CS立体図を使った地形判読マニュアル― 解説 ―（株）ジオ・フォレスト
戸田 堅一郎この資料は、「CS立体図を使った地形判読マニュアル」2023年3月 林野庁（https://www.rinya.maff.go.jp/j/seibi/sagyoudo/romou.html）を基に独自に解説を加えたものです。

１ 地形判読の基礎2

１．１ 「地形」とは大地に残された様々な地形

なぜ「地形」ができたのか？
・地殻変動
・火山活動
・水の力・風の力・人工改変など、その場所で過去に発生した現象の痕跡

これらの現象（＝災害）は、同じ場所で繰り返し発生する可能性が高い

地形判読から将来を予測し、適切な対策をする
4

１．２ 地形図から判読できる地形情報

地形量・・・ ・長さ、面積、それらの比など、定量化できる形態要素
・誰が計測し ても同じ値例）標高、傾斜、曲率、面積、体積、方位、起伏量 など

地形種・・・

・特定の成因によって形成された特定の形態的特徴をもつ地形の部分
・判読者の解釈によって判断が異なる例）扇状地、崖錐、地すべり滑落崖、地すべり側方崖 など

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（１） 標高（elevation）

等高線による標高の表示
・標高とは、東京湾の平均海水面からの垂直距離
・等高線とは、同じ標高を結んだ線
標高が高いほど気温が低下⇒耐寒性の違いによる適地適木の選択⇒病虫害対策の検討
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（１） 標高（elevation）

数値地形モデル （ DEM ：Digital Elevation Modeｌ）

・拡大すると、四角いマス目（セル）に１つの標高値が入っている
・近年の航空レーザデータでは、セルのサイズが0.5ｍ～1.0ｍ一般的
・地上レーザー測量等では、さらに細密なDEMの生成も可能

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（２） 傾斜（slope）

等高線からの傾斜の判読・傾斜とは、地表面が水平面となす角度
・傾斜が急になるほど斜面崩壊の危険性が高い・路網を開設する場合、傾斜が急になるほど土工量が増大、さらに急傾斜地では構造物が必要になり、開設コストが増大

（２） 傾斜（slope）

GIS解析による傾斜図
・計算方法によって値が異なる
・DEMのセルサイズ（解像度）によって値が異なる・傾斜を表す単位：
角度（度またはラジアン）、百分率（％）、比（垂直／水平）、割分

（３） 曲率（curvature）

凹凸・・尾根、谷 （平面曲率）（国土地理院数値地図）

等高線の曲がり具合（曲率）から地形の凹凸（尾根、谷）を読み取る

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（３） 曲率（curvature）③-2 凹凸・・遷急線、遷緩線（縦断曲率）
遷急線

緩遷緩線

急緩A

AB

B
（国土地理院数値地図）

傾斜の変化から、遷急線、遷緩線を読み取る

11

（３） 曲率（curvature）

平面曲率と縦断曲率の組み合わせによる斜面型の分類

（３） 曲率（curvature）

GIS解析による曲率図

地形種とは、特定の成因によって形成された特定の形態的特徴をもつ地形の部分

地形量が同じであっても、地形種によって性質が異なる
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地形種の判読

右図に含まれる地形種

・地すべり・深層崩壊跡
・沖積錐（扇状地）
・河道閉塞
・渓岸侵食
・表面侵食
・表層崩壊

15

地形種の判読

地すべり

右図に含まれる地形種

・地すべり

・深層崩壊跡・沖積錐（扇状地）
・河道閉塞

沖積錐（扇状地）

・渓岸侵食

表面侵食

崩壊地・表面侵食
・表層崩壊

深層崩壊跡

標高、傾斜、曲率等の地形量から地形種を「解釈」する

16

２CS立体図17

【ＣＳ立体図について】

形だけから地形種の判読は、・判読者によって結果が異なる
・初心者には難しい

地形判読を容易にするためにＣＳ立体図 を開発
18

地形図から判読できる ３つの地形量
① 標高

② 傾斜

③ 凹凸（曲率）
平面曲率 （尾根、谷）急：
等高線間隔が狭い

縦断曲率 （遷急線、遷緩線）（緩）緩：等高線間隔が広い（急）
19

CS立体図 とは① 標高【Elevation】＋② 傾斜【Ｓｌｏｐｅ】＋③ 曲率【Curvature】

３つの地形量を異なる色調で彩色して透過処理

・視覚情報から直感的に情報を認識可能
・異なる情報を同時に認識可能

・等高線では表現が困難な情報も認識可能
20

CS立体図とは「標高」「傾斜」「曲率」の３つの情報に色を付け、重ねて透過処理することで立体表現した図法
2012年に長野県林業総合センターで考案

傾斜曲率
傾斜曲率
標高

「CS」とは、曲率（Curvature）と傾斜（Slope）の頭文字
21

ＣＳ立体図作製の流れ図
※１）

【解説】

数値標高データ入手（LAS,xyz,LEM形式）
ファイル形式変換※２）

ＤＥＭ（TIFF形式等）
※３）

平滑化処理
※４）

標高レイヤ

傾斜角計算

曲率計算

傾斜レイヤ

曲率レイヤ

※５）

配色・透過処理

標高（白-黒）0％

傾斜（白-黒）
曲率（赤-黄-青） 50％
傾斜（白-茶） 50％
曲率（白-紺） 50％
50％

ＣＳ立体図

※１） 数値標高データの入手
・航空LiDARの有無は、「航空レーザ測量データポータルサイト」等で確認。測量発注者に申請すれば、多くの場合は入手可能。
（LAS,xyz,LEM形式等）
・国土地理院Webサイトから、５ｍメッシュ、１０ｍメッシュデータをダウンロード可能。
（LEM形式等）※２） ファイル形式変換
・入手できる数値標高データの多くはLAS形式,xyz形式,LEM形式などで、ＱＩＳでは直接解析できない。TIFF等のラスタ形式に変換する必要がある。
※３） 平滑化処理
・曲率計算を行う前に、平滑化処理を行う。
Gaussian filterを使用すると、滑らかな平滑化が可能。σ＝standard deviation（標準偏差）のパラメータを調整することで、平滑化の強度を変えることができる。小地形を強調したい場合はσを小さい値に、大地形を強調したい場合はσを大きい値にする。
※４） 曲率計算
・通常はGeneral curvatureを使用。Plancurvatureを使用すると、水による侵食を強調した図になる。Profile curvatureを使用すると、クラックや道路などが強調される。
※５） 配色・透過処理
・デフォルトは左記設定。用途や、判読したい地形規模に応じて、色調や透過率を調整する。
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【ＣＳ立体図について】

自動作成ツールを無料配布
ArcGIS版 （作成：森林総合研究所 大丸裕武氏）
G空間情報センターから入手可能（ArcGIS本体は要購入）

https://www.geospatial.jp/ckan/dataset/csmapmaker23

【ＣＳ立体図について】

自動作成ツールを無料配布
QGIS版 （作成：ミエルネ 朝日孝輔氏）
QGISのプラグインから「CSMapMaker」をインストール

24

FME版 CS立体図自動作成ワークスペース（作成：Pacific Spatial Solutions）

データ変換ソフトのFMEを使ったCS立体図自動作成ツール（FMEは要購入）
LEM形式の標高データ → GeoTIFF形式 → CS立体図を自動作成
処理速度が大幅にUP

公開済みCS立体図はG空間情報センターからダウンロードできます① インターネットで、「G空間情報センター」と検索
https://www.geospatial.jp/gp_front/② サイト内で、「CS立体図」と検索

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G空間情報センターから公開中のCS立体図
https://www.geospatial.jp/gp_front/

長野県（民有林）

兵庫県

岐阜県

静岡県

全国（１０ｍメッシュ）

長野県、岐阜県、静岡県、兵庫県、全国（10ｍメッシュ）
27

森林土壌デジタルマップ（森林総合研究所）から閲覧できます① インターネットで「森林土壌デジタルマップ」と検索
https://www2.ffpri.go.jp/soilmap/index.html

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森林土壌デジタルマップで閲覧可能なCS立体図
https://www2.ffpri.go.jp/soilmap/index.html

広島県、岡山県（一部）愛媛県、高知県（一部）福島県

熊本県、大分県

広島県、愛媛県、岡山県、高知県、福島県、熊本県、大分県
29宮崎県のwebサイト「ひなたGIS」ご紹介
https://hgis.pref.miyalg.jp/hinata/

ひなたGISの背景図として利用可能【後で実習】
30

３ CS立体図による
災害危険地形の判読方法

31

CS立体図による基本的な地形表現

森林基本図

ＣＳ立体図

１．尾根（凸地）は赤、谷（凹地）は青
２．急傾斜地は暗、緩傾斜地は明32

CS立体図による基本的な地形表現

ひなたGISの３D機能による表示
33

テキストの上手な使い方

QRコードを読み取るとひなたGISが起動する

３Ｄボタンで立体表示

34

（１）谷頭部（こくとうぶ） ― 侵食前線 ―・1次谷流域より1オーダー下の流域・表層崩壊の発生源

35

（１）谷頭部（こくとうぶ） ― 侵食前線 ―36

（１）谷頭部（こくとうぶ） ― 侵食前線 ―37

（１）谷頭部（こくとうぶ） ― 侵食前線 ―38

（２） 地質構造による 湧 泉 （ゆうせん）

39

（２） 地質構造による 湧 泉 （ゆうせん）

40

（３） 地すべり

地すべり：斜面の一部あるいは全部が重力によって斜面下方に（ゆっくりと）移動する現象
深層崩壊：豪雨等が誘因になり基盤岩から崩壊41

（３） 地すべり42

（４） 沖積錐（ ちゅうせきすい）

崩壊
崩壊

土石流とは、崩壊した土砂が、①水等と混ざり②水等が滑材になって③長距離を流下する現象
沖積錘とは、急勾配の河谷の出口に、主として土石流の堆積が繰り返されて形成された扇形の地形のこと（林野庁Ｗｅｂサイトより）43

（４） 沖積錐（ ちゅうせきすい）

44

（４） 沖積錐（ ちゅうせきすい）

45

（４） 沖積錐（ ちゅうせきすい）

46

（４） 沖積錐（ ちゅうせきすい）（南木曽町：平成26年度豪雨被災地）

ＪＲ南木曽駅
国道１９号
木曽川

47

（４） 沖積錐（ ちゅうせきすい）（南木曽町：平成26年度豪雨被災地）

ＪＲ南木曽駅
国道１９号木曽川48

拡大図

崩積土崩積土

扇状地
（沖積錐）

扇状地
（沖積錐）

扇状地
（沖積錐）

ＪＲ南木曽駅木曽川

周辺の渓流の出口にも、過去から繰り返し発生した土石流の土砂が堆積している 49

H26南木曽町災害発生機構の模式図50

土石流危険渓流の見分け方

・急傾斜で河床堆積物【地形判読】

・下方に沖積錐がある谷（過去の土石流堆積物）
51

（５） 侵食域 （しんしょくいき）

52

平面曲率の標準偏差（SHC ： Standard deviation of Horizontal Curvature）
斜面形状

谷型斜面

直線斜面

尾根型斜面

波型斜面

模式図

同 じ

傾斜
平面曲率－

０＋－＋－＋－

SHC

小小小大（平面曲率の標準偏差）

・同じ傾斜でも、谷が多く、入り組んだ地形では崩壊が発生しやすい。（過去の崩壊履歴が多い）
・一定面積（ex.半径100ｍ円内）における平面曲率の標準偏差を計算すると、地形の入り組みの度合いを表現できる。

53

CS立体図

傾斜が急
崩壊密度が高い

傾斜が急
崩壊密度が低い
平均傾斜

傾斜50m（度）<セル値>
0 - 2020.00000001 - 30
30.00000001 - 35
35.00000001 - 88.23075867

傾斜は緩い
崩壊密度が高い（松本市薄川）0250

500

1,000 ｍ54

〇解析事例１ （京都市清水：堆積岩）
CS立体図

近年の崩壊履歴と踏査による湧水確認位置をマッピング
近年の放棄履歴
踏査時に湧水あり
× 踏査時に湧水なし

傾斜10°以下
10°～20°以下
20°～30°以下
30°～40°以下
40°～

傾斜との明確な関係性は見られない（むしろ、急傾斜地には崩壊履歴、湧水が少ない）

SHC

0.5以下
0.5～0.6以下
0.6～0.7以下
0.7～0.8以下
0.8～0.9以下
0.9～

SHCが高い場所に、崩壊履歴、湧水が集中
55

調査地の地質構造（推定）

降雨

浸透砂岩
泥岩

湧水・崩壊

（京都府清水）

地中に浸透した水が特定の不透水層から湧出し、それより下流では侵食が激しい
56

〇解析事例２ （滋賀県田上：花崗岩）

凡例
2018-3-6 選択

STDR100_CUVH
値 SHC

高 : 0.915444

高い

卍不動寺

低い

低 : 0.674314

CS立体図にSHCを重ねて表示

SHCが高い場所の分布に偏りがある

57

〇解析事例２ （滋賀県田上：花崗岩）

凡例
2018-3-6 選択

STDR100_CUVH

HORIBA ES-51

値

ＳＨＣ

高 : 0.915444

低 : 0.674314

高い値

高 : 0.915444

低いSTDR100_CUVH
低 : 0.674314
水系線 選択EC（μS/cm）

40.000001 - 48.500000

40.0 ～35.000001 - 40.000000
35.0 ～40.0以下
30.000001 - 35.000000
30.0 ～35.0以下
25.800000 - 30.000000
30.0以下EC
水系線

2018-3-6 選択

凡例
湧水調査
小流域

小流域において湧水地点で電位電導度（ＥＣ）を計測

ＳＨＣが高い場所ではＥＣも高い傾向がある

58

EC (μS/cm)〇解析事例２ （滋賀県田上：花崗岩）
60

40
y = 63.697x - 16.949
R² = 0.2981

2000.60

0.70

0.80

0.90

1.00

1.10

1.20

SHC

・ＳＨＣとＥＣに正の相関がある
・ＳＨＣが高い場所は風化が進んでいる可能性がある
59

調査地の地質構造（推定）

降雨
深層風化
湧水・崩壊

深層風化

地下水浸透

EC値高

侵食

SHC値高
60

〇解析事例３ （和歌山県有田川町：堆積岩）

CS立体図

61

〇解析事例３ （和歌山県有田川町：堆積岩）

CS立体図にSHCを重ねて表示

62

〇解析事例３ （和歌山県有田川町：堆積岩）

2018.7.5 現地調査

63

〇解析事例３ （和歌山県有田川町：堆積岩）
作業道下方から湧水あり

切土法面から湧水あり
切土法面からの湧水

土砂崩落
土砂崩落
2018.7.5 現地調査

64

（６） 人工改変 （じんこうかいへん）

65

（６） 人工改変 （じんこうかいへん）

66リニアメント （断層）
直線状の地形67

リニアメント【地形判読】

68

リニアメント

地形傾斜に直行しない凹地形はあやしい！

【地形判読】

69

リニアメント

リニアメントと交わる場所で作業道が崩壊。（修復困難）【地形判読】

70

地質境界

71

（右岸）

（左岸）

薄川の北東側、南西側で地形が異なる

松本市薄川

72

（右岸）
・谷密度が低い・谷が深い（左岸）

緩傾斜・谷密度が高い
・谷埋め土砂・谷地田

松本市薄川

73

N2pi 中性岩

d4 崩壊堆積物

a 河成堆積物

N2va 安山岩質岩

溶岩・火砕岩N2pf 珪長質岩

花崗岩・花崗閃緑岩

0250

500

1,000 ｍd 崩壊堆積物「長野県デジタル地質図2015」 長野県地質図活用普及事業研究会編著

松本市薄川

74

・安山岩
・急傾斜・地すべり、大規模崩壊堆積物
・花崗岩
・やや緩傾斜・表層崩壊多発

松本市薄川

75

地域防災におけるCS立体図の活用事例

76【活用事例】

地域住民が主体の防災マップづくり（長野県飯田市）
77

【活用事例】

付箋に情報を書き込み貼り付ける

78

【活用事例】

資料提供：
飯田市

空中写真に情報を書き込み完成 → 各戸に配布
住民からの情報、地形解析結果、地すべり分布、法的指定、避難方法、経路 など

79【活用事例】 地域住民によるハザードマップの作成【活用事例】

崩壊危険地の見回りに活用作成したハザードマップを持って住民が危険個所を点検

スマートフォンの活用
スマートフォンの地図アプリにＣＳ立体図を入れて、ＧＰＳでナビゲーションすることで効率的に森林調査が可能
諏訪市神宮寺地区で作製したハザードマップ（長野県諏訪市）

80【活用事例】

災害対応時の活用事例

81【活用事例】

災害調査時の活用【活用事例】

2019.10.21
台風19号被害調査 （川上村）
スマホ地図アプリ82

【活用事例】

治山事業計画書 （添付資料）【活用事例】

谷止め工２基谷止め工１基保全対象
保養施設（体育館）
山腹工
谷止め工１基83

【事例紹介／干渉SAR】【地形の変化を見える化】

干渉SAR解析84

干渉ＳＡＲとは【事例紹介／飯山市】

２時期のレーダーデータを解析し、地盤の変動を数センチ単位で計測することが可能な技術。

（国土地理院ＨＰ；http://www.gsi.go.jp/uchusokuchi/sar_mechanism）

85

【事例紹介／干渉SAR】
電波照射方向（右向き）

衛星進行方向（南行）

2016/8/16-2017/6/6

干渉SAR
長所：現在の微細な変動を計測できる
短所：絶対値は不正確
ノイズが多い（大気、地形、植生等の影響）
86【事例紹介／干渉SAR】
電波照射方向（右向き）

衛星進行方向（南行）

2016/8/16-2017/6/6

ＣＳ立体図

干渉SAR

長所：地形判読が容易

長所：現在の変動を計測できる

短所：現在滑動しているかは不明

短所：絶対値は不正確
ノイズが多い現在滑動している危険な地滑りを抽出可能87

【事例紹介／干渉SAR】

ＣＳ立体図と重ねて表示することにより、滑動している危険な地すべり地を抽出することができる （長野県大鹿村）
88

【事例紹介／干渉SAR】

高山村笠ヶ岳地表面変動の可能性がある範囲
地理院地図

ＣＳ立体図

電波照射方向（右向き）

電波照射方向（右向き）

衛星進行方向（南行）

衛星進行方向（南行）

2016/8/16-2018/8/14

2016/8/16-2017/6/6-π
衛星に近づく-59mm

π0

衛星から遠ざかる
59mm

県庁治山係の発注により、平成３0年度から全県規模で干渉ＳＡＲ解析を実施中 （140カ所を検出）89

【事例紹介／干渉SAR】

現地調査

干渉ＳＡＲ解析で抽出された、地すべり危険地を現地調査し、地形の変状などを確認
90

【事例紹介／干渉SAR】

現地確認は絶対に必要！

（長野県飯田市）
91

【研究／AI地形判読】【地形判読の自動化】

AIによる崩壊危険判読92

【研究／AI地形判読】

２００９年（災害前）

２０１２年（災害後）

災害発生前から浅い凹地形をしている。

同じ場所で、繰り返し崩壊が発生
崩壊危険個所をピンポイントで検出可能

93

崩壊地教師データの作成 （H30成果）
崩壊跡地形の抽出ルール（１）植生高が低い
DSM-DEMが周辺より低い（２）凹地形の上部にポイントを打点（３）CS立体図からの目視判読によりポリゴンを作成

94

【教師データ】
長野県松本地区東部
判読条件
・植生高が低い（DCHM=DSM-DEMから）・崩壊跡（凹地形）

16,892箇所【AI学習】
Mask R-CNN（ノーザンシステムサービス）

051020ｋｍ95【研究／AI地形判読】

ＣＳ立体図

ＡＩによる抽出

教師データ

ＣＳ立体図から自動判読

人間による目視判読・植生高低い・明瞭な凹地形（解析：ノーザンシステムサービス）96【研究／AI地形判読】

ＣＳ立体図

ＡＩによる抽出

教師データ

ＣＳ立体図から自動判読

人間による目視判読・植生高低い・明瞭な凹地形（解析：ノーザンシステムサービス）97【研究／AI地形判読】

ＣＳ立体図

ＡＩによる抽出

教師データ

ＣＳ立体図から自動判読

人間による目視判読・植生高低い・明瞭な凹地形（解析：ノーザンシステムサービス）98

AI解析による森林路網線形の自動判読

AI

CS立体図（岐阜県）

AI解析による森林路網の自動抽出とベクトルデータ化（解析：ノーザンシステムサービス）

教師データとして森林路網をAI学習させると、路網線形の自動抽出も可能
99

４ おわりに① 現場に行く前に、CS立体図を観て、なぜその様な形になったのか？ どのような地質構造か？ どんな災害の危険性があるか？ その他、気になる地形はあるか？ 考えてみてください。
② CS立体図以外の地図資料をできるだけ沢山集めて、見比べてください。
例えば、空中写真（古いものから最新のものまで）、地質図、地すべり分布図、行政が公開しているハザードマップなどです。これらは、オープンデータとして公開されています。
③ いよいよ現地に行って答え合わせです。現地調査ではスマートフォンなどのモバイル端末で現在位置のCS立体図を確認してください。もしも、事前に考えた状態と、現地が異なっていたら、それは、あなたにとって１つ勉強になったということです。

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