IAEG Bulletin 紹介(5)

衛星 SAR を利用した地表面変動の検出に関する研究紹介
国際委員

山 下 久 美 子
1.はじめに

2.紹介論文の概要

第 2 回の Bulletin 紹介にて，菊地輝行国際委員

紹介する論文は，Bulletin の第 75 巻 1023～

より GB-InSAR を用いた斜面動態モニタリング

1032 ページに掲載された｢Detection of groundに関する研究紹介がなされたが，南海トラフ地震

movements in Montjuïc (Barcelona) usingを筆頭として今後発生が懸念されている広域複TerraSAR-X data」である 5)．本論文の執筆者の合災害への対応や，建設現場の生産性向上を図る

うち，Luca Tanteri と Nicola Casagli は，イタリ

i-Construction の推進など，働き手が減少していア の フ ィ レ ン ツ ェ 大 学 の 所 属 ， María

く中でこれからの技術社会を渡り歩いていくに

Cuevas-González，Núria Devanthéry，Michele

は，リモートセンシングを有効活用していくこと

Crosetto は，スペインの Centre Tecnològic deがひとつ重要であると考えられる．

Telecomunicacions de Catalunya の所属である．

リモートセンシング技術のひとつに，衛星 SAR

以下，論文の構成に沿って概要を述べる．また，（Synthetic Aperture Radar、合成開口レーダー）

論文には引用されていない有用と思われる日本が挙げられる．昼夜，天候を問わずに地表面の状語論文も適宜追加した．

態を広域で観測することができるため，地震や火なお，本論文はオープンアクセスとなっており，山活動による地殻変動の把握や大規模崩壊によCreative

CommonsAttribution

る河道閉塞箇所の判読，構造物の変状検知など

International License が適用されている．

4.0

様々な場面で活用されている 1) 2) 3)など．
日本では現在，陸域観測技術衛星 2 号（だいちIntroduction2 号）を JAXA が開発・運用しており，日々観測· この論文では，解析期間で後方散乱特性が変化を行っている．海外に目を向けると，アメリカやしない点（PS 点）を抽出し，それらのピクセ

ヨーロッパなどで開発された様々な人工衛星がル で の 変 動 を 推 定 す る PSI （ Persistent

打ち上げられており，オープン＆フリー化されてScatterer Interferometry）という方法を使用いるデータも増えてきている 4)．

する．

今回紹介する論文は，ドイツが開発した SAR 衛· 通常の InSAR 解析では，観測期間における植星「TerraSAR-X」の観測データを用いて，スペ物の成長や入射角の違いによる干渉度低下がイン・バルセロナにあるムンジュイックの丘にお起こるが，PSI では PS 点のピクセルのみを抽ける地表面変動を解析したものである．観光など出して変動を追跡するため，ノイズが小さい干で訪れたことがある方もいらっしゃるのではな

渉結果を得ることができる 6)．PS 点となり得いだろうか．

る地表の物体は主に人口構造物や岩であり，それらが密に分布する都市部や植生及び積雪のない山肌などで良好な結果が得られやすいがバンド (3.1 cm 波長) センサによる StripMap7)，植生が多い森林地域ではデータがうまく取モード (解像度 3 m) およびアセンディング軌得できないこともある．

道で取得された 28 個の SAR シーンを使用し· PSI は，沈下，斜面不安定性，地すべり，都市た．撮影期間は 2007 年 12 月 30 日～2009 年
11 月 22 日．

部の変動などのさまざまな現象の検出，特性評価，および監視に広く使用されており 8) 9) 10)な· PS 点のパラメータには，平均変位速度またはど，広範囲で発生する変動現象の包括的な見通

変形速度，変形時系列，および残留地形誤差しを得ることができると同時に，個々の地物を(RTE) が含まれる．PS 点と地形モデルから推測定する機能を持っている．なお，PSI は文献定された RTE を使用することで，より正確な8) などで従来から知られている PSInSAR をジオコーディングが可能となる 13)．この PSIG含み，より一般的な手法を表す用語である．

分析により 540 万以上の PS 点を生成した．

· 本研究では，バルセロナの都市圏が撮影された2007 年 12 月から 2009 年 11 月までの 28 のResults and discussion

TerraSAR-X 画像を使用し，現在進行中の地表

 Site1：野球場周辺
Palau St. Jordi スポーツ競技場周辺は，最大面変動の検出を行った．

12 mm / 年で衛星から遠ざかる変位が観測さStudy area

れ，特に野球場周辺の地盤変動が目立つ．

· ムンジュイックの丘は標高 184.8 m，イベリア

現地調査の結果，PS 点で変位が見られる地点

半島の北東海岸にあるバルセロナの都市部に（TS1，TS3 地点）での街灯の損傷やアスファ位置する．

ルトの亀裂が確認された．

· 地形学的観点から見ると，南部の Llobregat
川デルタと北部の丘陵からの支流によって形図－1．Pérez de Ròzas 野球競技場周辺におけ成された新しい沖積堆積物を特徴とする，平坦る PSIG 分析および現地調査結果な周辺地域に囲まれた「島」である．

Copyright2018 Springer International Publishing· この丘の地質は，浅い海成相によって特徴付け

AG． Part of Springer Nature．

られ，中新世のアルコース質砂岩などが強く珪化した 200m 以上の厚さの地層からなり，古生文献調査等の結果，変動が発生している地域は代の変成岩と砂岩からなる周辺域とは異なり20 世紀半ばまで採石場として利用され，その特徴的である 11)．特に豊富な海棲動植物化石

後ゴミで埋め立てられたことが分かった．一方，を含む砂岩は“Montjuïc Sandstone” と呼ばTS2 地点では過去の開発がなく地盤が安定しれ 12)，特徴的な岩質組成から多くの採石場がているため，顕著な変位は見られない．

開発され，1970 年代初めまで採掘が行われていた．

Site2：Costa i Llobera 庭園· 現在は植物園や 1992 年オリンピックのためにCosta i Llobera 庭園付近でも Miramar Road

スポーツ会場などが建設され，バルセロナの観と庭園の一部（Site 2a）および Miramar Road

光資源として重要な場所となっている．のトンネル入口付近（Site 2b）で変動が検出されている．

Materials and methods

Site 2a では 4～5 mm / 年で衛星から遠ざか· 本研究では，TerraSAR-X 衛星に搭載された Xる変位が観測されており，庭園の下にある岩壁と急斜面が特徴である．この崖は前述した

参考文献“Montjuïc Sandstone” が広く露出し，裾に

1) 神山嬢子，國友優，阪上雅之，長井義樹 (2016)：は崩落した岩石が厚く堆積している．また，こ干渉 SAR 解析による斜面変動範囲推定手法の検討，の地域は過去に砂岩採石場になっていたため，写真測量とリモートセンシング，55(3)，pp.187～

そのずりで堆積物の厚さが更に増したと考え190

られ，変位の原因はこれらの堆積物の不安定性

2) 水野正樹，神山嬢子，江川真史，佐藤匠，蒲原潤に起因するものと考えられる．

一 (2014)：２偏波 SAR 画像による大規模崩壊及びSite 2b では Miramar Road のトンネル入り口

河道閉塞箇所の判読調査手法(案)，国土技術政策総に隣接する，坂道になった小さな駐車場で変位合研究所資料，No.791が見られ， 4.5～7 mm / 年で衛星に近づく変

3) 佐 藤 弘 行 ， 金 銅 将 史 ， 小 堀 俊 秀 ， 小 野 寺 葵

位が観測されている．調査の結果，この坂道の(2017)：衛星 SAR による 19 基のロックフィルダム

箇所は細粒で低固結の土砂と砂岩礫による盛の外部変形計測，土木技術資料，59(9)，pp.36～41土であることが分かった．

4) 経済産業省

製造産業局

宇宙産業室 (2017)：

政府衛星データのオープン＆フリー化及び利用環境

図－2．Costa i Llobera 庭園周辺における整備に関する検討会報告書

PSIG 分析結果（一部抜粋）

5) Luca Tanteri, María Cuevas-González, Núria

Copyright2018 Springer International Publishing

Devanthéry, Michele Crosetto, Nicola Casagli

AG． Part of Springer Nature．

(2016) ： Detection of ground movements inMontjuïc (Barcelona) using TerraSAR-X data,

3．終わりに今回の論文は有名観光地であるスペイン・バル

BulletinofEngineeringGeology

andtheEnvironment, 75(3), pp.1023–1032

セロナをフィールドとして衛星画像解析を実施

6) 福島洋（2011）：StaMPS パッケージを用いたし，現地調査から変位が見られる根拠付けを行っ

PS 干渉 SAR 解析，測地学会誌，57(2)，pp.41–48．

た．その結果，今回紹介した 3 カ所では，それぞ7) 森下遊，鈴木啓，小林知勝 (2013)：干渉 SAR 時

れ異なる要因が地表面変動に影響していること

系列解析による微小な変位量で進行する地盤変動監が分かった．

視の実用化へ向けて，地理院時報，124，pp.125～

応用地質のフィールドでは，遠隔で得られるデ132

ータを解析するだけでなく，現地に足を運んでの

8) Ferretti A, Novali F, Bürgmann R, Hilley G,

情報収集，歴史的背景を調査・考察することも重Prati C (2004) ： InSAR permanent scatterer

要である．地域でのハザードマップ作成においてanalysis reveals ups and downs in San Francisco

は，長年その土地に住んでいる住民の知見が重宝Bayされる．近年では災害が発生すると，この土地でGeophysical Union，85(34)，pp.317–324

は過去にも同じ災害があったというような，被災

9) Lubitz C, Motagh M, Wetzel HU, Kaufmann H

履歴の話題が報道で取り上げられることも増え(2013)：Remarkable urban uplift in staufen im

たように感じる．

Breisgau,

日進月歩の最新技術と，その土地が現在まで積area ， Eos

Germany:Transactions

Americanobservations

fromTerraSAR-X InSAR and leveling from 2008 to

み重ねてきた歴史の融合が，今後あらゆる分野で2011，Remote Sensing，5(6)，pp.3082–3100

より一層求められてくるのではないかと思う．

10) 山中雅之，森下遊，大坂優子 (2013)：干渉 SAR
時系列解析による地盤沈下の検出，国土地理院時報，

124，pp.1～14
11) Alfaro A, Pujades LG, Goula X, Susagna T,Navarro M, Sànchez J, Canas JA (2001) ：Preliminary map of soil’s predominant periods inBarcelona using microtremors，Pure and AppliedGeophysics，158，pp.2499–2511
12) Lourenço PB, Ramos LF, Vasconcelos G(2004) ： On the cyclic behaviour of stone dry
masonry joints，In: 13th international brick andblock masonry conference, Amsterdam, July 4–7,
200413) Devanthéry N, Crosetto M, Monserrat O,Cuevas-González M, Crippa B (2014) ： Anapproach to Persistent Scatterer Interferometry:the PSIG chain, Remote Sensing, 6(7), pp.6662–6679