在使用されている豪雨・火山噴火等の発災時における情報収集システムに、航空機搭載ＳＡＲシステムを加えることにより、情報収集機能/能力を著しく向上させることができる。
＊ 今後、航空機搭載ＳＡＲの実運用・利活用の拡大/普及に向けて、積極的に取り組んでいく所存。
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ＥＮＤ

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