高分解能リモートセンシング衛星シンポジウム，2019年5月15日ステーションコンファレンス東京，主催：JAXA

先進光学衛星（ALOS-3）と後継機への期待

土砂災害対応における衛星データの利用について
国土交通省 国土技術政策総合研究所
土砂災害研究部〇水野 正樹松田 昌之
平田 育士
Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism本日の説明内容

１．火山噴火時の降灰範囲の把握

２．風水害時の崩壊地分布の把握
３．地震時の崩壊地分布の把握

４．海外災害時の調査
５．まとめ

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１．火山噴火時の降灰範囲の把握
目的：降灰により土石流による被害のおそれが高まっている渓流の抽出（土砂災害防止法 ）※土石流想定氾濫区域図

国土交通省が実施する「緊急調査」の要件
・降灰後の土石流：
河川勾配が10度以上である流域のおおむね5割以上に火山灰等が1cm以上の高さで堆積していると推計される渓流
おおむね10戸以上の人家に被害が想定※土砂災害警戒区域等における土砂災害防止対策の推進に関する法律

土石流危険渓流名：中山谷１

凡 例

雲仙普賢岳

降灰により土石流による被害のおそれが高まっている
土石流危険渓流

土石流
想定氾濫区域
留意事項
この土石流想定氾濫区域図は、土石流危険渓流「中山谷１」が霧島山新燃岳の平成23年1月26日の噴火にともなう降灰により、降雨による土石流の発生が急迫した状況になっていることに鑑み、平成23年1月27日～29日に実施したヘリコプターによる上空からの降灰調査及び地上降灰状況調査等を踏まえ、雨が降った場合に発生する土石流により被害が生じるおそれのある区域を、以下の条件のもとで数値氾濫シミュレーションにより示したものです。
○数値氾濫シミュレーションの前提条件
想定降雨条件：AMeDAS 霧島御池雨量観測点における過去最大の24 時間降雨（438 mm（1993/8/1））
地形の条件：国土地理院発行の基盤地図情報数値標高モデルから作成した概ね50m 間隔の標高データ
氾濫範囲設定条件：粒径2mm 以上の土石が水と一体となって到達しうる範囲
なお、数値氾濫シミュレーションでは、概ね50m 間隔の標高データで氾濫域の地盤高を表しており、砂防設備、橋梁、築堤、水路等の地物の形状が正確に再現されていない場合があります。

九州地方整備局 2011.1.27

2011年1月～霧島山新燃岳噴火

平成23年2月4日 国土交通省九州地方整備局

降灰により土石流による被害のおそれが高まっている土石流危険渓流の想定氾濫区域の例

土石流の氾濫
©国土交通省

降灰後の土石流被害の例（雲仙普賢岳1993 年）➡緊急調査を実施する必要がある、１ｃｍ以上の降灰エリアはどの範囲？

➡降灰エリアの降雨後は、土石流の発生有無を確認

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１．火山噴火時の降灰範囲の把握 （2011年1月～霧島山 新燃岳噴火）

光学 SAR

九州地方整備局

・火山灰等が１ｃｍ以上堆積した範囲の推計

・広域に降灰する場合、噴火時の噴煙に弱い航空機観測と比べ、衛星観測が優位
・大規模噴火時においても衛星観測は、飛行禁止区域内や立入規制区域内の観測、広域観測が可能
九州地方整備局 2011.1.27撮影

降灰等の堆積状況のヘリ調査

当時の立ち入り禁止区域（新燃岳火口から半径４㎞以内）▲ 韓国岳▲ 新燃岳

御鉢 ▲ ▲ 高千穂峰

©JAXA

2011.1.28九州地方整備局

降灰調査

2011年2月4日 国土交通省九州地方整備局

緊急調査の対象渓流（赤色）

霧島山 新燃岳噴火時の光学衛星画像（2011年2月7日ALOS撮影 ）3

１．火山噴火時の降灰範囲の把握 （2016年10月7日 阿蘇山噴火）

光学 SAR

九州地方整備局©Airbus DS/Spot Image 2019

©JAXA
©国土地理院©九州地方整備局

撮影日： 2016 年10 月10 日

観測日：2016年9月19日・10月3日・10月17日

高分解能光学衛星画像（SPOT）から判読

ALOS-2 SARデータの3時期コヒーレンス解析例

高分解能光学衛星画像
・晴天時の降灰範囲の観測

衛星SARの2時期、3時期コヒーレンス解析
・曇天、夜間等における降灰範囲の観測・変化する降灰範囲の継続的な把握
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２．風水害時の崩壊地分布の把握 （2011年9月台風12号による紀伊半島大水害）＜天然ダム＞ ©2019 DLR, Distribution Airbus DS / Infoterra GmbH, Sub-Distribution [PASCO]
赤谷長殿

湛水池
湛水池
崩壊地
上北山観測所2011.9.5 観測 TerraSAR-X

崩壊地
2011.9.5 観測 TerraSAR-X

栗平
崩壊地

SAR

※土砂災害警戒区域等における土砂災害防止対策の推進に関する法律

土砂災害防止法※の緊急調査及び土砂災害緊急情報
河道閉塞による湛水を発生原因とする
土石流等による被害が想定される土地の区域

湛水池

区域名：熊野川（十津川）流域五條市大塔町赤谷 （１ ４）
図 の配氾濫想定区域は、下図の通り、複数図に分割して表示している。

2011.9.5 観測 TerraSAR-X

２

凡 例
土石流による被害が想定される土地の区域

４湛水が想定される区域

１４３４４ ４50 100 200 400 600 800 1000 1200

アメダス期間降水量分布図
2011年8月30日18時～9月4日24時（奈良地方気象台,気象速報,平成23年9月8日10時現在より）©近畿地方整備局

ごじょうしおおとうちょう あかだに

①五條市大塔町赤谷©近畿地方整備局

のせがわむら きたまた

④野迫川村北股

雨量データ（気象庁，奈良県上北山観測所）©近畿地方整備局©近畿地方整備局

とつかわむら ながとのとつかわむら くりだいら②十津川村長殿③十津川村栗平©近畿地方整備局

たなべし いや

大規模天然ダム
5箇所を含め、合計17個所の河道閉塞が発生⑤田辺市熊野→衛星SAR画像（２時期カラー合成、単偏波 等）を用いて、おおむね高さ20m以上の天然ダム（河道閉塞）の発生箇所を探索©近畿地方整備局
2011.9.8公表例【留意事項】
この図は、熊野川（十津川）流域五條市大塔町赤谷において、台風12号の豪雨により大規模な河道閉塞が形成され、上流に湛水が発生しており、今後、土石流の発生が想定されることから、平成23年9月5日～7日に実施したヘリコプターによる上空からの河道において堆積した土石等の高さ等の調査結果を踏まえ、河道閉塞部における越流によって発生する土石流により被害が生じるおそれのある区域を、以下の条件のもとで数値氾濫シミュレーションにより明らかにしたものです。
○数値氾濫シミュレーションの前提条件
土石流の誘因となる水条件：河道閉塞の上流の湛水が、堆積した土石等を越流し、浸食しながら流出する水量
氾濫範囲設定条件：粒径1cm以上の土石が水と一体となって到達しうる範囲○数値氾濫シミュレーションの精度管理上の注意点
数値氾濫シミュレーションでは、概ね50m 間隔の標高データで氾濫域の地盤高を表しており、砂防設備、橋梁、築堤、水路等の地物の形状が正確に再現されていない場合があります。
河道閉塞を形成している土塊の形状は上空から簡易に計測した結果に基づき、数値氾濫シミュレーションを実施しております。また、堆積した土石等の土質調査等は実施していないため、土石の粒径等を想定して数値氾濫シミュレーションを実施しております。そのため、実際の土石流現象が正確に再現されていない場合があります。
他の河川との合流による河川水の増加は考慮していないため、洪水中に土石流となって氾濫が発生した場合には、表示より広い範囲に土石流の氾濫が及ぶおそれがあります。

「重大な土砂災害の想定される土地の区域」を数値氾濫シミュレーショ
ン計算して、公表。

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２．風水害時の崩壊地分布の把握 （2011年9月台風12号による紀伊半島大水害） 光学【平成23年10月11日国土交通省公表】

Google公開衛星画像
空中写真範囲（国土地理院）
空中写真範囲（近畿地方整備局）
空中写真範囲（国際航業㈱）判読に使用した空中写真の種別

崩壊地分布図崩壊積率 約0.2%→災害時に全域を撮影した光学画像を用いて崩壊地分布を把握→累積雨量の多い地域全域を隙間無く撮影した光学画像が望ましい

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２．風水害時の崩壊地分布の把握 （2018年7月豪雨災害広島県呉市付近）
高分解能光学衛星画像を用いて、広域の被災状況を把握
年月
日
曜日

7土8日

2018年7月
9 10 11 12 13 14 15 16
月 火 水 木 金 土 日 月公
表空中写真撮影（国土地理院）

光学衛星画像（SPOT6/7）

豪雨発災

ヘリ巡視

衛星SAR
画像

光学ALOS-2

夜昼

SPOT6/7

△ △

×

△ ○ ○

雲率（％）

2488

22377

© Airbus DS/Spot Image 2019.

7月9日撮影（発災翌日）

災害2日後には、雲が減り全域が 〇：晴天△：一部雲あり入る光学衛星画像が撮影できた ×：雲多い© Airbus DS/Spot Image 2019.

7月10日撮影（発災2日後）

2018年7月豪雨災害では、災害2日後には雲が減り呉市付近全域が入る光学衛星画像が撮影できた。

⇓崩壊集中域の把握© Airbus DS/SpotImage 2019.

7月12日撮影（発災4日後）© Airbus DS/Spot Image 2019.

7月14日撮影（発災6日後）© Airbus DS/Spot Image 2019.

7月15日，16日撮影（発災後7～8日）

7２．風水害時の崩壊地分布の把握 （2018年7月豪雨災害広島県呉市付近）
高分解能光学衛星画像から崩壊地を自動抽出© Airbus DS/Spot Image 2019.

対象地区
検証範囲
崩壊地

高分解能光学衛星画像（SPOT）による崩壊地抽出結果（広島市呉付近）
SPOT-6/7【災害前】2018年5月11日【降 雨】2018年7月 3日～ 8日【災害後】2018年7月15日～16日

地理院崩壊地

地理院判読による崩壊地位

土砂移動域（SPOT）

光学

SPOT6/7を用いた自動抽出結果地理院崩壊地土砂移動域（SPOT）「地理院判読による崩壊位 （ポイント）」と「SPOT6/7を用いた崩壊地抽出結果」
空中写真から国土地理院が判読した崩壊地を正解として比較すると、約７０％の箇所（誤差20m以内で判定）が自動抽出できた。
⇒崩壊地位 は比較的良く一致し、崩壊集中域の把握に利用できると考えられる。
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３．地震時の崩壊地分布の把握（2011年3月東北地方太平洋沖地震）

光学

2011年東日本大震災の対応震度５強以上の地域を中心に、光学衛星画像の判読を行い、地震による崩壊地を抽出。

判読 積：約40,000 km2
高分解能光学衛星画像は、一部地域が入手困難であった。

背景図：気象庁,平成23年（2011年）東北地方太平洋沖地震の推計震度分布図

崩壊地画像の例（Google Earth）

使用した光学衛星画像

崩壊地判読結果

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３．地震時の崩壊地分布の把握（2018年9月6日北海道胆振東部地震）

光学

株式会社パスコは、2018年9月6日北海道胆振東部地震発生に伴い、2018年9月11日に撮影した光学衛星画像（SPOT）を元に、画像解析により土砂移動痕跡等を自動判読し、崩壊面積の概算値を算出

自動判読© Airbus DS Spot Image 2019平成30年北海道胆振東部地震
光学衛星画像

気象庁
推計震度分布図2018年9月6日
北海道胆振東部地震

株式会社パスコ ホームページより引用

土砂移動痕跡等の自動判読（速報）→崩壊 積を国土交通省が過去の地震災害と比較して公表

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４．海外災害時の調査 （深層崩壊で形成した天然ダムの決壊前後の状況把握）

光学

高分解能光学衛星画像のステレオ画像解析を用いてDEM（数値標高モデル）作成し、天然ダム形状及び流下領域の地形を把握した。
深層崩壊

背景画像：
WorldView-2
2013/2/2
等高線間隔：5m

湛水池

天然ダム湛水池ウェイエラ川
ネグリ・リマ村

天然ダム

2012年7月インドネシア政府撮影

インドネシア国アンボン島で、2012年7月13日深層崩壊により天然ダムが形成し、2013年7月25日に決壊した。
→光学衛星画像から決壊前と決壊後のDEMを作成。
使用した光学画像

作成したDEM仕様

衛星名

DEM諸元
メッシュ
2m
サイズ
精度 水平・垂直の目標 2m（相対）WorldView-1
WorldView-2
QuickBird

拡大範囲(c) DigitalGlobe, Inc. All Rights Reserved

作成したDEMによる地形図（天然ダム決壊前）作成したDEMを用いて、天然ダム決壊時の数値氾濫シミュ
レーションを実施して現象を検証。
出典：石塚忠範・他，天然ダ
ム決壊に伴う大規模洪水現象の解析，2014

数値氾濫シミュレーション
結果（最大流動深）(c) DigitalGlobe, Inc.
All Rights Reserved

決壊後 WorldView-2
2013/9/13撮影

天然ダムの決壊後の光学衛星画像

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４．海外災害時の調査 （深層崩壊で形成した天然ダムの決壊前後の状況把握）

SAR

衛星ＳＡＲ画像により天然ダム決壊状況を把握（２時期カラー合成画像の判読） （TerraSAR-X）
2012/12/08（天然ダム決壊前）

R：2012/12/08
G：2013/07/27
B：2013/07/27

2013/07/27（天然ダム決壊後）決壊で縮小した湛水池

天然ダム決壊箇所

湛水池
天然ダム

水位低下により露出した地面

インドネシア国
アンボン島の天然ダム決壊（2013年7月25日）の際に、・氾濫範囲
・湛水池の状況等について画像から推定。

ヌグリ・リマ村

ヌグリ・リマ村
TerraSAR-X

TerraSAR-X

氾濫範囲
（推定）

©2019 DLR, Distribution Airbus DS / Infoterra GmbH, Sub-Distribution [PASCO]

TerraSAR-X

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５．まとめ土砂災害対応における先進光学衛星と後継機への期待◆火山噴火による降灰時 （土砂災害防止法の緊急調査の対象渓流を抽出）◇衛星SAR，高分解能光学衛星画像
・火山灰等が１ｃｍ以上堆積した範囲の推計。降灰エリアの降雨後は、土石流の発生有無を確認。
・広域に降灰する場合、噴火時の噴煙に弱い航空機観測と比べて、衛星観測が優位。
・大規模噴火時も衛星観測は、飛行禁止区域内や立入規制区域内の観測、広域観測が可能。
◇ 衛星SAR・曇天、夜間等における降灰範囲の観測。変化する降灰範囲、地形の継続的な把握。
◆風水害時，地震災害時◇ 高分解能光学衛星画像（航空機より早い広域情報）
・広域画像による崩壊集中域の把握。全域を撮影した光学画像を用いて崩壊地分布を把握。
◇ 衛星SAR画像（２時期カラー合成 等）（夜間、悪天候時の広域情報）
・大規模天然ダム（河道閉塞）の発生箇所を探索。広域画像による崩壊集中域の把握。
◆海外災害時◇ 高分解能光学衛星画像，ステレオ画像からのDSM（数値表層モデル）やDEM（数値標高モデル），衛星SAR画像（２時期カラー合成 等）
・大規模天然ダムの形状、湛水状況、流下領域地形 等を把握。広域画像による崩壊集中域の把握。 13

国土技術政策総合研究所

国土技術政策総合研究所

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