平成29年技術成果報告会

交通インフラ施行・維持管理支援
サービス化に向けた取り組み
研究開発部 社会インフラグループ
グループリーダー
古田 竜一
furuta_ryoichi@restec.or.jp

Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１7

内容
① 背景・目的② 取り組み概要– 交通インフラを中心にリモートセンシング技術の導入検討を支援③ コア技術の開発– 地表面変位計測、土砂移動箇所、関心対象検出のための解析技術④ コアサービスの開発⑤ 事例紹介– ネクスコ・エンジニアリング東北株式会社

黒澤様

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背景・目的• 社会インフラが抱える課題– 2033年が老朽化のピーク → 老朽化対策– 技術従事者の減少 → 施工、維持管理方法の効率化– 利用者の確保 → 維持管理費用の維持／削減• リモートセンシング技術で上記課題解決に貢献する– 技術開発／高度化と実証– サービスの構築

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※平成28年版高齢社会白書に加筆

インフラ老朽化のピーク

利用者の減少技術従事者の減少

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取り組み概要
社会インフラグループを設置し、交通インフラ以外のインフラにも広くサービスを適用する。
段階的にサービスを提供し、2019年度には全サービスの運用を開始予定

2017年～

交通インフラ施工・維持管理支援プロジェクトを立ち上げ、サービス構築と更なる技術高度化などの取り組みを加速

2016年

空間基盤情報プリプロジェクト
チーム
2013年

研究開発部

1990年～

一部の道路事業者や鉄道事業者と、SAR干渉解析技術による地盤変動情報を鉄道や道路の施工や維持管理に活用するための共同研究や受託業務を実施。
共同知財の取得申請など技術と実績を蓄積

SAR干渉解析技術による地盤変動解析の技術と実績を蓄積

研究部
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取り組み概要
手法検討

コア技術開発コアサービス開発

交通インフラ

地表面変位

土砂移動

関心対象検知6
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コア技術開発①• 地表面変位計測のための解析技術– 差分干渉解析手法、時系列差分干渉解析手法• 商用ソフト用処理スクリプトや自社開発ソフトの整備– 処理自動化、位置合わせ精度の改善、フィルタリング手法の改善、
AW3D読込対応等により品質向上に取り組んだ– 干渉解析における課題（特に、大気補正）の改善– 干渉性が低い（計測困難）箇所にはコーナーリフレクターを設置することで計測点を確保• X、C、LバンドSARデータを複合的に利用して長期的・連続的な情報提供を可能に• 干渉解析と同時に得られるコヒーレンス画像を利用した関心対象検出技術も導入
差分干渉解析手法、時系列差分干渉解析手法：
２時期以上のSARデータの位相変化から衛星－地上間の距離変化を解析する手法
0.5～1cm精度で地表面変位量を計測可能

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コア技術開発①
SARデータ読込

位置合わせ

コヒーレンスに基づく位置合わせで
位置合わせ精度を改善

干渉画像の生成

種々のDEMデータを利用可能にフィルタリング・補正

バイラテラルフィルタの導入により形状を維持した位相強調を実現
新たな水蒸気遅延補正手法を導入予定

オルソ補正

高精細AW3DやLiDARデータによる高精度なオルソ補正が可能に※定量的な評価は平成２９年度に実施
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2006年

2012年

現在

2014年
ALOS-2

CSK
ALOS

時系列差分干渉解析と差分干渉解析とのハイブリッドな手法で長期的・連続的な地表面変位情報を提供
年間10mmの地盤沈下が継続していることを把握
Analyzed by ©RESTEC, Included ©JAXACOSMO-SkyMed Product -©ASI [2016] processed under license from ASIAgenzia Spaziale Italiana. All Rights Reserved. Distributed by e-GEOS
Analyzed by ©RESTEC, Included ©JAXA/METI建物の倒れこみが補正され、街区がより鮮明に
SRTM DEMによるオルソ補正結果
Processed by ©RESTEC, Included ©JAXA

高精細版AW3D（50cm）によるオルソ補正結果
Processed by ©RESTEC, Included ©JAXA

コア技術開発②• 土砂移動箇所検出のための解析技術– Multi Polarimetric Coherence mapping（MPC）手法• 偏波相関解析結果の可視化手法を開発・提案• インフラ維持管理への利用としては先進的• 自社開発ソフトの整備– 処理自動化、幾何精度の改善、フィルタリング手法の改善等により品質向上に取り組んだ• X、C、LバンドSARに対応

Multi Polarimetric Coherence mapping（MPC）手法：
ポラリメトリモード（四偏波）で観測されたSARデータからHH偏波とVV偏波の強度画像とHH偏波とVV偏波とのコヒーレンス画像を生成し、合成することで裸地を可視化する手法
視覚的な情報から土砂移動箇所の把握をするとともに、複数時期のMPC画像を利用することで土砂移動箇所を検出できる

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土石流が発生した場合の見え方の例

時期A
植生あり

時期Aから１年後
土砂移動箇所／裸地

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コア技術開発③• 関心対象検出のための解析技術– Multi Temporal Coherence mapping（MTC）手法• 安全保障分野で利用されている技術の導入– インフラ周辺状況の変化を可視化– インフラ維持管理への利用としては先進的• 自社開発ソフトの整備– 処理自動化、幾何精度の改善、フィルタリング手法の改善等により品質向上に取り組んだ• X、C、LバンドSARに対応– 光学、SARによる植生状況把握手法、土壌パラメタ推定手法
Multi Temporal Coherence mapping（MTC）手法：
2時期のSARデータから強度画像とコヒーレンス画像を生成し、合成することで変化箇所を可視化する方法
視覚的な情報からインフラ周辺の状態変化を把握することに応用できる

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不安定土砂等の除去

Analyzed by ©RESTEC, Included ©JAXA

有ったものが無い■：2016/05/13■：2016/09/16■：Coherence

2016/05/13を基準として…
変化がない

無かったものが有る

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コアサービス開発
地表面変位計測／解析サービス• ２時期、４時期、過去分時系列、年間時系列• 地表面変位状況図、調査・分析結果の提供

土砂移動箇所検出サービス• 土石流状況図、調査・分析結果の提供

関心対象検出サービス• 開発中

マーケティングの実施

マーケティング

マーケティング

単体サービス、パッケージサービスを試行し、ユーザニーズ収集、評価等を実施

改善

サービス化
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サービスの位置づけ

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サービスの位置づけ

平成28年度実績
5 - 25mm（Lバンド）

出典：G.W. Bawden, M. Sneed, S.V. Stork, and D.L. Galloway, Measuring Human-Induced Land Subsidence from Space, USGS,
http://pubs.usgs.gov/fs/fs06903/pdf/fs06903.pdf
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まとめ• 交通インフラを対象として、3種のコアサービスのための技術開発、サービス構築に取り組んだ• サービスの品質向上のための取り組みとして、解析技術の高度化や解析精度の改善と並行してサービスの試行運用を実施した– 地表面計測精度の実績値：5～25mm（Lバンド）• サービス構築のための取り組みとして、サービス内容の検討やマーケティングを実施した• 今後想定されるサービスは以下の通り① 地表面変位解析／計測サービス② 土砂移動箇所検出サービス③ 関心対象検出サービス④ 上記①～③を任意にパッケージ化したサービス• 今後も技術課題解決に取り組み、高品質なサービス提供を目指す
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Sense your Earth