リバーフロント研究所報告 第 35 号 2024 年 9 月

河川環境基図作成調査の高度化・効率化の考察
Considerations for Advancing and Streamlining River Environment Mapping Surveys

自然環境グループ

研 究 員 鈴木敏弘

自然環境グループ

研 究 員 内藤太輔

自然環境グループ

研 究 員 森本洋一

主席研究員

１．はじめに槙島みどりの色、密度等、植生の相観として判読者が区分できる

河川環境基図作成調査は、全国の河川において定期まとまりを判読して作成した図のことであり、現地調的、継続的、統一的手法により実施されている河川水査の際の参照図として用いられる。植生や水域の広が辺の国勢調査の一項目である。陸域調査と水域調査にりや形状は、使用する空中写真の内容が反映される。

より構成されており、平成 18 年度以降、概ね 5 年に 1

出水後の状態、河道掘削や樹木伐採等の河川整備後の回の頻度で実施されている。陸域調査では主に植生図、状態を正確に河川環境基図に反映するためには、でき水域調査では早瀬、淵、干潟等の水域図が作成される。

る限り「最新の空中写真」を使用する必要がある。

河川環境基図作成調査の成果は、河川環境の定量評①河川環境基図作成調査と空中写真撮影の調査年の価ツールである「河川環境管理シート」や河川の環境連携：多くの河川では、発注者が概ね 5 年に 1 回の頻情報を図面上に整理した資料である「河川環境情報図」

度で撮影する空中写真測量を「最新の空中写真」としとして河川整備や河川管理において活用されている。て受注者に貸与し用いているが、河川環境基図作成調

河川水辺の国勢調査の調査マニュアルは、平成 28 年査と空中写真測量の実施時期の連携が不十分である場

度版が現行版であり、全調査項目が 1 巡（河川環境基合には、最大で 5 年前に撮影された写真が用いられる図作成調査は 2 巡）する令和 8 年度の改訂に向けて、場合があり、最新の状態を反映した判読素図を作成す調査手法の検討が進められている。

る上で課題となる。

本報告では令和 4、5 年度に行った河川環境基図作成②実態に合わせた陸域の判読素図作成内容の充実：の調査手法に関する検討を踏まえ、河川環境基図作成

H28 マニュアルでは、陸域の判読素図は、概ね基本分類調査の高度化・効率化に向けた考察を示す。

程度の区分を目安に判読キー（各区分を特徴づける空中写真の見え方）を設定し、プリントされた空中写真

２．河川環境基図作成調査手法の課題を実体視して判読する方法が記載されている。一方、

河川環境基図は、河川整備や河川管理における環境調査の現場においては、各河川において蓄積された過情報の基礎となる資料であるため、全国の河川におい去の河川環境基図やオルソ化された空中写真を活用し、て、調査時点の陸域及び水域環境を正確に反映した成GIS ソフトで過去の河川環境基図データ及び空中写真果が全国均一のレベルで作成されることが求められる。

データを読み込んで目視判読する方法や、機械学習に「平成 28 年度版河川水辺の国勢調査基本調査マニよる自動判読する方法等で作成されている場合がみら1）ュアル[河川版]（河川環境基図作成調査編）」 （以下れる（令和 4 年度検討における実務者意見）。方法によ「H28 マニュアル」という）の調査手順において、成果

り判読素図の細部の結果（判読キーの内容やその分類の正確性、レベルの均一性に影響する項目として、判精度等）が異なる可能性があることから、各方法の特読素図の作成、現地調査、調査結果とりまとめが挙げ徴や留意点を踏まえて活用しないと、河川環境基図のられる。

成果の正確性や均一性に影響する可能性がある。

２－１

判読素図の作成の課題

２－２

判読素図の作成における主な課題として、①河川環現地調査の課題

現地調査における主な課題として、③調査箇所及び境基図作成調査と空中写真撮影の調査年の連携及び②④水域の早瀬、淵、干潟の判断基準が挙げられる。

実態に合わせた陸域の判読素図作成内容の充実が挙げ③調査箇所： H28 マニュアルでは、陸域は判読キーられる。の群落名が特定できない箇所等、水域は過去の河川環

判読素図とは、最新の空中写真をもとに、空中写真

境基図で記載のある箇所等を調査箇所として選定し、-9-

環境・生態系の基本的課題に関する研究報告現地調査を実施することとされている。これに基づき、三次元点群データ及びオルソ化された空中写真が概ね判読キーで群落名を特定できる箇所が多く、また、比5 年に 1 回の頻度で計画的に得られることとなった。

較的環境が安定している河川では、必要な調査箇所をまた、河川水辺の国勢調査は 10 年に 1 回の頻度で、選定し現地調査が実施されている。一方で、判読キー全体調査計画の更新が行われており、令和 8 年度に向で群落名を特定できない箇所が多い河川（空中写真のけて調査スケジュールの見直しが行われる。

撮影時期が冬季等で設定可能な判読キーが限られる河河川環境基図作成調査と点群測量の調査スケジュー

川、空中写真撮影以降に大規模な出水や河川整備が行ルの連携を図ることにより、最新の状態を反映した判われている河川、変化が大きい河川等）では、概ね全読素図の作成が可能となる（例：河川環境基図作成調

川を対象とした現地調査が実施される場合があり、現査の同年度または前年度に点群測量を実施）。合わせて、地調査の調査箇所の選定は河川毎の状況に委ねられて点群測量の成果を基に三次元管内図が作成されるため、いる。

河川環境基図と背景図の整合確保が期待される。

④水域の早瀬、淵、干潟の判断基準：H28 マニュアル

B 機械学習による陸域環境の自動判読：植生の特徴

では、空中写真や現地でみられる定性的な特徴（早瀬量を示すデータと教師データを用いて、機械学習のアは水面が乱れる・白波が立つ等、淵は水の色が濃い等）ルゴリズムにより自動分類する手法である。植生の特から判断することとされている。また、「具体的な早瀬・徴量を示すデータは、衛星画像、空中写真、三次元点淵の範囲については、早瀬・淵の範囲の定義づけが困群データ等から作成されるデータが用いられる。教師難な場合がある」と記載されている。

データの区分は、水面、裸地、草地、樹林地の 4 分類

２－３から河川水辺の国勢調査の基本分類の 28 分類まで

調査結果とりまとめの課題

河川管理における河川環境基図の活用を踏まえた調様々である 2,3,4)。機械学習のアルゴリズムは、代表的査結果とりまとめの課題として、⑤河川環境基図と背なものとして Random Forest が挙げられる。既往研究景図（空中写真や地形図）の整合確保が挙げられる。

では、空中写真及び三次元点群データを用いた 5 分類

不整合がみられる場合の要因は課題①と同様である。

（上記 4 分類及び施設地）
では 4 割〜9 割（F1score 値）

現在、直轄河川では三次元管内図の整備が進められての精度が得られている 3)。衛星画像を用いた基本分類

おり、河川環境基図との整合確保が重要となる。の 28 分類では 6～7 割（平均正解率）の精度が得られている 4）。今後、陸域調査の判読素図作成に適用可能

３．高度化・効率化に向けて期待される技術な分類区分の明確化、自動判読技術の汎用化の技術開２.で示した課題に対応し、河川環境基図の高度化・発が進み、判読素図作成に導入することで、判読素図効率化を進める上で適用が期待される技術等として、作成作業の効率化が期待される。導入においては、自A 点群測量との連携、B 機械学習による陸域環境の自動判読技術で作成される判読素図の内容に合わせた調動判読、C 三次元点群データを用いた水域環境の分類査箇所選定の考え方の整理が必要である。

が挙げられる（表－１）。

C 三次元点群データを用いた水域環境の分類：水理計算を伴う分類技術では、iRIC の EvaTRiP Pro に三次

表－１ 河川環境基図作成調査の課題と期待される技術等課題期待される技術等① 基 図 調 査 と 空 中 写 A 点群測量（ALB）との連
真撮影の調査年の携連携② 陸 域 の 判 読 素 図 作 B 機械学習による陸域環成の内容
境の自動判読③調査箇所④水域の早瀬、淵、干 C 三次元点群データを用潟の判断基準
いた水域環境の分類⑤ 河 川 環 境 基 図 と 背 A、B、C景図の整合確保
A 点群測量との連携：令和元年度より直轄河川の河元点群データを与えて、水理計算によりフルード数や水深・流速を算出し、早瀬・淵を分類する方法 5）がある。今後は、三次元点群データから得られる水深や水面勾配等の特徴量を用いた早瀬・淵の定義づけと、簡易かつ汎用性のある分類技術の開発が進むことが期待される 6）。干潟は、三次元点群データから得られる地形、朔望平均満潮位、朔望平均干潮位から求められる相対潮汐地盤高を指標とする方法 7）がある。これらの技術開発が進み水域調査に導入されることで、調査の高度化・効率化が期待される。

４．おわりに川定期縦横断測量において、原則、点群測量（ALB）が国土交通省では、河川環境の定量的な目標設定に向実施されることとなった。これにより、水中部を含むけた検討が進められており、指標として、生物の生息- 10 -

リバーフロント研究所報告 第 35 号 2024 年 9 月

場の面積等が想定されている。河川環境基図作成調査
は、生息場の面積等の基礎情報となるデータであり、成果の正確性、レベルの均一性を確保するための高度化・効率化技術の導入が重要となる。導入においては、従来の調査手法との継続性の確保に留意する必要がある。技術の進展や、課題対応の必要性を踏まえ、段階的に現場実装が進むことが期待される。
本検討にあたっては、国土交通省水管理・国土保全局河川環境課、中部地方整備局河川部河川環境課の皆様には貴重なご指導・ご助言を頂きました。ここに記して深く感謝を申し上げます。

＜参考文献＞
1) 国土交通省水管理・国土保全局河川環境課：平成 28
年度版河川水辺の国勢調査基本調査マニュアル[河川版]（河川環境基図作成調査編），20162) 宮脇成生，野村大祐，木下長則，鈴木研二，鈴置由紀洋，池内幸司：高解像度人工衛星画像及び LP データを用いた河川域植生図作成手法の開発，河川技術論文集，第 29 巻，p.55-60，2023
3) 溝口裕太，黒木秀和，戸村健太郎，金谷将志，中村圭吾，崎谷和貴：航空レーザ計測データを用いた機械学習による河川景観判読の処理手法の検討，土木学会論文集，80 巻 16 号，23-16056，2024
4) 森本洋一，都築隆禎，槙島みどり，勢田昌功，大橋伸之，陰山建太郎：光学衛星画像データを活用した河道内地被分類（植生、土砂）の推定に関する研究，リバーフロント研究所報告，第 34 号，p.127130，2023
5) 林田寿文，河野誉仁，森照貴，中村圭吾：河川 CIMに貢献する 3 次元の多自然川づくり支援ツールの開発と普及，河川技術論文集，第 29 巻，p.67-72，2023
6) 森本洋一，鈴木敏弘，槙島みどり，中村圭吾：点群データを用いた瀬・淵の定量的な抽出に向けた基礎的検討，河川技術論文集，第 30 巻，p.47-52，2024
7) 前田義志，中村圭吾，鈴木宏幸，甲斐崇，服部敦：
環境管理を目的とした河川汽水域における底生動物と生息場の定量的関係の把握，河川技術論文集，
第 22 巻，p.415-420，2016- 11 -

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