⼀般財団法⼈ 宇宙システム開発利⽤推進機構 (J-spacesystems)、⾼精度衛星測位サービス利⽤促進協議会 (QBIC)主催
衛星測位シンポジウム2022

SDGs達成と地球温暖化影響緩和に貢献する衛星測位応⽤事例講演会
3-8

マルチモニタリングによる地盤やインフラの変動監視サービス〜 SDGs達成や気候変動対策への貢献〜

先端技術・事業開発部 調査企画グループ
津野 浩⼀
2022年12⽉13⽇

⽬次
 はじめに
 国際航業のマルチモニタリング
 GNSSによる変動監視サービスの実装例
 GNSSによる変動監視サービスの適⽤事例
 屋内外測位とセンシングとのシナジー おわりに

はじめに

2

国際航業の紹介

社

名 国際航業株式会社（KOKUSAI KOGYO, CO., LTD.）所

在地 〒169-0074 東京都新宿区北新宿2丁⽬21番1号 新宿フロントタワー
⽴ 1947 (昭和22)年9⽉12⽇

設資従本業

拠⾦ 167億94百万円
員点数 1,896名（2022年3⽉末）
数 国内56拠点

有 資 格 者 数 博⼠37名、技術⼠440名、情報処理技術者209名、ほか（延べ⼈数）
事業

内容

公共コンサルタント事業、インフラマネジメント事業、防災環境事業、センシング事業、RE (Renewable Energy)関連事業、ほか
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地理空間情報サービスと国際航業のビジネスモデル
 国際航業は「計測技術」「解析・処理技術」を活⽤し、幅広いお客様に利活⽤としての「地理空間情報コンサルティング事業」を展開している。

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国際航業が利⽤するおもな衛星システム
 光学衛星とSAR衛星を合わせて、現在、17種類以上の衛星を利⽤。
＜SAR衛星︓合成開⼝レーダ＞
Synthetic Aperture Radar＜光学衛星＞
Optical Sensor
World View-3【⽶Maxar社】
 空間分解能︓0.31 m

CosmoSkyMed【伊e-GEOS社】
 空間分解能︓1 ｍ〜

Dove【⽶Planet Labs社】
 空間分解能︓ 3.0 m

ALOS-2【JAXA】
 空間分解能︓３m〜Sentinel-1【欧ESA】
 空間分解能︓ 5×20 m

Sentinel-2【欧ESA】
 空間分解能︓10 m、20 m
GRUS【アクセルスペース社】
 空間分解能︓2.5 m

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ICEYE【フィンランドECEYE社】
 空間分解能︓ 0.25 m〜

5国際航業の航空機、ドローン、MMSなど
 航空機、ドローン、MMS (モバイルマッピングシステム)などのさまざまなプラットフォームやセンサを駆使。

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国際航業の持続可能な地球への取り組み
SDGsへの取り組み

 企業理念である「安⼼で安全、そして持続可能なまちづくりで社会に貢献」を実現するためにさまざまな形で取り組み。その中でもSDGsは気候変動対策と同様に事業の中⼼に据え、社員⼀⼈ひとりがその⽬標達成を⽬指している。
温暖化対策への取り組み① 気候変動イニチアティブへの加盟：2018年7⽉に気候変動イニシアティブ (JapanClimate Initiative、以下JCI)に署名。JCIはパリ協定の実現を⽬的として⽇本の⺠間企業や⾃治体、NGOなどで構成されたネットワーク。気候変動対策に取り組むとともに、その内容をJCIのWebサイトで発信。
② 国連Global Compactへの加盟：国連が提唱する、国際社会において持続可能な成⻑を実現するための世界的な取り組みである国連グローバル・コンパクト(UNGC)の理念に賛同して、署名し登録。⼈権、労働、環境、腐敗防⽌の4分野・10原則を尊重し社会の持続可能な成⻑を実現するため⾃発的に取り組み。
③ 国連 Business Ambition for 1.5℃への加盟：国連 Business Ambition for 1.5℃に署名。これは、世界の気温上昇を産業⾰命前から1.5℃未満に抑えることを⽬指し、2050年までに温室効果ガスの排出量を実質ゼロにすることを国連などが世界の企業に要求しているもの。科学的根拠に基づく削減⽬標 (SBT)認証を取得。
④ CDPスコアリングパートナー (2021年/⽔セキュリティ、2022年/森林)：投資家、企業、国家、地域、都市が⾃らの環境影響を管理するためのグローバルな情報開⽰システムを運営するCDPのスコアリングパートナー。

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国際航業のマルチモニタリング

8変位計測技術が求められる現場とは 災害関連、施⼯管理および維持管理における変形計測に焦点。
災害
関連

施⼯
管理

維持管理

地震、⼤⾬、噴⽕など
・状況把握、対策⼯の検討
・復旧⼯事時の安全管理
・対策後の効果確認

・施⼯上の安全管理
・情報化施⼯ (観測施⼯)
・施⼯計測のコスト縮減
・品質向上/⼯事評定向上

・構造物の安定性確認
・不安定化の兆候把握
・維持管理省⼒化/迅速化
・管理コスト縮減/合理化

地すべり

融雪地すべり崩壊地深層崩壊盛⼟崩壊

トンネル地表⾯

⼟⼯

橋梁

鉄道

港湾

道路法⾯

フィルダム堤体

ｺﾝｸﾘｰﾄﾀﾞﾑ堤体

空港

河川堤防

産廃処分場

鉄塔基礎

露天堀り鉱⼭広域地盤沈下Copyright © Kokusai Kogyo Co., Ltd. All Rights Reserved.

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社会インフラを取り巻く状況 数多くのインフラの⽼朽化が進む⼀⽅、維持管理要員の⾼齢化も進む。

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現場ごとに重視される条件
 現場ごとに計測要件は異なるため、単⼀のセンサでの対応は困難。
災害
関地震、⼤⾬、噴⽕など
・状況把握、対策⼯の検討
・復旧⼯事時の安全管理
・対策後の効果確認

連施⼯
管・施⼯上の安全管理・情報化施⼯(観測施⼯)
・施⼯計測のコスト縮減
・品質向上/⼯事評定向上

理広迅

域

速性性

ピン

リア
⾼ル

精タ度イム

ポイ性ン
トコス
維持管理

・構造物の安定性確認
・不安定化の兆候把握
・維持管理省⼒化/迅速化
・管理コスト縮減/合理化

複⻑

ト数期

低施

監設

視

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減11

国際航業のマルチモニタリングサービス
 現場かリモートか、現場でも直接か間接かの各種センシングを活⽤。

現場のセンサによる直接的計測

GNSS

現場のセンサによる間接的計測

SAR衛星

航空機・ドローン
レーザ

リモートセンシングによる間接的計測
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SAR：合成開⼝レーダ

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GNSS
 現場のセンサによる直接的計測。shamen-netサービスとして普及。

24時間365⽇で常時監視
最⾼約1〜2mmで変位検出

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13定点カメラ 現場のセンサによる間接的計測。
対象物に近づけない場合でも変位量と変状箇所を検出
連続的な監視が可能
スモールスタートが可能

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マルチモニタリングサービス（航空機・ドローンレーザ）
 リモートセンシング (航空機・ドローン)による間接的計測。点群データの処理からへ変位分布を導出。

⾯的な変位量と変状箇所を検出
移動⽅向も把握可能（3D-GIV）
任意の時期の変位を検出可能

3D-GIV適⽤例
GIV: Geographic Image Velocimetry(特許 第4545219号)
⻘柳・影島・⼤沼・本間・向⼭（2018）

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SAR衛星 リモートセンシング (SAR衛星)による間接的計測。ダム堤体のような「狭い範囲」を「精度よく」計測。

変位の変遷を把握できる

計測結果の⿃瞰図表現

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16最適な変位計測⼿法を選択する
 精度、範囲、頻度、価格に応じて最適な変位計測⼿法の選択が重要。

対地⾼度
1m

時間
分解能

コスト

5mm

数週間~年4回

中〜⾼10cm任意（年2回~数年）

中〜⾼〜数m

数⼗cm〜毎時/毎⽇

低N/A

1mm〜

常時中〜⾼調査内容

調査範囲

空間
分解能

SAR衛星

地表⾯変位

数百km2〜

5m〜

航空機・ドローン
レーザ

⼟砂移動量
地表⾯変位

〜数百km250cm〜

定点カメラ

地すべり
斜⾯崩壊
その他⽬視確認

有効視界〜2km程度

GNSS

地表⾯変位

設置点のみ

対地⾼度
630km

対地⾼度
1000m

精度

⼿法

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（~数⼗cm）

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変位計測⼿法を組み合わせることによる効果
 医療現場のトリアージのように広域から狭域へと計測対象を絞ることができ、より精密な監視につなげることができる。
① 複数のインフラ施設から広域⼿法を⽤いて重症度を判断② 優先順位の⾼い施設について狭域⼿法を⽤いて連続監視しつつ、対策を実施
狭域・ピンポイント変位計測

広域変位計測

SAR衛星
航空レーザ

定期監視で
 変動箇所発⾒ 重要監視箇所

定点カメラ
GNSS

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連続監視で 変動状況確認
 変動アラーム通知

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GNSSによる変動監視サービスの実装例

19最新のGNSSセンサ
変位計測に⽤いているGNSSセンサは下記の通り：
計測現場に設置するGNSSセンサの性能も向上しており、最新型のGNSSセンサは以下の特徴を有し、現場システ
ムの簡素化・低コスト化の実現に⼤きな期待が寄せられている。
 軽量・ケーブルレスで設置が簡便・迅速 安価でばら撒き設置可能、増設も容易 メンテナンスフリーで管理⼿間を軽減
最新GNSSセンサの例

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GNSSの外観 (設置イメージ)
 GNSSの観測局および基準局の設置状況は環境に応じてさまざま。
GNSSセンサ

ソーラーパネル

電源ボックスアンカーで固定観測局

基準局 (不動点)

道路のり⾯ (切⼟)基準点として不動点にセンサが必要

道路のり⾯ (盛⼟)Copyright © Kokusai Kogyo Co., Ltd. All Rights Reserved.

簡易な固定も可
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GNSSを⽤いた変動監視サービス
 測位⽅法と監視⽅法との組合せにより、下記のように分類している：

国際航業のmm級
衛星測位サービス
測位⽅法

スタティック測位法

RTK測位法有⼈監視
shamen-net

機械監視
SMILEsafety

監視⽅法

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GNSS等データの流れとシステムの特徴
 GNSSによる変動監視システムの概略構成は下記の通り：
情報配信システムの特徴
 各種誤差処理技術により⾼精度計測
 スタティック測位：最⾼±1〜2mm
 RTK測位：最⾼±2〜3mm
 クラウドサーバでの集中処理、データ処理コスト軽減（専⽤システムが不要） PC／スマートフォン／タブレット等でデータを確認でき、情報確認が迅速・容易

監視センターの特徴
現場internet

事務所・出張所
本社・統轄機関
関係機関等

特許取得
済み

 専任技術者による24時間常時監視 機械監視による安価なサービスも選択可 異常発⽣時はメール・電話等で速やかに警報発令、対応策の意思決定迅速化
 多種多様な計測機器（GNSS以外）データも⼀元管理・配信可能

斜⾯監視 システム(特許第3708514,4140699,4141228 号)
斜⾯崩壊予測システム(特許第4251538号)
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監視センターの概要 (24/365監視) 監視センターでは、24/365監視に対応した装備・体制を維持している。
国際航業株式会社
東京事業所 (府中市)

shamen-net監視センター(24時間365⽇常駐管理)

監視センターの役割
⾃動データ解析（座標計算・トレンドモデル）
グラフ・計測データの作成・ｲﾝﾀｰﾈｯﾄ配信変位監視
機器監視（故障・異常など）
⾃家発電装置およびサーバセンター概要★関⻄事業所 (尼崎市)にバックアップサーバも完備

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24計測精度の向上技術 (トレンドモデルによる誤差処理)
 ノイズを含む計測データから、トレンドモデルと呼ばれる確率構造を持った時系列解析モデルを⽤いて真の変位挙動を推定する。

最⾼1〜2mm程度の変位検出が可能

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RTK：⺟集団移動平均法による計測精度の向上
 2018年の⼤阪北部地震発⽣時の⾼速道路法⾯における変位発⽣。RTKに⺟集団移動平均法のみを加えた例。
【変位検出事例】

⼤阪北部地震 ： 2018年6⽉18⽇ 7時58分 発⽣

変位量（mm）（＋：北、－：南）

5040

RTK値
母集団移動平均値30

 24時間を⺟集団とした移動平均で変位量を⾼精度に把握⇒計測精度は⾼いが、移動平均のためリアルタイム性には乏しい

20
100-10-20-30-40-50
2018/6/14 2018/6/15 2018/6/16 2018/6/17 2018/6/18 2018/6/19 2018/6/20 2018/6/21
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RTK：恒星⽇差分法によるリアルタイム性の向上
 2018年の⼤阪北部地震発⽣時の⾼速道路法⾯における変位発⽣。RTKに恒星⽇差分法のみを加えた例。
【変位検出事例】

⼤阪北部地震 ： 2018年6⽉18⽇ 7時58分 発⽣
変位量（mm）（＋：北、－：南）5040

 変位発⽣を早期に判断

恒星⽇差分値⇒⻑期的な変動傾向はとらえにくいが、変位検出のリアルタイム性が向上

3020
100-10-20-30-40-50
2018/6/14

2018/6/15

2018/6/16

2018/6/17

2018/6/18Copyright © Kokusai Kogyo Co., Ltd. All Rights Reserved.

2018/6/19

2018/6/20

2018/6/21
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さまざまな計測機器のデータの統合管理可能
 GNSSのほか、幅広い現場での計測器を併⽤することができる。
地表変位観測GNSS
伸縮計
レーザー変位計
拡散レーザー変位計
MEMS傾斜計

ボ リン グ孔観測

⽔位計
孔内傾斜計
パイプ歪計
多段式傾斜計
パイプ傾斜計
⻲裂変位計

荷重観測

アンカー荷重計
ロックボルト軸⼒計
荷重計
鉄筋計
周⾯摩擦計

その他

Webカメラ
⾬量計
流量計、温度計
⼟壌⽔分計
積雪深計

⾬量計

伸縮計

WebカメラGNSS/多段式傾斜計

パイプ傾斜計/パイプ歪計

アンカー荷重計

MEMS傾斜計 (崩壊センサ) 積雪深計/レーザ変位計

⽔位計/流量計

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GNSSによる変動監視サービスの適⽤事例

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現場事例１ (盛⼟崩壊⼟⽯流災害の発⽣源監視)

集中豪⾬を誘因とした盛⼟崩壊で⼟⽯流が発⽣。⼈命救助・捜索活動中の⼆次災害防⽌を⽬的とし、発⽣源に落ち残った盛⼟の計測監視を実施。

◆⽇刊建設⼯業新聞 2021年7⽉26⽇1⾯◆静岡朝⽇テレビ 2021年7⽉21⽇ニュース
国交省砂防対策チームが静岡・熱海市⼊り ⼟⽯流災害の復旧へ作業着⼿
⼟⽯流の起点にGPS装置を設置（当社GPS設置の様⼦が放送）
https://look.satv.co.jp/_ct/17468759

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30現場事例２ (地すべり性地⼭における切⼟⼯事)
 切⼟施⼯中に変位が進⾏し崩壊の危険性が⾼まり施⼯を⼀時中断、押え盛⼟。地すべり抑⽌のためアンカー⼯を追加施⼯して安全に⼯事を完了。

※平成20年度近畿地方整備局研究発表会 優秀賞受賞「GPS自動計測システムを活用した地すべり性地切土での情報化施工について」（紀南河川国道事務所様発表資料より抜粋）山Copyright © Kokusai Kogyo Co., Ltd. All Rights Reserved.

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現場事例3 (トンネル⼯事)
 頻繁な測量の⽴ち⼊りが困難な住宅密集地等で、先進坑掘削による沈下量から後進坑の施⼯を早期閉合でコントロールし沈下量を抑制。

※⼟⽊技術Vol64,No.4「住宅地直下における無導坑めがねトンネルの施⼯」2009年4⽉より
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現場事例4 (PC橋梁張り出し架設⼯事)
 架設先端ブロックの上げ越し量をGNSS計測データをもとに管理。柱頭部にもGNSSを配置し気温変化に伴う橋脚の伸縮量も計測することが可能。

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現場事例5 (地震発⽣時の法⾯変位)
 ⼤阪北部地震発⽣時の⾼速道路法⾯における変位発⽣事例。
⺟集団移動平均法

恒星⽇差分法南北

南北東⻄東⻄

24時間後の検出変位量＜計測点G-1＞
上下
N⽅向 8.4mm
W⽅向 27.8mm
D⽅向 27.8mm

上下

発⽣時︓2018年6⽉18⽇7時58分頃
震源︓⼤阪府北部
地震の規模︓M6.1
震源の深さ︓13km

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現場事例6 (ダム堤体の安全管理) ロックフィルダムの外部変形挙動を連続計測、ダム安全管理の⾼度化・合理化を実現。従来の光波・⽔準測量よりも⾼精度、地震発⽣時の臨時点検迅速化にも寄与。
▶⽻地ダム（内閣府沖縄総合事務局管理）

ダム天端測点には埋設型
GNSSセンサを適⽤して設置

フィルダムGPS利⽤マニュア
ルにより重要測点を絞り込み既設マンホールを改良

FRP製マンホール蓋
埋設型GNSSセンサ※ダム技術No.295「管理ダムの外部変形に導⼊したGPS⾃働計測システムの⼀考案」2011年4⽉より
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35現場事例7 (建築物の健全性評価)
 ⽼朽化した鉄筋コンクリート建築物の⾃然倒壊メカニズムの研究を⽬的に、世界遺産となっている軍艦島にGNSSセンサを設置しモニタリングを実施。将来的に⼤規模地震等発⽣時に建築物の健全性を迅速に評価する仕組みの構築を⽬指す。将来は⾼級危険度判定にも適⽤検討。

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36屋内外測位とセンシングとのシナジーの例

37

欧州での衛星測位と衛星リモセンとのシナジー 近年、欧州でも両者間のシナジーによる事業の付加価値の向上がEUSPAのもとで⼤いに議論されている。

E‐GNSSS
Y
N
E
RGI
E
S

コペルニクス

付加価値増⼤アプリ






農業
測量と図化
スマートシティ
道路輸送
海洋運航
緊急/危機管理ユーティリティ

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EUSPA: European Union Agency
for the Space Programme
EU: ”Potential synergies
between Copernicus andE-GNSS” (2017-05)より

変位計測⼿法を組み合わせることによる効果
 たとえば、GNSSとSAR衛星を組み合わせることで、相互に補完するような運⽤が可能となる。

SAR→精度向上、計測間隔の変位把握
GNSS→⾯的監視、コスト低減

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39

農業分野での可変施肥対応におけるシナジー
 営農⽀援サービスにおける⽔稲に対するドローンによるリモセン結果を追肥に適⽤することにより、品質安定化や⾼収量化につながっている。

①営農⽀援サービス天晴れ⽣育診断を実施（⼈⼯衛星から診断を採⽤）※実⽤化の⽬的に応じて、⼈⼯衛星ならびにドローンの診断⽅法を使い分けしています。

↓②⽣育診断結果に応じた追肥量の幅を確定↓③ドローンのフライトプランを作成、②で確定した追肥量と照合。
★ドローンの⾛⾏速度や展開⽅法について、計画を確定します。

↓④追肥の実施↓⑤⽣育調査と検証
追肥前後で⽔稲⾃体の⽣育調査と慣⾏区との⽐較検証（増収割合、品質など）を実施

SPAD: soil plant analysis development、葉緑素含量を⽰す値
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40

おわりに41

マルチモニタリングのまとめ①：課題の整理
 これまでの点検作業・⾃動観測システムには課題が多かった： 点検⼈員の不⾜ 常時監視困難
 変状検知の遅れ
測量

⾃動観測システム導⼊

地表踏査

 データ分析が⼿間 システム保守が必要
 監視技術者が必要

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42

マルチモニタリングのまとめ②：GNSSによる対応
 その課題解決のため、クラウド型⾃動計測システムを開発した：
先進性

 GNSS/IoTセンサの⼀元管理
 クラウドシステム (分析機能付き)
 遠隔による24時間有⼈監視

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43

マルチモニタリングのまとめ③：SAR衛星との組合せ
 前記のGNSS/IoTセンサとSAR衛星⼲渉解析とを組み合わせた：
先進性
GNSS/IoTセンサ特質①点の変位検出②⾼精度計測③連続計測➃機器設置以前の変位量は把握できない

SAR衛星の特質①⾯的な変位検出②センサ設置不要③⾃動的に週〜⽉単位の定期計測➃過去の変位も解析●

GNSS・IoTセンサ・SAR衛星を統合
し変位量・変状範囲を「⾯的」かつ「連続的」に把握

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44

マルチモニタリングのまとめ➃：適⽤事例の増加
「GNSS＋IoTセンサ＋SAR衛星」の組合せが、多くの現場に適⽤されるようになってきた：
先進性

GNSSとIoTセンサにSARを加え、地すべりの変動範囲を特定

有効性【SAR衛星とGNSSの計測結果⽐較】
2006/12/6

2007/12/6

2008/12/5

2009/12/5

2010/12/5-10010203040

凡例

(mm)
GNSS
SAR解析

50607080【GNSS・IoTセンサ・SAR衛星による地すべり変動範囲】

導⼊実績【SAR衛星にGNSSを⽤いたダム堤体の変位解析結果】

 GNSS＋IoTセンサ
 GNSS＋IoTセンサ＋SAR衛星

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SAR衛星をGNSSで補正し (独⾃解析技術)、⾼精度計測(最⾼5mm)を実現⇒100現場以上⇒21現場 (試⾏を含む)

45

マルチモニタリングのまとめ⑤：今後の展開
 国際航業は、これからも、そのような「マルチモニタリングサービス」の普及を⽬指して⾏く：
波及性 さまざまなインフラや災害現場などに適⽤可能 技術基準やマニュアルにまとめられ始めている
深層崩壊

道路のり⾯

航空機レーザ･定点カメラ画像を⽤いた変位データも統合

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46

各種センシング・ソリューションのSDGs達成への寄与
 変動監視サービス以外にも、国際航業の各種センシング・ソリューショ
ンは多くのSDGsの達成に寄与できる⼗分なポテンシャルを有している。
貧困 飢餓

健康 教育

ジェン
エネル
ダー トイレ ギー

労働 産業 不平等 都市 責任 気候 海洋

陸

平和 協働

サービス / SDGs
① 地盤やインフラの変動監視サービス② 営農⽀援サービス「天晴れ」③ REDD+④ ⺠間企業向け森林
変化・モニタリングサービス⑤ 災害時リアルタイム
情報提供サービス⑥ 都市の緑地調査
サービス

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47

センシングサービス×屋内外測位サービス
 センシングサービスにより導出された地球表⾯上のインサイトに基づく対策の実施を屋内外測位サービスが⽀援。結果として、顧客⽣涯価値 (LTV)が増⼤。
観測衛星

各種社会サービス・センター
センシング

データ
航空機・ドローン
車両
地上センサ
船舶

自治体
データ

民間データ

ビッグデータ オープンデータ
地理空間情報基盤

GNSS(測位衛星)

処理、解析、予測、AI、サービス等
位置に適した情報

電子基準点網位置情報

サービス対象屋内測位機器センシングサービス

屋内外測位サービス
インフラ等
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まとめ SDGs達成や地球温暖化影響の緩和に貢献する国際航業の事業の全体について概観した。
 その中で、さまざまな守備範囲を持つセンシング技術を組み合わせた、国際航業のマルチモニタリングのアプローチについて説明した。
 とくに国際航業が⻑年従事しているGNSSを利⽤した変動監視サービスについて詳しく説明するとともに、いくつかの適⽤事例を紹介した。
 結果、国際航業の各種センシング・ソリューションを中⼼としてSDGs達成に向けての貢献可能性について触れた。
 最後に、今後、ますます注⽬される、センシングサービスと屋内外測位サービスとのシナジーとして実現される顧客⽣涯価値の増⼤、あるいはUXの向上についても⾔及した。

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49

情報をつなげる⼒で、⼈・社会・地球の未来をデザインする

ご清聴ありがとうございました