国土地理院によるだいち2号を用いた地殻変動モニタリング～ 宇宙の防災インフラがくまなく探る大地の動き ～国土地理院 測地部 宇宙測地課
宗包 浩志©JAXA/GSI

Ministryof Information
Land, Infrastructure,
Transport
Geospatial
Authorityof Japanand Tourism
2019/03/11
ALOS-2シンポジウム＠ソラシティ

干渉SARとは？
干渉SARとは、リモートセンシング技術の一種で、同じ場所を２回観測し、それらの画像を比較し解析処理することで、この期間に発生した地表の変動を捉える技術。
国土地理院では「だいち２号」による干渉SARを用いた地殻変動監視を実施。
観測２回目
（変動後）

衛星－地表間の方向

観測１回目
（変動前）

①地表の変動（隆起）②衛星－地表間の距離が短縮

衛星－地表間の方向の距離の変化量を捉える③距離の変化量を色の変化で表示

地表面東側から観測した場合

SAR干渉画像2

だいち２号を用いた地殻変動監視●国土全域の定常的な地殻変動監視・だいち２号のデータを定常的にSAR干渉解析（全国定常解析）
・SAR干渉画像をもとに、国土全域の地殻変動・地盤変動を面的に監視・解析結果を火山噴火予知連絡会、地震予知連絡会、地震調査委員会、気象庁との合同記者会見、岩手県の火山活動に関する検討会に提出
・「地理院SARマップ」の運用→国・自治体向けに画像を公開●緊急時の地殻変動把握
・地震予知連絡会SAR解析ワーキンググループ（地震SAR解析WG）の事務局を運営
・国内外で大きな地震が発生した際は、意見をまとめて観測要求を提出
・緊急観測データを解析し（緊急解析）、火山噴火予知連絡会、地震調査委員会、地震予知連絡会、国内外の機関に情報を提供

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国土全域の定常的な地殻変動監視

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国土全域の地殻変動、地盤変動の監視

火山（吾妻山）地盤変動（沈下）（津軽平野）

地盤変動（隆起）（新潟県小千谷市）
地震（平成28年熊本地震）

・国土全域をカバーするSARデータを定常的にSAR干渉解析（全国定常監視）
・地震・火山活動による地殻変動、地盤沈下などの地盤変動を抽出

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全国定常解析による監視－火山－
電波照射方向衛星進行方向衛星進行方向火砕丘

衛星進行方向電波照射方向電波照射方向霧島山(えびの高原(硫黄山)周辺)
硫黄島
2018年2月14日～2018年4月11日 2018年５月6日～2018年9月9日

西之島
2018年7月6日～2018年7月20日

・全国の活火山地域の解析結果は火山噴火予知連絡会に提出され、火山活動の評価に活用されている。
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全国定常解析による監視

2015年
10月15日－地盤沈下－

2017年
8月3日

2016年
8月4日

4km

4km

4km

津軽平野
2014

2018年
8月2日

北行軌道
2015

2016

2017

2018

南行軌道

2014年
8月5日

4km

2015年
9月1日

4km

2016年
8月2日

2017年
8月1日

4km

2018年
8月2日

4km

地盤沈下が見られる地域

・津軽平野の２つの地域において、毎年約5～6cm程度の継続的な地盤沈下を検出
・当該自治体に情報を提供
Slide 7全国定常解析による監視－季節変動－

新潟県小千谷市
電子基準点
「小千谷」

[m]

1km

ノイズレベル

沈下①2015年9月15日～2015年11月24日②2015年11月24日～2016年3月1日

隆起ノイズレベル

沈下
隆起

① ② ③

④

電子基準点「小千谷」の上下変動③2016年3月1日～2016年6月7日④2016年8月16日～2016年11月8日

・消雪期に沈下しその後に隆起する季節的な地盤変動を検出
・SAR干渉画像で見られる季節変動は、電子基準点「小千谷」の観測結果と整合
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地理院SARマップの運用
地理院SARマップとは、「だいち２号」が観測したSARデータを干渉解析して得られた画像（SAR干渉画像）及び国土に関する地理空間情報をウェブ地図「地理院地図」で閲覧できる国・自治体等向けサービス。
表示イメージ

熊本地震

©JAXA

津軽平野

桜島

吾妻山

諸元
SAR衛星：だいち２号
だいち
対象範囲：日本全国
観測頻度：年6回程度
提供情報： 地震
火山
地盤変動(沈下)
地盤変動(隆起)・国・自治体等に、監視箇所の絞り込み、現地調査の実施、地上観測の見直しにSAR
干渉画像を活用してもらうことを目的に運用しているサービス。
・検出された地震、火山、地盤沈下/隆起による変動はアイコンを付けて情報提供。
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新たな取組事例～電離層補正の導入
電離層補正を解析ソフトウェアに導入。全国定常解析でのルーチン化に向け、検証中。
補正前

電離層位相補正後

補正前

電離層位相補正後

雌阿寒岳

2015/06/06-2016/06/04

2016/07/16-2017/07/01

・電離層補正をルーチン化し、より高精度に変動を検出。
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新たな取組事例～干渉SAR時系列解析の検討
干渉SAR時系列解析*のシステム構築にむけて試験解析・検証を実施中
干渉SAR時系列解析による距離変化(単位mm/year)

水準測量による沈下等量線図(単位mm/year)

2018/08/23-2018/09/06
電波照射方向衛星進行方向Analysis by GSI from ALOS-2 raw data of JAXA

http://npdas.pref.niigata.lg.jp/kankyotaisaku/5aab5b9aac51b.pdf*干渉SAR時系列解析
-20

（沈降）

0

多時点の多数のSAR干渉画像を統計的に処理し、（隆起） 大気などによる誤差を低減する解析方法
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緊急時の地殻変動把握

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防災利用実証実験・地震SAR解析WG
防災利用実証実験• 火山WG• 土砂WG• 水害WG• 大規模災害WG• 地震WG

地震予知連絡会
成果報告
地震予知連絡会
SAR解析ワーキンググループ（地震SAR解析WG）
緊急観測
要求

JAXA
成果報告

事務局
国土地理院
測地部
宇宙測地課

観測データ
アップロード

データ提供
だいち防災WEB

緊急観測提案
成果報告

実験協力者
国土地理院
防災科研
気象庁
京都大学
北海道大学
鹿児島大学
JAXA
産総研
東北大学

AUIG2
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平成28年（2016年）熊本地震に伴う地殻変動
2016/04/15 - 2016/04/29 南行左2016/04/15 - 2016/04/29 北行左M7.3

M7.3

major active faults• 地震直後から様々な方向の観測が実施• 地震に伴う地殻変動が迅速に詳細に捉えられた– 活断層帯の活動範囲の把握（布田川断層帯布田川区間、日奈久断層帯高野－白旗区間）– 布田川断層帯、日奈久断層帯での右横ずれを示唆する変動平成28年（2016年）熊本地震に伴う地殻変動
Multiple Aperture Interferometry (MAI)法• 衛星進行方向成分の変動を抽出する手法– 準南北方向• 断層帯のごく近傍の変動も明瞭に– 干渉SARに比べて、大きな変位勾配でも把握可能– だいち2号で信号強度が上がり、検出精度が向上• 断層帯の北側で北向き、南側で南向き• 布田川断層帯の東側延長
部はやや北にステップして延長？

平成28年（2016年）熊本地震に伴う地殻変動
震源断層モデルの推定

震源断層の概念図• 布田川断層帯、日奈久断層帯に沿った断層面• いずれも右横ずれ（布田川断層帯では正断層成分を含む）• 布田川断層帯の東側延長にも断層面が推定

地殻変動データ（GNSS、だいち2号の干渉SAR）を用いて震源断層を推定

この結果は、地震活動の評価に活用された

霧島山（硫黄山）の噴火に伴う地殻変動
上下方向

東西方向
0cm

1cm

1cm0cm

0cm

2cm
5cm

1cm

1cm

0cm

8cm
-2cm
-1cm

2cm
0cm
沈降

準上下方向の変位量 [cm]

準東西方向の変位量 [cm]2018年3月12日～2018年4月23日と2018年3月11日～2018年4月22日のペアを組み合わせた2.5次元解析の結果• 硫黄山の南側及びその西側に隆起のピークを検出• 解析結果を火山噴火予知連絡会に提供し、火山活動の評価に活用
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平成30年（2018年）北海道胆振東部地震に伴う地殻変動
震源断層モデルの推定• GNSSに加えSARによる結果を用いることでより正しい震源断層モデルが推定された• これらの結果は地震予知連絡会や地震調査委員会に報告 →地震活動の評価に活用

地理院地図3Dによる3次元表示
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クラカタウ火山の噴火に伴う地形変化
噴火前

噴火後

• 噴火前後のSAR強度画像を比較し、山体南西部の崩壊を確認• 噴火発生（12/22）→観測・解析・公表（12/25）• インドネシア地理空間情報庁（BIG）および現地大使館、JICA等に情報提供
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SAR干渉解析業務のまとめ• だいち２号SARデータの定常的な解析• 得られた地殻変動情報を気象庁との合同記者会見等に提供→ 地震活動・火山活動の活動評価・解説で活用• 地盤沈下等が起きている可能性のある箇所を多数検出→ 関係機関へ情報提供• 地理院SARマップの運用→ 国・自治体等向けに干渉SAR画像の閲覧サービスを実施• 国内外で発生した地震・火山活動に対応した臨時解析• 地震・火山活動に伴う様々なスケールの地殻変動・地盤変動を検出し、関係機関に情報提供→ 地殻変動の現況把握、災害対応、メカニズムの解明に活用

今後も引き続き、 ・解析技術の更なる高度化、精度の向上
・SAR解析結果の利用拡大・効率的な監視手法の検討を図る

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謝辞

だいち２号（ALOS-2）の運用に携わるJAXA並びに多くの関係者の方々のご尽力に感謝の意を表します。

だいち２号（ALOS-2）：原初データ所有

JAXA

データは、「陸域観測技術衛星2号に関する国土地理院と宇宙航空研究開発機構の間の協定」に基づいて提供されたものです。
※ 火山：火山噴火予知連絡会衛星解析グループを通して、JAXAから提供されたものが含まれております。
※ 地震：地震予知連絡会SAR解析ワーキンググループを通して、JAXAから提供されたものが含まれております。

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