ＩＳＳＮ１３４６－７８４０

港湾空港技術研究所
資料
TECHNICAL NOTEOFTHE PORT AND AIRPORT RESEARCH INSTITUTE

No.1346

June 2018

砕波帯内における航空レーザー測深の精度検証
中村
伴野
小硲
柳嶋
安田
国立研究開発法人

聡志
雅之
大地
慎一
秀人

海上・港湾・航空技術研究所

National Institute of Maritime,
Port and Aviation Technology, Japan

目

要

次

旨 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 3

1．はじめに ･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 4
2．航空レーザー測深精度および計測限界の検証方法 ･･････････････････････････････････････ 4
2.1

航空レーザー測深の内容 ････････････････････････････････････････････････････････ 4

2.2

波崎海洋研究施設での現地観測内容 ･･････････････････････････････････････････････ 5

3．航空レーザー測深の海底面測得状況と測深精度 ････････････････････････････････････････ 6
3.1

波崎海洋研究施設観測桟橋に沿った航空レーザー測深の測得状況 ････････････････････ 6

3.2

航空レーザー測深の測深精度 ････････････････････････････････････････････････････ 7

3.3

航空レーザー測深の測深最大水深と透明度 ････････････････････････････････････････ 8

4．まとめ ････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 9
5．おわりに ･･････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 9
参考文献 ･････････････････････････････････････････････････････････････････････････････ 9
付録

光量子束密度，濁度の観測結果 ･･････････････････････････････････････････････････ 10
透明度の長期観測結果，2017年7月～12月の有義波高の観測結果 ･････････････････････ 14-1-

Accuracy verification of Airborne Laser Bathymetry in the surf zone

Satoshi NAKAMURA*
Masayuki BANNO**
Taichi KOSAKO***
Shin-ichi YANAGISHIMA****
Hideto YASUDA*****

Synopsis
The Airborne Laser Bathymetry (ALB) and the topographic survey along the observation pier ofthe Hazaki Oceanographical Research Station (HORS) were done. At the same time, the transparency
and depth distribution of the photon and the turbidity were observed. State of ALB, verification of
measurement accuracy and limit depth of the sea-bottom according to the water quality were
examined. It is not possible to measure the sea-bottom in the area where a lot of white bubbles arecaused by the wave breaking. The shape of the scour around the steel pile is measured accurately. The
accuracy of ALB is 0.13m in average along the HORS pier. If misidentification of the sea-bottomcaused by transparency and turbidity in the sea is appropriately removed, the depth can be measured
up to about twice of the transparency.
Key Words: Airborne Laser Bathymetry (ALB), Accuracy verification, Hazaki OceanographicalResearch Station (HORS)* Head of Group, Coastal and Estuarine Sediment Dynamics Group** Senior Researcher, Coastal and Estuarine Sediment Dynamics Group*** Researcher, Coastal and Estuarine Sediment Dynamics Group**** Ex-researcher, Coastal and Estuarine Sediment Dynamics Group***** Staff, Coastal and Estuarine Sediment Dynamics Group
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone：+81-46-844-5045
Fax：+81-46-844-1274
e-mail:nakamura_s@pari.go.jp-2-

砕波帯内における航空レーザー測深の精度検証中村聡志*・伴野雅之**・小硲大地***・柳嶋要

慎一****・安田秀人*****

旨

波崎海洋研究施設周辺で航空レーザー測深，および，観測桟橋に沿った断面地形測量，透明度観測，光量子・濁度の鉛直分布観測を行い，グリーンレーザー測深による砕波帯内の海底地盤高の測得状況，および，測量精度の検証，水質による測深限界の検討を行った．砕波による白泡が多く生じている範囲では欠測があるものの，観測桟橋に沿った海底地盤高，桟橋を支える鋼管杭周りの洗掘状況についても正確に計測が行われている．レーザー測深による海底地盤高の計測値の精度は観測桟橋に沿った範囲で，平均 0.13m であった．また，海中の透明度や濁りによると考えられる海底面の誤認識を適切にノイズとして除去できれば，透明度の 2 倍程度の深さまで測深が可能である．
キーワード：航空レーザー測深，Airborne Laser Bathymetry(ALB)，測深精度，波崎海洋研究施設* 沿岸土砂管理研究グループ長** 沿岸土砂管理研究グループ主任研究官*** 沿岸土砂管理研究グループ研究官**** 元沿岸土砂管理研究グループ専門研究員***** 沿岸土砂管理研究グループ契約職員〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所
Fax：046-844-1274
e-mail:nakamura_s@pari.go.jp
電話：046-844-5045-3-

港湾空港技術研究所

1.はじめにりなどの水質による測定ノイズの発生とその除去や測深限界の検討が重要である．砕波帯内の測深においては，

海岸域，特に，砕波帯内においては，波の砕波や強い砕波による気泡混入や底質の巻き上げによる濁りによっ

流れによって，測量船や人が容易に立ち入ることはできて測深精度の低下や測深不可域が生じるので，測定方法

ず，海底地形を正確に測量することは難しい．こうしたと解析技術の改良を行い，海岸域の測量に広く用いられ砕波帯内において，航空機からグリーンレーザー光を用る手法とするための技術開発を行う必要がある．

いて，広範囲で高密度に測深が行えるようになってきている．しかしながら，砕波による海中への気泡の混入や

2.航空レーザー測深精度および計測限界の検証方

底質の巻き上げによる濁りなどが生じている砕波帯内に法おける航空レーザー測深の精度についての知見は少ない．
そこで，波崎海洋研究施設周辺で航空レーザー測深を行航空レーザー測深は，2017年11月6日10:00-12:00の間に

い，観測桟橋に沿った当日の断面測量結果，および，年

波崎海洋研究施設周辺を飛行して計測を行った．同時刻

２回の深浅測量結果を用いて，航空レーザー測深の砕波に，波崎海洋研究施設観測桟橋上から海底地形の断面測帯内における測量精度の検証を行った．また，観測桟橋

量，および，砕波位置，透明度の観測，光量子束密度とに沿って透明度や濁度と光量子の鉛直分布などの水質観

濁度の鉛直分布観測等を行った．航空レーザー測深の精測を同時に行い，航空レーザー測深の限界水深について

度については，観測桟橋上からの海底断面測量結果を真の確認を行った．

値として，グリーンレーザー光による測深結果を比較しグリーンレーザー光を用いた航空レーザー測深は，て検証した．また，測量時期が離れており，砕波帯内の1980年代には，アメリカ，カナダ，オーストラリアで実地形変化が生じているため，測深精度の検証には用いな用化され，測量船で測深を行うことが困難な岩礁域やサいが，7月と12月に行った波崎海洋研究施設周辺での深浅

ンゴ礁域の海岸線付近で測量が行われている．日本では測量結果を用いて，航空レーザー測深の計測限界水深と2003年に海上保安庁に航空レーザー測深機が導入され，水質との関係についての確認を行った．

伊予灘において測量機器の性能検証が行われた（戸澤ら，2004）．近年では小型化された測深機を用いて，河川測量

2.1

航空レーザー測深の内容への適用検討が行われ，河川横断測量の精度検証が行わ

航空レーザー計測には，写真-2.1の回転翼機（アエロれている（中村ら，2017）．しかしながら，砕波帯内におス パ シ ア ル 社 製 350B ） に 搭 載 し た レ ー ザ ー 測 深 機

いては，真値となる測量結果が少ないことにより測深精（LeicaGeosystems社製ChiropteraII）およびGNSS/IMU装置

度の検証が十分に行われていない．

（Novatel社製SPAN with LCI-100 IMU）を用いた．使用し測量法における航空レーザー測深の位置づけは，測量たレーザー測深機は，測深用のグリーンレーザースキャ

法34条の規定に基づく作業規程の準則の中で，17条2マニ

ナと地形用の近赤外線レーザースキャナ，および，RGB

ュアルの無い新しい測量技術として特例的に扱われ，「公

カメラと近赤外線カメラで構成されている．製品仕様上

共測量を行う場合には，作業マニュアルや精度検証報告の測深最大深さDmaxは，書の作成，測量実施の際には既存の測量技術と比較して𝐷𝐷𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 2.2⁄𝐾𝐾

�～1.5 セッキー水深�(2.1)

精度の確保することや精度管理に問題がある場合には別で表され，海水の光の消散係数Kの値によるが，セッキーの方法で測量を行うこと，測深精度が水質に依存するの板を用いた透明度の1.5倍の水深まで測深可能である．

で現地で点検測量を行うこと」が求められている．また，航空レーザー計測は，図-2.1に示す波崎海洋研究施設

水路業務法における航空レーザー測深の位置づけは，水周辺の沿岸方向にC-1～C-7の7本の飛行コースを設定し，路測量業務準則の64条から67条の航空レーザー測量の中

飛行高度500m，飛行速度55kt（約100km/h），レーザース

で，「測深および沿岸域の測量において測定値の精度，使キャンのオーバーラップ率50％で行った．当日の気象・用機器の精度，各種補正精度の確認を行うこと」が定め

海象・水質の条件は，晴れ，風速1.3m/s，波高1m未満，られ，水路測量業務準則施行細目の12節では，「浅部の確観測桟橋先端での透明度は4.5mであった．

認のため可能な限り測量船により得られたデータとの比1992年4月から1993 年11 月に行った透明度観測（付較検討やノイズ除去の判断が付かない場合には測量船等

図.21）によると，透明度が4m以上となるのは年間22％，による確認すること」が求められている．どちらの測量

5m以上となるのは年間10％（付表.1）であり，レーザーにおいても，測深精度の検証を十分に行い，透明度や濁測深は，気象・海象・水質の条件が良い日に実施された．

-4-

でメジャー付きの3㎏の重錘を海底面に降ろすレッド測深によって行った．陸上部地形の計測は，5m間隔（桟橋
座標上の-115m~0m）でレベル・スタッフを用いて行った．
また，観測桟橋上の50m，65m，95m，115m，145m，190m，240m，285ｍ，330m，380mの10地点から，直径30cmの白写真-2.1

航空レーザー測深の機材

色板（セッキー板，写真-2.3）を海中に沈降させ，セッ
キー板が波によって見え隠れする水深を計測し，透明度とした．さらに，同じ10地点で，光量子計・濁度計・水中カメラを海中に吊り降ろし，光量子束密度と濁度の鉛直分布の計測および水中の濁りと泡の状況を撮影した．
図-2.2に計測した海底断面形状（実線）と透明度の岸沖
分布（破線）を示す．岸沖位置の280mから沖側の海底地
形には，桟橋を支える鋼管杭周辺の洗掘が計測されており，等間隔に深所がある．また，岸沖位置170mと200m付
近の海底は複数杭の影響で広い洗掘穴が生じている．透明度について，桟橋先端部の380m地点以外は，セッキー
板が海底面に着底しても円盤の形状が確認されており，実際の透明度は，図中の値より，大きな値である．図中の⇔は，目視によって観測した波が砕波している範囲を示している．付図.1～付図.20に光量子束密度と濁度の鉛直分布観測結果を示す．
当日の観測桟橋に沿った断面測量の他，7月と12月に波崎海洋研究施設周辺で，観測桟橋を中心に沿岸方向600m，
岸沖方向1kmの範囲で音響測深による深浅測量を行った．

図-2.1

航空レーザー測深の範囲と飛行コース

陸上の航空レーザー測量と同様に，調整用基準点を鹿島港南護岸，観測桟橋中央デッキ，研究棟屋上，海岸道
路上の4点に設置し，グリーンレーザー光と近赤外線レー
ザー光による測定誤差を評価した．どちらの測定誤差も標準偏差0.02～0.03mと小さく，レーザー測量の位置と高さの誤差補正の必要はなかった．
図-2.1中の太枠で示す範囲で，レーザー反射強度の時
間変化データから，構造物や海面，地盤面等の反射位置

写真-2.2

航空レーザー測深実施日の海象状況

写真-2.3

セッキー板を用いた透明度の観測の座標値データ（オリジナルデータ）が作成された．さらに，構造物や海面，海中部からの反射を取り除いた陸
上から海底までの地盤面の座標値データ（グランドデー
タ）が作成された．グランドデータをもとに，波崎海洋研究施設周辺での深浅測量の測線に合わせて，10m～20m
間隔に補間された地盤高データが作成された．
2.2

波崎海洋研究施設での現地観測内容

海底断面地形の測量は，波崎海洋研究施設観測桟橋上（写真-2.2）から，5m間隔（桟橋座標上の0m~385mの間）

-5-

-2

観測桟橋の沖合については，岸沖方向に10mから20m間隔

1-1で解析点を定め，レーザー反射点を分類し，測得密度を

0

調べた．

ground level0transparency

-1

1

-2

2

-3

3

-4

-6

4

2017/11/6

-5
0

50

100

transparency (m)ground level (D.L.+ m)2

図-3.3に観測桟橋に沿った岸沖測線上のグリーンレー
ザーの測得密度を示す．縦軸は1平方メートル当たりに換算したレーザー反射点の数を表す．横軸は，桟橋に沿っ

5
150

200

250

300

350

400

た岸沖測線上の砂丘上（-120m地点）から沖合（740m地点）

6までの岸沖位置を表す．凡例の黒塗が海底面，点塗が陸cross-shore position (m)図-2.2

面あるいは水面，グレー塗が構造物を表す．岸沖位置60m

海底断面地形と透明度の岸沖分布と70m～95mの範囲で海底面が測得されていない．岸沖位

実線：地盤高（左縦軸），破線：透明度(右縦軸)

置65m地点は1点だけ海底面が計測されている．岸沖位置

横軸：岸沖位置，⇔：砕波位置60m～95mの範囲は目視観測による波の砕波による白泡が生じている範囲と一致する．また，岸沖位置205m地点

3.航空レーザー測深の海底面測得状況と測深精度については，桟橋中間部の広いデッキおよび杭が密に設置されているため，海底面が測得されていない．

海底面の測得状況および地盤高さ精度の検証には，航構造物や陸上砂浜での測得密度に比べて，海底面の測空レーザー測深のオリジナルデータ（ノイズ除去前）を

得密度は低く，1平方メートル当たり平均6.4点である．

用い，観測桟橋に沿った地盤高さを真値として比較を行った．また，濁りによる航空レーザー測深の限界水深の検討には，グランドデータ（ノイズ除去後）から深浅測量の測線に合わせて地盤高を抽出したデータを用いた．
3.1

波崎海洋研究施設観測桟橋に沿った航空レーザ
ー測深の測得状況

観測桟橋上には，0m～385mの5m間隔の測点に，写真-3.1に示すような目盛が付けてあり，各測点の平面位置と高さの座標はGNSSで測量されている．今回の航空レー
ザー測深の測得状況の解析では，桟橋上の各測点から平面距離1m以内でレーザーが反射した点をオリジナルデー
写真-3.1

タから抽出して検討に用いた．図-3.1に桟橋上の120m測断面計測位置と砂浜面あるいは海面の状況点での解析例を示す．この測点の半径1m以内でのレーザ
ー反射は92点あり，その反射点を地盤高さで表すと，桟8

橋デッキ上（高さ6m程度）に75点，海面上（高さ0m付近）
6に6点，海底面上（高さ-1m以下）に11点，の3種類に分類
ground level Z (m)される．海底面に分類された反射点の平均高さは-2.24m，
その標準偏差は0.16mである．分類した反射点を平面座標系にプロットしたものを図-3.2に示す．図中左上半分が桟橋デッキ上で反射したものである．レーザー光は上空から斜めに発射されているため，デッキ下の海底上で反structures4
2

sea surface
0

1 data number-2

射する場所もある．各測点の地盤高さ，および，水面高

sea bottom-2.24±0.16-4さ，桟橋上構造物等の高さは観測により既知であるので，

図-3.1

同様にして，レーザー反射点の高さの値を用いて，反射桟橋上の120m測点でのデータ解析例
横軸：データ数，縦軸：地盤高点を海底面，陸面あるいは水面，構造物の3種に分類して，それぞれのレーザー測得密度を調べた．観測桟橋の無い
砂丘部については，岸沖方向に5m間隔で解析点を定め，

-6-

92

sea bottom-17,173.5

land or sea surface

い．また，計測精度については，部分的に0.2mを越える

structures

場所もあるけれど，0.1m程度に集中しており，欠測点を除く観測桟橋上の測量範囲で，計測精度の平均値は，-17,174.0

0.13mである．
-17,174.5-17,175.0

10
8
6

図-3.2

groud level Z(m)83,969.0

83,968.5

83,968.0

83,967.5

83,966.5

Zone 9Y (m)83,966.0-17,176.0

83,967.0

X (m)-17,175.5

42
0-2
sea bottom-4

land or sea surface-6

structures-8

グリーンレーザーのフットプリント-10

横軸：東西位置，縦軸：南北位置

11/6 profile
-120

-60

0

60

120

180

240

300

360

cross-shore position (m)図-3.4
sea bottom

160

横軸：岸沖位置，縦軸：地盤高

structures

120

-5

100

-5.2

80

-5.4

60
40
20
0

ALB測量と断面測量の比較

land or sea surface

140

groud level Z(m)density of measurement(points/m2)

180

-120

-60

0

60

120

180

240

300

360

460

580

cross-shore position (m)図-3.3

グリーンレーザーの測得状況

-5.6
-5.8
-6
-6.2
-6.4
-6.6

sea bottom-6.8

11/6 profile-7

横軸：岸沖位置，縦軸：測得密度

270

280

290

300

310

320

330

340

350

360

370

380

390

cross-shore position (m)3.2

航空レーザー測深の測深精度

図-3.5

レーザー反射点を3種に分離した後，種類別の平均高さ

ALB測量と断面測量の比較（杭洗掘部）
横軸：岸沖位置，縦軸：地盤高を求めた．図-3.4に航空レーザー測深によって得られた断面地形（○印）とレッド測量によって得られた断面地

1形（実線）との比較を示す．図-3.4中のレーザー測深値

270m地点から385m地点までを拡大して，ALB測量結果（○印）と断面測量結果（実線）の海底地盤を比較すると（図-3.5），観測桟橋を支える杭周りに生じている洗掘状況についても正確に計測されていることがわかる．図-3.6にALB測量と断面測量との海底地盤高の相関を示す．
図-3.7に観測桟橋に沿った岸沖断面でのレーザー測深値

sea bottom level by lead Z(m)0と断面測量値は，陸上と海底ともによく一致している．

y = 1.0001x - 0.0005
R² = 0.9975

-1
-2
-3
-4
-5
-6

とレッド測量値との差ΔZ（破線，ΔZが正の時，レーザ-7ー測深が浅く計測されていることを表す）と，その二乗

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

sea bottom level by ALB Z(m)平均平方根誤差（実線，RMSE，計測精度）を示す．測深
値の差ΔZについては，正負の値が混在しており，一方的

図-3.6に浅く測深したり，深く測深したりする傾向は見られな

ALB測量と断面測量の海底地盤高比較

横軸：ALB地盤高，縦軸：断面測量地盤高-7-している．岸沖位置785m～825m地点のレーザー測深結果

0.4にも，海底面の誤認が生じている．

0.3

同様に，図-3.11に深浅測量の測線No.23（波崎観測桟

ΔZ, RMSE (m)0.2

橋から銚子方向に300m離れた岸沖方向測線）での，7月と0.1

12月の深浅測量とレーザー測深との比較を示す．12月の0

深浅測量結果とはほぼ一致している．岸沖位置785m～

-0.1
-0.2
-0.3

0

50

ΔZ

865m地点のレーザー測深結果にも，海底面の誤認が生じ

RMSE

ている．

100

150

200

250

300

350

400

cross-shore position (m)

図-3.7

ALBの測量精度の岸沖分布

横軸：岸沖位置，ΔZ：ALB測量とレッド測量の差
RMSE：差の二乗平均平方根誤差（計測精度）
3.3

航空レーザー測深の測深最大水深と透明度

今回の航空レーザー測深では，波は穏やかで透明度も高く，砕波の白泡による欠測点はあるものの，観測桟橋の範囲内で，水中の濁りによる海底面の誤認は見られな
かった．そこで，2017年7月と12月に行った観測桟橋周辺

図-3.8

深浅測量の測線位置と比較測線の深浅測量結果とレーザー測深結果を深浅測量測線に合わせて，10m～20m間隔に抽出した地盤高データとを用い

4.0て，沖合での海底面の誤認と透明度や濁りの関係を調べ

No.7

2.0

ground level Z(m)た．参考として，付図.22に7月～12月の間の観測桟橋先端で計測された1時間毎の有義波高と測量実施日との関係を示す．7月の深浅測量の後，航空レーザー測深実施までには，時化が何度もあり，地形は大きく変化したと考July
ALB 6 Nov.

0.0

Dec.

-2.0
-4.0
-6.0

えられる．また，航空レーザー測深後から，12月の深浅-8.0

測量実施までは，期間も短く，高い波も少ないことから，-10.0

水深の深い場所での地形変化は小さいと考えられる．図

-120

0

120

240

360

480

600

720

840

cross-shore position (m)-3.8に深浅測量の測定位置グリットと断面地形比較を行
図-3.9った岸沖測線の番号を示す．

測線No.7鹿島側の海底断面比較

横軸：岸沖位置，縦軸：地盤高

図-3.9に深浅測量の測線No.7（波崎観測桟橋から鹿島方向に300m離れた岸沖方向測線）での，7月（破線）と12

8.0
6.0

を示す．岸沖位置0m～400mは激しく地形変化が生じる場

4.0

ground level Z(m)

月（実線）の深浅測量とレーザー測深（○印）との比較所であるので，7月の深浅測量結果とは大きく乖離しているが，12月の深浅測量結果とは岸沖位置120m以浅の形状が異なる以外はほぼ一致している．岸沖位置785mと865m

No.15
July

2.0

ALB 6 Nov.

0.0

Dec.

-2.0
-4.0
-6.0

地点のレーザー測深結果には，海底面の誤認が生じ，浅-8.0く測深されている．

-10.0

図-3.10に深浅測量の測線No.15（波崎観測桟橋に沿っ

-120

0

120

240

360

480

600

720

840

cross-shore position (m)た岸沖方向測線）での，7月と12月の深浅測量とレーザー
図-3.10測深との比較を示す．No.7測線と同様に，7月の深浅測量

測線No.15桟橋に沿った海底断面比較

横軸：岸沖位置，縦軸：地盤高

結果とは大きく乖離しているが，12月の深浅測量結果とは岸沖位置120m～220mの形状が異なる以外はほぼ一致-8-濁度の鉛直分布観測を行い，グリーンレーザー測深によ

8.0

No.23

6.0

る砕波帯内の海底地盤高の測得状況，および，測量精度

ground level Z(m)4.0の検証，水質による測深限界の検討を行った．海底面の

July

2.0

レーザー測得密度は，陸上面，構造物面のレーザー測得

ALB 6 Nov.

0.0

Dec.

-2.0

密度に比べて小さく，平均6.4点/m2であった．砕波による-4.0

白泡が多く生じている範囲では，欠測があるものの，桟-6.0

橋を支える鋼管杭周りの洗掘状況についても正確に計測

-8.0
-10.0

が行われている．観測桟橋の範囲内のレーザー測深によ
-120

0

120

240

360

480

600

720

840

る海底地盤高の計測精度は，平均して0.13mであった．まcross-shore position (m)た，海底面の誤認識を適切にノイズ除去できれば，測深図-3.11

測線No.23銚子側の海底断面比較

限界深さは，透明度の2倍程度である．

横軸：岸沖位置，縦軸：地盤高

5.おわりにextinction coefficient, K

3

今回の精度検証結果から，航空レーザー測深は高い精35m

度で海底地盤高さを広範囲，高密度に測深できるけれど

65m

2も，砕波による白泡の直下では欠測が生じ，水深の深い場所では海水の濁り等による海底地盤の誤計測が生じて

95m
115m

1

50m

いることがわかる．白泡による欠測については，波の砕

240m

145m
190m

0

0

2

波位置での計測を複数回行うことや，潮位の異なる時間帯に計測を行うことによって，砕波によって生じる白泡

380mの影響を少なくして測深を行うなどの計測方法の改良が

320m

4

考えられる．また，濁り等による海底地盤の誤計測につ6

いては，レーザー反射強度の時間変化データを用いて，

water depth (m)図-3.12海中のノイズ除去を行うなどの解析方法の改良が考えら

光量子鉛直測定地点の光の消散係数Kれる．海底地盤測深精度の検証，および，欠測域の低減，横軸：水深，縦軸：消散係数（付図.1～付図.10より）測深限界の増深を行うことにより，航空レーザー測深の測量の信頼性を確保することが，今後の航空レーザー測海底面の誤認は水深8mを越えるあたりから3測線（図深を公共測量や水路測量に活用するための鍵になると考-3.9～図-3.11）ともに生じている．観測桟橋先端での透えられる．

明度や海中の光の消散係数Kが沖合800m付近まで一定と（2018年4月23日受付）

仮定すると，式2.1で表されるレーザー測深に用いた機器の製品仕様上の測深最大深さDmaxは，透明度を用いた式で

参考文献

は，6.7mとなる．また，光量子計の観測結果から，海中：戸澤実，松本良浩，岩本暢之，小野智三，矢島広樹（2004）の光の消散係数Kを求めると（図-3.12），観測桟橋先端付

航空レーザ測深機のテスト飛行について，海洋情報部技報，第22号，pp.1-6.

近では，約0.3であるので，海中の光の消散係数Kを用いた式では，測深最大深さDmaxは，7.3mとなる．深浅測量の各

中村圭吾，福岡浩史，小川善史，山本一浩（2017）：グリ

測線上の水深9mを越える場所での海底面が測深されていーンレーザ（ALB）による河川測量とその活用，ることから，適切なノイズ除去を行えば，透明度の2倍程

RIVERFRONT，第84号，pp.16-19.

度まで測深が可能であることがわかる．

4.まとめ
波崎海洋研究施設周辺で航空レーザー測深，および，観測桟橋に沿った断面地形測量，透明度観測，光量子・

-9-

付録

光量子束密度，濁度の観測結果

photon flux density (μmol/m2/s)

photon flux density (μmol/m2/s)
0

10

100

1000

10000

0

10

100

35 m

95 m
log approximationwater depth (m)water depth (m)log approximationy = -0.397ln(x) + 3.143
R² = 0.7333

0.5

y = -0.652ln(x) + 4.4246
R² = 0.8681

1

2

1

付図.1

光量子束密度の鉛直分布（35m地点）

付図.4

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深0photon flux density (μmol/m2/s)

10

100

1000

10000
0

photon flux density (μmol/m2/s)

10

100

water depth (m)water depth (m)y = -0.842ln(x) + 6.1591
R² = 0.8859

10000

log approximationy = -0.755ln(x) + 5.7731
R² = 0.2347

1

2

1

付図.2

光量子束密度の鉛直分布（50m地点）

付図.5

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深

10

100

1000

10000

0

photon flux density (μmol/m2/s)

10

100

65 m

1000

10000

145 m

water depth (m)log approximationy = -0.438ln(x) + 3.3897
R² = 0.8966

0.5

光量子束密度の鉛直分布（115m地点）

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深

photon flux density (μmol/m2/s)

water depth (m)

1000

115 m

log approximation
0.5

光量子束密度の鉛直分布（95m地点）

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深

50 m

0

1000

log approximation1

y = -1.597ln(x) + 11.216
R² = 0.6883
2

3

1

付図.3

光量子束密度の鉛直分布（65m地点）

付図.6

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深

光量子束密度の鉛直分布（145m地点）

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深- 10 -

0photon flux density (μmol/m2/s)

10

100

photon flux density (μmol/m2/s)

10000
0

1

log approximation2y = -1.982ln(x) + 14.245
R² = 0.8627

34

光量子束密度の鉛直分布（190m地点）

380 m
log approximation3

y = -3.397ln(x) + 20.347
R² = 0.9015

4

10

100

1

1000

注）付図.1～付図.10中の近似式の傾きの逆数の絶対値
が光の消散係数Kとなる．

10000

240 m
log approximationy = -1.888ln(x) + 13.594
R² = 0.9759

2
3
4
5

付図.8

光量子束密度の鉛直分布（240m地点）

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深

photon flux density (μmol/m2/s)
10

100

1000

1
2

320 m
log approximation3

y = -3.074ln(x) + 20.374
R² = 0.8299

4
5
6

付図.9

光量子束密度の鉛直分布（380m地点）

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深

photon flux density (μmol/m2/s)

water depth (m)

2

付図.10

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深

water depth (m)

1000

6

付図.7

0

100

5

5

0

10

1

190 m

water depth (m)water depth (m)1000

光量子束密度の鉛直分布（320m地点）

横軸：光量子束密度(log軸)，縦軸：水深- 11 -

turbidity (FTU)

turbidity (FTU)
0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0

0

100

200

300

400

500

600

35 m

water depth (m)water depth (m)

95 m

0.5

1

2

1

付図.11

濁度の鉛直分布（35m地点）

付図.14

横軸：濁度，縦軸：水深

濁度の鉛直分布（95m地点）

横軸：濁度，縦軸：水深turbidity (FTU)
0

0

2

4

6

8

10

12

turbidity (FTU)

14
0

0

2

4

6

8

10

12
115 m

water depth (m)water depth (m)

50 m

0.5

1

2

1

付図.12

濁度の鉛直分布（50m地点）

付図.15

横軸：濁度，縦軸：水深

0

10

20

30

40

50

濁度の鉛直分布（115m地点）

横軸：濁度，縦軸：水深turbidity (FTU)

turbidity (FTU)
0

60

70

80

90

0

0

2

4

6

8

10

12

65 m

0.5

1

1

2

3

付図.13

14

145 m

water depth (m)water depth (m)14

濁度の鉛直分布（65m地点）

付図.16

横軸：濁度，縦軸：水深

濁度の鉛直分布（145m地点）

横軸：濁度，縦軸：水深- 12 -

turbidity (FTU)

turbidity (FTU)
0

0

2

4

6

8

10

12

0

190 m

2
3
4

濁度の鉛直分布（190m地点）

4

5

6

2
3
4

0

5

10

15

注）付図.11～付図.20中の濁度の観測値には底質の巻
20

25

30

き上げによる濁りだけでなく，海水中の白泡混入の影響が含まれている．

240 m

1
2
3
4
5

付図.18

濁度の鉛直分布（240m地点）

横軸：濁度，縦軸：水深turbidity (FTU)
0

5

10

15

20

25

30

320 m

1
2
3
4
5
6

付図.19

濁度の鉛直分布（380m地点）

横軸：濁度，縦軸：水深turbidity (FTU)

water depth (m)

3

380 m

付図.20

横軸：濁度，縦軸：水深

water depth (m)

2

6

付図.17

0

1

5

5

0

0

1

water depth (m)1water depth (m)14

濁度の鉛直分布（320m地点）

横軸：濁度，縦軸：水深- 13 -

付録

透明度の長期観測結果，2017年7月～12月の有義波

高の観測結果6.0

transparency (m)

5.0
4.0
3.0
2.0
1.0

付図.21

Oct-93

Nov-93

Sep-93

Jul-93Aug-93Jun-93Apr-93May-93Jan-93

Feb-93Mar-93Dec-92Oct-92

Nov-92

Sep-92

Jul-92Aug-92Jun-92

Apr-92May-920.0

観測桟橋先端での透明度の観測（380m地点）
横軸：観測日，縦軸：透明度

付表.1

観測桟橋先での高い透明度の出現頻度

1992/4/11-1993/11/1の透明度の観測
観測日数＝305 day
透明度3m以上＝141 (46%)
透明度4m以上＝
67 (22%)
透明度5m以上＝
31 (10%)echo sounder B

3.0

1.0

ALB

2.0

echo sounder B

sgnificant wave height (m)

4.0

付図.22

28-Dec28-Nov

29-Oct29-Sep30-Aug31-Jul1-Jul

0.0

2017年7月～12月の有義波高と測量実施日- 14 -

港湾空港技術研究所資料

No.1346

２０１８．６

編集兼発行人

国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

発

港 湾 空 港 技 術 研 究 所

行

所

横 須 賀 市 長 瀬 ３ 丁 目 １ 番 １ 号

TEL. 046(844)5040 URL. http://www.pari.go.jp/

印

刷

所

株 式 会 社 シ ー ケ ン

C （2018）by MPAT
Copyright ○All rights reserved. No part of this book must be reproduced by any means without the written
permission of the President of MPAT
この資料は、海上・港湾・航空技術研究所理事長の承認を得て刊行したものである。したがって、
本報告書の全部または一部の転載、複写は海上・港湾・航空技術研究所理事長の文書による承認を得ずしてこれを行ってはならない。