資料２－３－３
次世代火山研究・人材育成総合プロジェクト
総合協議会（第２回）

Ｈ２９．６．１９

課題D：火山災害対策技術の開発
事業責任機関：国立研究開発法人 防災科学技術研究所• D１：無人機（ドローン等）による火山災害のリアルタイム把握手法の開発
アジア航測株式会社• D２：リアルタイムの火山灰ハザード評価手法の開発
京都大学防災研究所• D３：火山災害対策のための情報ツールの開発
防災科学技術研究所
1

課題Dサブテーマ間，及び他課題 (A, B, C) との連携
【課題D1】
無人機（ドローン）による火山災害のリアル
タイム把握手法の開発

全ての課題へのフィードバック

【課題A】
各種観測
フィードバック
データの一元化
リアルタイム タ 観 題 火 【画像データ・ も 測 ， 山 課
含網サ観 題
地形情報
むかブ測 Ａ】
降灰予測に資する）らテデ 各
画像データ，得ーー 種
事らマタ 観【課題D2】
フィードバック 象 れ か 一 測系るら元 デリアルタイム火山灰ハザード評価手法の開発 リアルタイム 統 多 出 化 ー
樹項て共 タ
降灰情報・の降灰予測情報 シ 目 く 有 一スのるシ 元
風の情報
テリデス 化【課題C】
火山噴火の予測技術の開発

フィードバック

予測データ

静穏

活発切迫

フィードバック

避難・救助支援コンテンツ
課題D1で得られるリアルタイ
ム画像データ等をインプットとし，噴火状況を把握し避難・救助に役立つ情報を出力する．

避難・救助支援情報の提供

降灰被害予測コンテンツ
課題D2で得られる降灰情報等 降灰被害をインプットとし，都市部に 予測情報おける降灰リスク評価に基づ の提供
いた被害予測情報を出力する．

（ハザード発生時）（平時）周知啓発・教育用コンテンツ

※

【課題B】
先端的な火山観測技術の開発

ムアーテ
等ルタム
タや（イ，フィードバック
ム既他
デ存の観測データ
ーの課【課題D3】
火山災害対策のための情報ツール（各種コンテンツ）の開発

自治体防災担当者に対するアウトリーチ活動で，教材として利用されるコンテンツ．

山頂噴
火期

活動
終息期

山
腹噴
火期

活動
終息期

アウトリー
チ活動

火山
周
辺の自治
体・火山
専門
家

各種観測，予測データを可視化した情報及び，リスク情報2

課題D1:
無人機（ドローン等）による火山災害のリアルタイム把握手法の開発＜平成28年度の成果＞

1. 課題の再設定①②

遠隔調査の実現：噴火時の火口近傍における時間変化把握。
迅速性の実現：データ取得～解析判断の時間短縮。

③

火口近傍調査の自動化の実現：火口近傍の状況変化をリアルタイムで取得・提供。

2. 現状で火山を対象にUAVで実施されている内容調査。
1.

これまでの噴火の対応事例から状況把握のタイミングを整理。

2.

UAVに置き換えることで、迅速・安全に変わる部分を把握。
1.

□状況把握のための画像取得・解析のために

2.

□そのときどこを目標にすればよいか（範囲、高度、解像度）

3.

□そのときどこまで入れるか

4.

□そのとき考えられる支障事項は何か

3. 阿蘇山山頂部で平成28年10月噴火後の状況把握を実施。
3D1
8-10年

噴火時に火口近傍へ無人機投入し、データ取得数分内に、自動で、噴石・溶岩流等の特徴や経時変化状況を提供。

火口近傍調査の自動化の実
現（データ取得～状況把握）

データ取得、重要エリアの自動認識、解析結果の送信
伊豆大島等での実証試験

5-7年

データ取得～解析判断の時
間短縮（遠隔操作の効率化，解析・判断のルーチン化）

噴火時に火口近傍へ無人機を投入し、搭載した各種センサでデータ取得。
数時間内に、半自動で、噴石・溶岩流等の特徴や経時変化状況を提供。

各種センサの融合、判読技術の高度化
伊豆大島等での実証試験

1-4年

基礎技術開発• ドローンによる効率的データ取得手法• 段階的データ取得による高精度化• 地形変化，現在状況の短時間可視化

噴火時に火口近傍へ無人機を投入し、段階的に解像度と観測範囲を変える。
データ取得後、24時間内に技術者から、噴石・溶岩流等の特徴や経時変化状況を提供。
写真測量、LiDAR技術の高度化
伊豆大島等での実証試験

4D1
想定される無人機による段階別状況把握内容
異常現象
地震・地熱・噴気増加など

平常時

異常拡大
微動・火映・地殻変動など

噴火
降灰、火砕流、溶岩流など

噴火後降雨による土石流など

防災対応として状況把握の目的とタイミング
•
•

準備
計画立案

••

対策準備
監視機器設置判断

••
•
•
•

直前予測
HM修正
計画見直し
除雪，除石判断
ハード対策判断••••

現象、方向、速度、温•度、粒度、マグマ組成、ガス組成•専門家の要望自治体・住民要望
HM修正

砂防堰堤等の防災施
設の状況
土砂移動

阿蘇中岳付近の撮影 2016年12月無人機による撮影■無人機の垂直写真（画像解像度1cm）。対地高度300ｍで700枚取得
10cm間隔の赤色立体地図・オルソ地図作成

クレーター サイズ・分布
地形変化量の算出 降灰 泥流分布2017/6/19【克服すべき課題】
バッテリー継続時間，飛行距離，立入・飛行規制，許諾手続【今後の展開】
データ取得からモデル作成判読までの時間短縮，解像度向上には，飛行高度を下げコースを増やす必要。飛行時間と処理時間増加，被災リスクの課題克服。
5平成29年度計画(D1)
伊豆大島火山での実証実験+ 阿蘇火山の繰り返し観測• 大島空港の周辺空域（左は管制圏等の区域）
大島町は協力的。火山防災協議会に了解を取り，今夏実施予定。

••
2017/6/19

市販の飛行支援プログラムなどを確認して，三原山の上は飛べることを確認。
他の火山でも噴火したらすぐ飛ばす予定。
6課題D2：
リアルタイムの火山灰ハザード評価手法の開発＜平成28年度の成果＞
1. プロジェクトの総合推進
2. リモートセンシングによる火山灰放出量の即時把握技術開発
3. 火山拡散予測の高速度化技術開発
4. 火山拡散予測の高精度化技術開発

2011噴火

阿蘇火山：
MPレーダー設置は2017年7月以降

1955-噴火活動継続中
2013噴火2014-15噴火
架台まで設置．電力，
2017/6/19
回線の設置

6台の小型XバンドMPレーダーを霧島山，桜島，薩摩硫黄島，口永良部島，諏訪之瀬島に設置準備（阿蘇山は火山研被災で中止）

2000-噴火活動頻繁

京都大学防災研究所

7

D2

マルチパラメータ火山灰観測網の構築

通常火山灰の検出
H28

H29H29

ドローンによる浮遊火山灰濃度その場測定

XバンドMPレーダ

グランドトゥルース
観測量を火山灰量へ

希薄火山灰の検出

ライダー
H28

GNSS(Lバンド)
稠密観測
高濃度火山灰の検出
2017/6/19

H28

H29

H28

H29

ディスドロメータによる地上観測
8

D2
WRF-Chemにより計算された降灰分布

噴煙高度と噴出率の関係

噴煙高度（m）

10000

2013/8/18
2016/7/26

噴煙高度
1/4乗に比例1/3乗に比例2012/7/24

実地形

標高ゼロの平坦地形
1000

1000.1

1

10

100

3

噴出率（m /s)••

噴出率は地盤変動からの見積もり。
1/4乗に上限がある 。上限より低い原因を考えておけば実用化できる。

噴煙高度が3 km, 4 km, 5 kmの場合に計算された降灰量。赤丸は降灰が観測された地点（気象庁）
山を越えると下向きの鉛直方向の影響がある。
計算上重要

9

29年度の計画（D2）
リモートセンシングによる火山灰放出量の即時把握技
術開発• XバンドMPレーダーの観測開始• ディスドロメータを用いた地上降灰観測

D3• GNSS観測点増強• ライダー観測、ドローン（粉塵計）観測

ディスドロメータ計10〜12台。
噴火を取りこぼさないようにした降灰量のリアルタイムモニタリングが可能に。

火山拡散予測の高速度化技術開発• 地盤変動及び火山性微動振幅から噴出率推定高精度化• 噴煙柱シミュレーションによる噴出率毎の高度などのデータベース作成• 映像からシミュレーションの妥当性を検討

火山拡散予測の高精度化技術開発• 火山近傍での大気中の風向・風速観測

降灰の可能性が最も高い大隅半島側のGNSS観測の強化。

• 複雑火山地形における火山体周辺の風の場との照合• PUFFの改良（噴出率の時間変化）と地上観測との照合
10課題D3：
火山災害対策のための情報ツールの開発＜平成28年度成果＞
1.

過去の火山災害に関する文献調査、情報収集を行った。

2.

降下火山灰に関する文献調査、情報収集を行った。

3.

常時観測火山におけるハザードマップのデジタル化を行った。

4.

自治体を対象とした火山対策の現状調査を行った。

5.

都市部の施設に対する降灰影響評価実験の実験計画を作成した。
日本国内の常時観測火山の内、10火山（十勝岳、有珠山、那須岳、浅間山、富士山、伊豆大島、御嶽山、阿蘇山、霧島山、桜島）を選定し、ハザードマップ上の情報をデジタイズし、シェープファイル形式にすることで、GIS等で直接利用できる形にした。

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D3
自治体を対象とした火山対策の現状調査
自治体が取り組んでいる火山対策の現状を理解することを目的とし、地域防災計画等資料の収集、及び複数の自治体（富士山周辺5市町村、大分県別府市）を対象としたヒアリング調査を実施した。
（左）富士山周辺5市町村を対象としたグループヒアリングの様子（右）別府市で行われたヒアリング調査の様子

都市部の施設に対する降灰影響評価実験の実験計画作成
都市部の施設（病院、官庁等）に対する降灰による影響を評価するための降灰実験を、平成29年度以降に行う。本年度は本実験を行うために必要な実験機器や実験環境について検討し、実験計画を作成した。

8m
5m

30m

写真. 実験場（大林組東京機械工場の敷地内に設置されている屋外仮設テントハウス）
12平成29年度研究計画（D3）① 常時観測火山におけるハザードマップのデジタル化を行う。
② 過去の火山災害と降灰についての文献調査結果の分析を行う。
③ 自治体を対象とした火山対策の現状調査と結果の比較・分析を行う。
④ 都市部の施設に対する降灰影響評価実験を行う。

⑤ 登山者動向把握実験への参加・分担⑥ サブテーマ間の連携

13まとめ課題D：今年度計画と連携
5/25に本年度初回打ち合わせを実施• D1: 実証実験を伊豆大島火山で行い、データ取得・解析手法の標準化を進める。また、発災時観測に必要手続きの課題を整理する。
• D2: リモセンによる火山灰放出量の即時把握技術開発、火山灰拡散予測の高速度化・高精度化に関する技術開発を進める。
• D3: 収集情報やヒアリング調査結果を整理し、降灰影響評価実験・登山者動向把握実験を通して、情報ツール開発を進める。
• 【連携】D1，D2の成果をD3の情報ツールを通して提供する方策を考える（A基盤）。まずはD2の観測成果（レーダ，ディスドロメータ）をD3を通して公開。D3から分かりやすい必要な情報を見せられる環境を考える。
【C3との連携】全国降灰確率マップの試作を検討。

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