hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
解析・調和関数空間の構造とその上の作用素の性質の研究

本研究の主たる課題は「合成」という演算のもつ位相構造を明らかにするということである.「合成」は繰り返すという「積」については自明であるが,「和」や「差」については何の情報もなかった.ここでは,いくつかの合成演算の和(線形和)についての作用素としての特性,特に数学的には重要課題であるコンパクト性について特徴付けた.本研究の主たる課題は「合成」という演算のもつ位相構造を明らかにするということである.「合成」は繰り返すという「積」については自明であるが,「和」や「差」については何の情報もなかった.ここでは,いくつかの合成演算の和(線形和)についての作用素としての特性,特に数学的には重要課題であるコンパクト性について特徴付けた.1.単位円板上の有界解析関数空間における合成作用素の問題については,研究分担者の泉池敬司教授と共に,有限個の合成作用素の一次結合のcompact性を完全に特徴づけ,essential normの評価を与えた.norm評価については係数の実部が正の場合の成果を得たが,関連する問題も浮き彫りにされ,引き続きの課題となった.合成作用素の一次結合の問題はこの分野の研究者の注目を集め,いろいろな関数空間で考えられるようになった.大野は引き続き研究協力者の細川卓也,Helsinki大のNieminenらとBloch空間におけるcompact性について特徴づけを行なった。一次結合についての研究はC*環,作用素環への新たな展開が予想される.有界調和関数空間における合成作用素については,泉池教授と共に,その位相構造は有界解析関数空間の場合と同値であることを示し,荷重合成作用素を定義することにより,そのessential normの評価を与えた.乗法が定義できない「調和関数空間」に定義された荷重合成作用素はそれ自体興味あるものであり,更なる性質の考察が望まれる.Bloch空間については,そこで作用する合成作用素と微分作用素の積についての有界性,compact性も特徴づけた.2.共同研究者の泉池は,New York State大のYang教授と,1変数の内部関数を利用して,2変数のHardy空間の中にねじれるようにして作られる逆不変部分空間は1変数のBergman空間を一般化した構造を持つことを示した.2変数のHardy空間でクロス交換子がランク1になる,ある条件をみたす不変部分空間の構造を決定した.Fudan大のGuo教授と,1変数のフォック型の空間における合成作用素に対する、スペクトル,サイクリック性,ハイパーサイクリック性,不変部分空間などの基本的問題を解決した。1. Hardy空間上の合成作用素の研究として、「完全連続性」の特徴付けを考えた。この性質は作用素のコンパクト性の研究から派生したものだが、現在でも十分な解析は准んでいない。しかし、コンパクト性、弱コンパクト性との比較や、Dunford-Pettisの性質といった函数解析学の重要な概念との関連がある重要な性質である。大野は一乗可積分な解析関数のHardy空間で合成作用素の線形結合の場合の特徴づけを試み、その部分解を新潟大学で開催の14^<th> Analytic function spaces seminarで発表したが、そこに参加していたNguyen Quang Dieu(ベトナム、ハノイ教育大)が興味を持ち、共同研究を開始し、完全な解答を得た。2. Bloch空間においては、合成作用素と微分作用素の積についての有界性、コンパクト性の完全な特徴づけを行った。Bloch空間に微分演算を考えることは、最近活発に研究されているBloch-type空間やZymund空間への有効な手段を提供することになった。3. disk環上における荷重合成作用素の差のコンパクト性を特徴付けた。この問題については、泉池、細川卓也らと共に,有界な解析関数空間上で特徴付けを行ない、その結果は関係研究者らにより、無限次元空間に拡張されていた。disk環では有界な解析関数空間上の手法は使えないが、コンパクト性、弱コンパクト性、完全連続性の同値性を示し、そのための条件を与えた。4.泉池は、多変数Hardy空間における不変部分空間を特徴付けるBeurling typeの定理のShimorinによる証明を、基本的な手法だけで別証明した。1.合成作用素の集合の位相構造」の問題については、disk環上の2つの荷重合成作用素の差のコンパクト性を特徴づけた。これは、有界解析関数空間の場合で使えた「弱収束定理」が成り立たないため、新しい知見が必要であった。また、この結果はさらに、泉池教授と「有界解析関数空間上の荷重合成作用素の和」についての研究に発展し、有界解析関数空間とdisk環との間の関係に注目を与えることになった。Bloch空間では、合成作用素の線形結合のコンパクト性について、細川卓也(茨城大・工)、Pekka J. Nieminenn(フィンランド、ヘルシンキ大)らと特徴付けた。有界解析関数空間上の合成作用素の差のコンパクト性は、有界解析関数空間とBloch空間の間の合成作用素の挙動と関係しているが、細川と荷重合成作用素の差の有界性、コンパクト性についても考察した。2.泉池教授、Nguyen Quang Dieu(ヴェトナム、ハノイ教育大)との共同研究で、異なる多次元Hardy空問の間の合成作用素の有界性、コンパクト性について特徴付けた。またこの結果が、Hardy空間上の荷重合成作用素の有界性に関係している知見を得た。3.Hardy,Bergman空間を拡張した「ある再生核をもつ解析関数空間」からBloch空間への荷重合成作用素の有界性,コンパクト性について,海外研究協力者であるKarel Stroethoff(米・モンタナ大)と完全な特徴付けを行なった。引き続き、weightedDirichlet空間からBloch-type空間への荷重合成作用素の性質を考えることとなった。
学習・発達障害のある看護師/看護学生の実態調査

全国の看護師養成機関を対象に郵送法にて調査を行い、看護教員からみた著しい指導・学習困難な学生について把握した。回答養成機関の総入学生数のうち著しい指導・学習困難な学生は2. 3%であり、なんらかの発達障害の特徴を備えた学生は1. 02%であった。もっとも多い特徴は「対人関係/こだわり」であり、続いて「聞く」「不注意」「話す」であった。これらの学生が困難であった学習内容は、いずれも実習での患者ケアやコミュニケーションであった。本研究は、学習障害および発達障害のある看護師・看護学生の実態を把握する目的で開始した。最初に全国の看護師養成施設における看護学生の実態を調査する計画を立案しはじめたが、その質問項目を設定するにあたり、研究チームメンバーだけでなく、より広く情報を収集する必要が提案された。そのため、研究計画を変更し、まず、研究メンバーの知人である看護教員に発達障害あるいは学習障害の可能性のある事例について収集することとした。収集した事例について論文発表しないことを条件に、名古屋大学医学部倫理審査委員会の承認が平成21年10月に得られ、調査を開始した。調査内容は、1)その学生のいた養成機関の属性(大学[総合大学、単科大学]・短大・専修学校、課程[2年課程、3年課程、准看護師養成課程{各種学校、高校衛生看護科}]、定時制・全日制の別、2)その学生の全般的な傾向、3)特に学習困難を認めた具体的なエピソード、4)どのように指導し、どのような困難があったか、5)指導の結果の結末(改善、留年、退学、指導継続中など)、5)その他、学生指導に関して普段考えていることの自由記載、とした。対象学生は、現任校のみでなく、その教員がこれまで経験した学生全体とした。これらの質問項目から成る調査票(Wordファイル)を入れたUSBフラッシュメモリを郵送し、ファイルに回答を入力して返送してもらった。その結果、19名の看護教員から32例の事例が報告された。報告された事例は、次年度に行う看護学生全国調査のための質問項目作成の参考資料とされることとなった。発達障害・学習障害の可能性のある看護学生についての全国調査のために、質問項目の作成を行った。中心となる質問項目は、2002年度に文部科学省が行った「通常の学級に在籍する特別な教育的支援を必要とする児童生徒に関する全国実態調査」の70項目を、一部大学生向けに修正して使用することになった。例えば「子ども⇒学生」「大人しく⇒静かに」などである。加えて、平成21年度に収集した、発達障害・学習障害のある看護学生の事例32例から読み取れる、それぞれの学生の特徴について新たな質問項目を追加することとした。事例を分析した結果、青年期に達している看護学生は、その成長過程の中で、自らの障害を隠そうとしたり、正当化しようとしたりするために、さまざまな対処行動を身につけていることが示唆された。例えば、学習上でつまずくと引きこもって連絡がとれなくなったり、自分の間違いを決して認めず教員や他学生を責めたり、などである。これらの対処行動を集約し、10問の質問項目を作成し、合わせて、どのような場面でもっとも指導が困難であったかを問う調査票を作成した。例えば、講義、技術演習、実習(コミュニケーション、援助実施)、研究などである。これらの調査票と別に、H22年度最終学年全般における指導困難学生の人数やそれらの学生の転帰、学生指導支援の有無、等を問うフェースシートとともに同封し、全国の看護師養成機関に郵送予定である。H23年度早々に名古屋大学医学部倫理審査委員会に申請することが決定している。前年度に行った、著しい学習困難・指導困難な看護学生の事例を踏まえ、全国の看護師養成課程(4年制大学、短期大学、専門学校)に実態調査を行った。対象とする学生は、H23年3月に卒業した学年の学生とした。調査票は2部構成で、1部は養成機関の属性、入学試験の面接の有無、個別学生サポート体制、著しい学習・指導困難学生の人数とその転帰から成る。さらに、この調査票において著しい学習・指導困難と判断した学生個々について、「通常の学級に在籍する特別な教育支援を必要とする児童生徒に関する全国実態調査(文部科学省、2002年)」に基づいて作成した質問紙に回答してもらった。828校中393校から返信があり(返信率47.5%)、そのうち341から有効回答が得られた(有効回答率41.2%)。有効回答校のうちわけは、大学46校、専門学校2年課程73校、専門学校3年課程194校、短期大学7校、不明17校であった。これらの養成機関では、ほとんどが入学試験に面接を取り入れ(83.8%)、担任やチューター制度など継続的な学生指導を行っていたが(88.6%)、スクールカウンセラーなどの個別支援システムがあるのはわずか(13.2%)であった。

回答のあった機関に、H23年3月卒業予定として入学した学生14,325名のうち、著しく指導/学習が困難であった学生数は330名(2.3%)であり、そのうち、前述の文部科学省調査の基準に基づいた分類による該当者は146名(1.02%)であった。該当者のうち、もっとも多かった困難は「対人関係・こだわり」であり、続いて「聴く」「不注意」「話す」「読む」であった。もっとも支障のあった学業内容は実習での患者ケアであった。
非侵襲的分子画像を用いたヒト大脳基底核障害における神経回路制御機構の解析

ヒト大脳基底核疾患における神経回路網の機能的変化をPET検査を用いて可視化し,神経症状の推移と同期させて分析することにより,神経回路制御機構や可疎性を解析した.脳卒中患者においては,亜急性期のみに同側前頭前野や頭頂葉にイノシトールリン脂質代謝の取り込み増強域が確認され,前頭前野や頭頂葉が大脳基底核障害時の神経回路網可塑性に関与している可能性が示唆された.Bobble-head doll syndromeでは,両側線状体におけるドパミン細胞シナプス前部機能の亢進が頭頚部異常運動に関与していることが確認され,大脳基底核での運動抑制障害が異常運動の一因であり,可塑性を示すことが確認された.1研究対象と神経機能評価:脳血管性障害,脳腫瘍,頭部外傷等によりCTまたはMRIで大脳基底核部または運動関連領野に障害が確認され,その他の部位に異常が認められず治療前後で経時的PET検査が可能な全身状態を有する患者を本研究の対象とし,神経機能評価においては,ビデオ撮影を含めて経時的に記録した.2神経伝達物質標識ポジトロン化合物の作成とPET撮像:18F-fluorodopaおよび18F-fluorodeoxyglucoseと15O-gasを資料から現有のサイクロトロン(日本製鋼所;BC-1710)で作成し,PETは現有のPET-SET1400(島津製作所)を用いて撮像した.3今後の展望:平成26年度は症例を蓄積して経時的PET検査を施行するとともに,11C-diacylglycerol PET検査も加えていく予定である.そられの情報をもとに平成27年度に神経伝達物質画像と脳循環代謝画像情報を経時的に比較検討することにより,運動関連領野-大脳基底核神経回路網と視床・黒質・上丘および橋被蓋などの機能的回路網を巨視的に解析する.大脳基底核は脳幹や脊髄などへ出力繊維を投射する重要な神経回路拠点でもあり,運動調節や体性感覚統合および学習や記憶に密接に関与していると考えられているが,その神経回路網の詳細には不明な点が多く,大脳基底核疾患においては治療標的の特定に難渋している.ヒト成熟脳でも従来考えられていた以上に可塑性を備えていることが臨床上で認識されるようになり,脳卒中片麻痺患者の機能回復訓練においては脳の可塑性を予測して積極的に治療するconstraint inducedmovement therapyが実践されはじめ,良好な成績を示して注目されている.大脳皮質-基底核閉鎖回路障害におけるシナプス可塑性を解析するため,下記の研究を行った.脳血管性障害や腫瘍性病変などの大脳基底核障害患者,さらに頭部外傷や脳血管性障害,腫瘍性病変などによる前頭葉運動関連野障害の患者において,経時的に頭部MRIを撮像した.また,非侵襲的高機能探索分子プローブである11C-diacylglycerolおよび18F-fluorodopaをトレーサとして用いた経時的PET検査を施行し,運動関連領野-大脳基底核回路における機能異常をシナプス機能の観点から経時的に画像化した.また,8F-fluorodeoxyglucoseおよび15O-gasをトレーサとして用い,同時期の脳循環代謝も評価した.これらの患者における神経症状の推移をビデオ画像などで客観的に記録するとともに神経症状の推移を記載した.可視化したシナプス機能の推移と脳循環代謝の推移を後方視的にMRI画像と比較した.また,神経伝達物質画像と脳循環代謝画像を経時的に神経症状の推移に照合し,あわせて比較検討することにより,運動関連領野-大脳基底核神経回路網と視床・黒質・上丘および橋被蓋などの機能的回路網を巨視的に解析している.ヒト大脳基底核疾患における神経回路網の機能的変化をPET検査を用いて可視化し,神経症状の推移と同期させて分析することにより,神経回路制御機構や可疎性を解析した.脳卒中患者においては,亜急性期のみに同側前頭前野や頭頂葉にイノシトールリン脂質代謝の取り込み増強域が確認され,前頭前野や頭頂葉が大脳基底核障害時の神経回路網可塑性に関与している可能性が示唆された.Bobble-head doll syndromeでは,両側線状体におけるドパミン細胞シナプス前部機能の亢進が頭頚部異常運動に関与していることが確認され,大脳基底核での運動抑制障害が異常運動の一因であり,可塑性を示すことが確認された.脳神経外科学脳血管性障害,脳腫瘍,頭部外傷等によりCTまたはMRIで大脳基底核部または運動関連領野に障害が確認され,その他の部位に異常が認められず治療前後で経時的PET検査が可能な全身状態を有する対象症例が,患者の同意を得て順調に登録されつつある.神経伝達物質標識ポジトロン化合物の作成とPET撮像においては,18F-fluorodopaおよび18F-fluorodeoxyglucoseと15O-gasを資料から現有のサイクロトロン(日本製鋼所;BC-1710)で作成し,PET撮像が可能であった.平成26年度は症例を蓄積して経時的PET検査を施行するとともに,11C-diacylglycerol PET検査も加えていく予定である.そられの情報をもとに平成27年度に神経伝達物質画像と脳循環代謝画像情報を経時的に比較検討することにより,運動関連領野-大脳基底核神経回路網と視床・黒質・上丘および橋被蓋などの機能的回路網を巨視的に解析する.PET撮像対象患者が,約1例予定より少なかったため生じました.本年度研究で,PET撮像症例を1例増加させることにより使用します.
画像処理法による室内装備要因の色彩計画に関する実験的検討

1.彩色実験CRT画面に映し出された居間空間について、その空間内の装備要因を自由に被験者に着色させることにより、被験者が望む色彩環境を把握することを目的として実験を行った。実験の方法は、まず対象空間として適していると考えられる居間空聞の写真を住宅雑誌よりコンピュータに取り込み、対象とする装備要因は入居後に居住者が自由に購入でき、かつ面積的にも一般的に広い面積を占めると考えられるソファ、カーテン、クッションとした。100名を被験者として実験を行い、100種の空間が得られた。実験の結果、各要因それぞれについてはソファとクッションは選択された色彩の傾向が類似しており、色相はY、YR、GYが多く選択された。カーテンは選択基準がソファ、クッションと異なりBが多く、明度は高く、彩度は低めが選択された。また複数の要因間の色彩関係についてはいずれの組み合わせについても明度や彩度によって複数の装備要因の色彩を統一しようとする傾向が認められた。2.評価実験先の彩色実験で得られた空間100種を対象としてそれらの空間の色彩の組み合わせがどのように室内雰囲気に影響を及ぼしているかを明らかにすることを目的として評価実験を行った。実験方法は、評価対象をCRT画面に映し出してそれらについてそれぞれSD法により15対の形容詞対を評定項目として被験者に評価させた。結果、SD得点をもとに因子分析を行って情緒的意味空間の最小の構成次元の検討を行った。3つの因子が析出され、第1因子は価値因子、第2因子は活動性因子、第3因子は暖かさ因子と意味付けられた。複数の要因の色彩関係が空間の雰囲気に及ぼす影響についてはソファと壁面、カーテンと壁面、ソファとクッションにおいて互いが近接した色相であると快適性が高くなり、装備要因の色彩関係だけでなく、設計計画的要因である壁との関係も大きく影響を及ぼしているといえる。また明度差と彩度差は差が小さくなるように揃えると空間の快適性や明るさに関する評価が高くなることが明かとなった。同一の評価対象について2種の実験手法(CRT画像による呈示方法とスライドを投影したスクリーンによる呈示方法)により空間の知覚の対応を行うことによって、実験手法の検討を行う。そして既にスライドと実空間との対応が可能であることが既往研究より明らかとなっていることから、CRT画像とスライドとの対応を検討することにより、CRT画像が実空間に代えて空間の知覚が可能であるかどうかについて検証を試みる。実験の方法は、住宅居間の装備要因の色彩を変化させた18の評価対象空間をCRT画像とスライドの2種の呈示方法により33名の被験者に呈示し、その空間から受けるイメージを7段階SD法により15対の形容詞対からなる評定項目について回答を求めた。結果、まず評定項目についてイメージプロフィールを描いてCRT画像とスライドとの評価を比較したところ、空間の広さや明るさに影響すると考えられる<開放的な-閉鎖的な><明るい-暗い>の項目を含むすべての評定項目について空間イメージの捉える傾向について高い類似性が認められた。次に、2種の呈示方法でそれぞれSD得点をもとに因子分析を行って情緒的意味空問の最小の構成次元の検討を行った。その結果、いずれの呈示方法とも第一因子は<すっきりした-ごてごてした><居心地の良い-居心地の悪い><好感のもてる-好感のもてない>といった空間の質的な良さや快適感を表す項目を含む因子(Evaluation)が析出され、また第二因子は<活動的な-沈静的な><陽気な-陰気な><明るい-暗い>などの空間の快活さや明るさを表す項目を含む因子(Activity)が析出され、CRT画像、スライドとも同じ因子構造をもつことが認められた。また、因子分析をもとに算出された因子得点を用いてCRT画像とスライドとの相関を検討したところ、Evaluationでは相関係数が0.939、Activityでは0.869と高い相関を示した。以上、CRTとスライドの空間の知覚についてその対応を検討した結果、両者の間には高い相関が認められ、CRT画像はスライドと同様に空間を知覚することができると判断される。また、既往研究より実空間を類推する手段としてスライドは十分耐えうるという報告がされていることからCRT画像と実空間の対応を行う必要はあるものの、CRT画像はスライド同様に実空間に近い空間知覚が可能であろうと予測される。

2.評価実験先の彩色実験で得られた空間100種を対象としてそれらの空間の色彩の組み合わせがどのように室内雰囲気に影響を及ぼしているかを明らかにすることを目的として評価実験を行った。実験方法は、評価対象をCRT画面に映し出してそれらについてそれぞれSD法により15対の形容詞対を評定項目として被験者に評価させた。結果、SD得点をもとに因子分析を行って情緒的意味空間の最小の構成次元の検討を行った。3つの因子が析出され、第1因子は価値因子、第2因子は活動性因子、第3因子は暖かさ因子と意味付けられた。複数の要因の色彩関係が空間の雰囲気に及ぼす影響についてはソファと壁面、カーテンと壁面、ソファとクッションにおいて互いが近接した色相であると快適性が高くなり、装備要因の色彩関係だけでなく、設計計画的要因である壁との関係も大きく影響を及ぼしているといえる。また明度差と彩度差は差が小さくなるように揃えると空間の快適性や明るさに関する評価が高くなることが明かとなった。
セラミックスと耐熱超合金の固体反応接合の研究

セラミック部材の作製に際しては、多くの場合、金属との接合による複合化が望まれている。両者の接合法としてはTi等の活性金属を含む比較的低融点の合金を用いてろう付する方法が一般的になりつつあるが、ろう層の存在は接合体の耐熱・耐食特性を著しく限定する結果となる。本研究では、非酸化物系セラミックスである窒化硅素(Si_3N_4)とFe-NI系耐熱合金との接合方法として、SiC/Si/C粉末とFe-Niとの固体反応を利用し、可能な限り金属及びセラミックスの母材成分のみからなる接合体を得る方法について検討した。いかに、本研究で得られた主な結果および結論を要約する。1.四重極質量分析計による反応生成ガス分析及び反応生成物のX線回析結果によると、Si_3N_4およびSiCは共にFe/Niとの共存により、それ自体の分解温度よりも低い温度で分解を開始し、前者は窒素を、また後者は炭素を放出して金属硅化物を形成する。2.SiC粉末単独、SiC粉末とFe箔、SiC粉末とNi箔を各々インサ-ト材としてSi_3N_4焼結体とFe-Ni合金を接合し各々の接合性を比較した結果、SiC粉末とNi箔を用いた場合、接合部のSi_3N_4表面が最も良好に分解され均一な接合部組織が得られる。3.予めア-ク溶解炉中で溶解し合金化した粉末を用いた場合には、混合粉末の場合よりも約70K低い温度で接合部に液相を生じるが、十分なSi_3N_4表面の分解は生じなくなる。一方、さらに接合温度を高くすると金属母材と激しく反応し、接合が困難となる。4.Si_3N_4表面の混合粉末によるメタライジング、あるいはSi_3N_4表面にFe-Ni合金薄板を固体反応接合した後、さらに低い温度で他の金属とろう付あるいは拡散接合することが出来る。また、この方法は接合部における熱応力発生の低減に効果があることが示された。非酸化物系セラミックスはのとくに高温強度が高く耐熱構造材料として期待されているが、実用部材の作成に際しては金属との接合による複合化が望まれている。この接合法としては、Ti等の活性金属を含むろう材による接合が一般的となりつつあるが、本研究では活性金属を用いずSiCあるいはSi粉末とFe-Ni合金の固体反応を利用して窒化硅素とFe-Ni系耐熱合金とを直接的に接合させ、可能なかぎり金属及びセラミックスの母材成分のみからなる接合部を作成する方法を検討した。以下に、本研究で得られた主な結果および結論を要約する。1.Fe-Ni-Si混合粉末を用いたSi_3N_4とFe-Ni合金(42アロイ)の接合では、Si_3N_4表面が分解され良好な接合が行える。2.予めアーク溶解炉により溶解して合金化した粉末を用いた場合には、混合粉末の場合よりも約70K低い温度で接合部に液相を生じるが、十分なSi_3N_4表面の分解は生じなくなる。一方、さらに接合温度を高くすると、金属母材と激しく反応し接合が困難となる。3.Siの代りにSiC粉末を用いた混合粉末では、Si_3N_4に対するぬれ性が著しく改善される。5.四重極質量分析計による反応生成ガス分析では、Si_3N_4表面の分解に伴いN_2ガスの放出が検出された。

6.Si_3N_4表面の混合粉末によるメタライズ、あるいはSi_3N_4に42アロイの薄板を固体反応接合した後、それらに他の金属を、さらに低い温度でろう付あるいは拡散接合することが出来る。また、この方法は接合部における熱応力発生抑制に効果が有ることが示された。耐熱性・耐食性等種々の特長をを有するセラミックスをさらに有効に利用する目的で、金属との接合による複合化が検討されている。両者の接合法としてはTi等の活性金属を含む比較的低融点の合金を用いてろう付する方法が一般的になりつつあるが、接合部におけるろう層の存在は接合体の耐熱・耐食特性を著しく限定する結果となる。本研究では非酸化物系セラミックスである窒化硅素(Si_3N_4)とFe-Ni系耐熱合金との接合方法として、SiC/Si/C粉末とFe-Niとの固体反応を利用して両者を接合し、可能な限り金属及びセラミックスの母材成分のみからなる接合体を得る方法について検討した。以下に、本研究で得られる主な結果および結論を要約する。1.四重極質量分析計による反応生成ガス分析及び反応生成物のX線回折結果によると、Si_3N_4およびSiCはともにFe/Niとの共存により、それ自体の分解温度よりも低い温度で分解を開始し、前者は窒素を、また後者は炭素を放出して金属硅化物を形成する。2.Si_3N_4およびSiCの焼結体とFeおよびNiを接触させて加熱した結果、Si_3N_4の場合には1250°Cまでの温度では界面に反応は起こらないがSiCの場合には、1150°C以上で激しい反応が生じる。3.SiC粉末単独、SiC粉末とFe箔、SiC粉末とNi箔を各々インサ-ト材としてSi_3N_4焼結体とFe-Ni合金を接合し各々の接合性を比較した結果、SiC粉末とNi箔を用いた場合には、接合部のSi_3N_4表面が最も良好に分解され均一な接合部組織が得られる。
「遊び仕事」を取り入れた体験的環境教育プログラムの開発：伝統養蜂を題材として

本研究の目的は、「遊び仕事(マイナー・サブシステンス)」を環境教育の中に位置づけ、「遊び仕事」の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを開発するである。「遊び仕事」の具体的事例として、対馬(長崎県)で盛んに行われている在来種ニホンミツバチの伝統養蜂を取り上げ、そこに内在する豊富な知識・技術・知恵・文化を巻き込んだ環境教育プログラムを開発した。さらに、開発した環境教育プログラムを用いた環境教育実践を行った。本研究の目的は、遊び仕事(マイナー・サブシステンス)の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを開発することである。遊び仕事の具体的事例としては、昨年度と同様、長崎県対馬市で盛んに行われている在来種ニホンミツバチの伝統養蜂を取り上げた。四季を通して対馬のニホンミツバチ伝統養蜂の現状を把握するために、4月、5月、9月、10月の計4回、それぞれ1週間10日間程度のフィールド調査を実施した。具体的には、ニホンミツバチを介した「自然と人間との共生関係」に着目しながら、養蜂家から直接話を聞く「聞き取り調査」、ならびに、実際の養蜂作業を継続的に観察する「参与観察」のという2つの方法により、1対馬におけるニホンミツバチの伝統養蜂の現状把握、2伝統養蜂に内包されている知識・技術・知恵・文化の各要素の抽出、3環境教育プログラムの開発に必要なデータ・資料の収集、を進めた。これらの調査によって、対馬における伝統養蜂という営為には、(1)ニホンミツバチの性質を熟知し、繊細な配慮をしながら、自然と対峙して生きる養蜂家の経験によって支えられてきた豊富な「知識や技術や知恵」と、(2)蜂蜜の収獲の喜び、分封群捕獲の興奮、神経質な野生のミツバチとつきあう奥深さ、創意工夫が求められる労働(巣箱作り、道具作り等)の面白さといった「多面的な楽しみ」の要素が凝縮されていることが明らかになってきた。そして、この「楽しさ」こそが、経済的な意味はそれほど大きくない営為を継続させている大きな要因となっているようである。遊び仕事(マイナー・サブシステンス)の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを試作して実践を行い、その研究成果の一部は、日本環境教育学会第23回大会、日本島嶼学会隠岐大会、第12回漂着物学会において研究発表を行った。また、宮城教育大学環境教育研究紀要第15巻に論文を投稿した。本研究の目的は、遊び仕事(マイナー・サブシステンス)を環境教育の中に位置づけ、遊び仕事の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを開発することである。遊び仕事の具体的事例として、対馬(長崎県)で盛んに行われている在来種ニホンミツバチの伝統養蜂を取り上げ、伝統養蜂に内在する豊富な知識・技術・知恵・文化を巻き込んだ形の環境教育プログラムを開発し、その教育実践に取り組んだ。最終年度にあたる平成25年度は、宮城教育大学の学部学生を対象にした講義(「自然フィールドワーク実験」ならびに「自然史・自然論」)の中で、遊び仕事の要素を取り入れた環境教育プログラムを実践し、その評価・検討を行った。また、小学校における出前授業や一般市民向けの講演会を開催するなど、積極的に研究成果の社会還元をはかった。その中でも、対馬において実施した小学生対象のひらめき☆ときめきサイエンス『ニホンミツバチっておもしろい!伝統養蜂の世界へようこそ』は参加者や専門家から高く評価され、「よく工夫されたプログラムの事例」として日本学術振興会HPで紹介された。また、得られた研究成果は、日本環境教育学会、日本島嶼学会等で口頭発表するとともに、宮城教育大学環境教育研究紀要等に論文を投稿した。3年間の研究期間をとおして計19回対馬に渡航し(延べ150日あまり)、四季を通してフィールド調査や聞き取り調査を行い、遊び仕事(マイナー・サブシステンス)としての伝統養蜂を環境教育の中に位置づけることができた。さらに、遊び仕事の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを開発し、それを大学生や児童を対象に実践することができた。本研究の目的は、「遊び仕事(マイナー・サブシステンス)」を「環境教育」の中に位置づけ、「遊び仕事」の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを開発することである。「遊び仕事」の具体的事例として、長崎県対馬で盛んに行われている在来種ニホンミツバチの伝統養蜂を取り上げる。対馬には伝統養蜂の形態が今なお色濃く残されており、ニホンミツバチを介した「自然と人間との共生関係」をつぶさに見ることができる稀有なフィールドである。初年度(平成23年度)は、四季を通して対馬のニホンミツバチ伝統養蜂の現状を把握するために、5月(1回目の分封)、6月(2回目の分封)、7月(巣箱の内検とスムシ防除)、10月(採蜜およびハチミツコンクール)、12月(巣箱作り)、2月(給餌)の計6回、それぞれ1週間10日間程度のフィールド調査を実施した。

具体的には、養蜂家から直接話を聞く「聞き取り調査」と、実際の養蜂作業を継続的に観察する「参与観察」の方法により、(1)対馬におけるニホンミツバチの伝統養蜂の現状把握、(2)伝統養蜂に内包されている知識・技術・知恵・文化の各要素の抽出、(3)環境教育プログラムの開発に必要なデータ・資料の収集、を進めた。一連の調査を通して次第に明らかになってきたことは、(1)対馬における伝統養蜂は、ニホンミツバチの性質を熟知し、繊細な配慮をしながら、自然のしくみや秩序を破壊せずに巧みに利用することで成り立ち、持続的なものになっていること、(2)対馬に豊かな自然生態系が残されていることが、「遊び仕事」としての伝統養蜂が成立している大きな要因であること、(3)ニホンミツバチを伝統的な手法で飼うという行為自体が、対馬の自然環境の保全・再生に寄与していること、などである。これらの研究成果の一部は、日本環境教育学会第22回大会において口頭発表を行った。本研究の目的は、遊び仕事(マイナー・サブシステンス)の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを開発することである。2年目にあたる平成24年度は、1対馬におけるニホンミツバチの伝統養蜂の現状把握、2伝統養蜂に内包されている知識・技術・知恵・文化の各要素の抽出、3環境教育プログラムの開発に必要なデータ・資料の収集、といった作業を進めながら、遊び仕事の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを試作することができた。さらに、教育実践にも取り組み、成果の一部を論文として印刷することができた。以上のことから、本研究は「おおむね順調に進展している」と評価できる。本研究の目的は、「遊び仕事(マイナー・サブシステンス)」を「環境教育」の中に位置づけ、「遊び仕事」の要素を取り入れた体験的な環境教育プログラムを開発することである。初年度(平成23年度)は、地元の養蜂団体(対馬市ニホンミツバチ部会)の全面的な協力が得られたこともあり、「遊び仕事」に内在する豊富な知識・技術・知恵・文化と「環境教育」との接点を見出すという研究目的を十分に達成することができた。2年目(平成24年度)にフィールド調査で得られた成果を基盤とした体験的な「環境教育プログラム」を開発し、最終年度(平成25年度)にその教育効果を評価・検討する予定であるが、初年度(平成23年度)はそのための資料やデータ、素材等を十分に揃えることができたことから、研究は「おおむね順調に進展している」と評価している。最終年度(平成25年度)は、作成した環境教育プログラムの教育効果を評価・検討する予定である。ひらめき☆ときめきサイエンスようこそ大学の研究室へKAKENHI(研究成果の社会還元・普及事業)に企画プログラム「ニホンミツバチっておもしろい!伝統養蜂の世界へようこそ」が採択されたことから、その機会を積極的に利用して、環境教育プログラムの教育効果を評価・検討したい。次年度(平成24年度)は、初年度(平成23年度)の研究成果を基盤とした体験的な「環境教育プログラム」を開発し、最終年度(平成25年度)にその教育効果を評価・検討する予定である。最終年度(平成25年度)は、成果還元のための対馬への出張旅費、環境教育学会(滋賀)、島嶼学会(高知)等における成果発表のための旅費が、研究費の大半を占める予定である。次年度(平成24年度)は、ニホンミツバチ伝統養蜂の宮城教育大学への導入、伝統養蜂を題材とした環境教育プログラムの試作に加え、対馬における補足調査を3回程度計画している。そのため、養蜂に必要な消耗品や調査旅費が研究費の大半を占める予定である。
認知的脳情報の検出と読み出しに関する研究

無侵襲MEG(脳磁界)計測によりヒトの認知的脳活動を定量的な信号として抽出する実験研究を行った結果,合成複合音や音楽的和音,左右耳で競合するピッチ変化音に対して,音の時間波形や和音進行の終止感に依存する反応やピッチ変化をスムーズな旋律として知覚する錯聴現象を脳の信号として捉えた.また,衝突を模擬した視覚対象と好き嫌いを判断する画像に対しては,アルファ波帯域の自発活動の変調から認知状態を推定した.非侵襲脳機能計測法の発展に伴い、ヒトの脳内情報の活用に関する研究が広範囲に進められている。脳情報が情報機器とのインターフェースやヒトの精神状態のモニタリングなどに有用であるためには、脳情報を十分なSN比を持つ弁別性の高い信号として非侵襲的に、また、可能な限りリアルタイム性を持つ定量的信号として抽出する事が要求される。本研究では,非侵襲脳機能計測法の中でも高い時空間分解能を有する脳磁界(MEG)を用いて、種々の入力刺激の特性に依存する外因性の脳活動と、それに伴って誘起される注意や期待、判断といった内因性の脳活動を自発性リズムの変調などからリアルタイム的に捉える計測技術を開発する。また、高次の認知的活動を反映するパラメータの特徴を抽出し、工学的応用性の高い情報として読み出す技術(decoding技術)の開発を目指す。無侵襲MEG(脳磁界)計測によりヒトの認知的脳活動を定量的な信号として抽出する実験研究を行った結果,合成複合音や音楽的和音,左右耳で競合するピッチ変化音に対して,音の時間波形や和音進行の終止感に依存する反応やピッチ変化をスムーズな旋律として知覚する錯聴現象を脳の信号として捉えた.また,衝突を模擬した視覚対象と好き嫌いを判断する画像に対しては,アルファ波帯域の自発活動の変調から認知状態を推定した.本研究では、認知的脳情報を無侵襲的に取得し、工学的応用性の高い定量的信号として抽出することを目的とし、MEG(脳磁界)計測を中心として脳情報の検出技術と読み出し技術の検討を行った。ヒトの聴覚誘発活動は高調波成分に敏感であり、刺激音の特性により特徴的な反応を示す。そこで時間波形を制御した複合音を合成し、長潜時誘発MEG反応(100200ms)の波形依存性を調べた。その結果、反復する刺激音に対しN1m反応の振幅は周期性に強く依存するのに対し,P2m反応には時間波形の位相と周期性がピーク潜時や振幅に影響することが分かった。音の周期や位相特性は独特の音響的知覚を与えることから、N1mやP2mによる複合音認知情報の検出可能性が示された。楽器音の組み合わせからなる和音の時間的配列(進行)は、起承転結のような認知プロセスを誘起することから、西洋音楽の構造基盤となっている。完結終始する和音に対する聴覚誘発反応が内的期待により変調される可能性について、専門的な音楽教育学習経験のない被験者を対象にMEG計測を行った。その結果、最終和音により誘発されるN1m反応は、対照和音列より有意にN1m振幅が増高することがみられた.音楽的な進行をする和音列は聴者にその進行を強く想起させる事で,聴覚野の活動が変化したと考えら、音楽的プライミングによる聴覚認知活動の変調が示された。以上の誘発反応に加え、リアルタイム性を追及するために自発脳活動リズムの解析のツール開発を行った。数秒の単位でMEG信号を切り出してFFTやWavelet解析を行い,その結果をMEGセンサ面にトポグラフィー表示する技術を開発した。周波数帯域と時間領域の中で自発リズム成分を同定し、つぎに時間と周波数を絞り込んだ信号に対して振幅変調を調べた。その結果、視覚刺激によるアルファ波変調の空間特性が可視化できるようになった.本研究では、認知的脳情報を無侵襲的に取得し、工学的応用性の高い定量的信号として抽出することを目的とし、MEG(脳磁界)計測を中心として注意や期待,好悪(奇異感覚)などに関する脳情報の検出と読み出しに関する検討を行った。能動的注意や期待による脳活動の変調を調べるため音楽的に進行する和音を聴覚刺激として用いた.完全終止型,半終止型,偽終止型の進行和音の効果を調べた結果,半終止と偽終止の場合には和音終了後の音刺激の無い期間において脳神経活動が聴覚野に生じることを見出した.このことから注意や期待などの内因性の脳情報がMEG信号として検出できることが示された.さらに視覚野の活動を変調させる画像として,輝度やコントラストを一定として色調のみを反転させた食品画像を作成し,正常な色相の画像との比較を行った.色相反転画像は好ましくない,ないし奇異な感情を誘起する.その結果,アルファ波帯の自発性MEG成分において位相コヒーレンスに正常画像との差異が生じることが分かった.この位相差の定量的読み出し技術としては, FFT解析したアルファ波ピーク信号について2つのセンサ間の位相コヒーレンスを求め,それらが異なる色相の画像間で大きな差異をもつセンサセット(約20個のペア)を探索する方法を開発した.さらに,聴覚的注意に関する脳情報の検出を目指し,予備実験としてタウリズムの存在する10Hz帯の自発性MEG信号について調べた.その結果,両眼の開閉のみならず聴覚入力によっても振幅変調される成分を認めた.

これを受けてつぎに,一定の時間差をもって音階的に上下に変化する音刺激を左右の耳に与えていずれかの音に注意させた場合の10Hzリズムの振幅変調について検討し,右側頭部前方の計測チャンネルにおいて右耳注意と左耳注意時でFFT振幅に差異が観察されることが分かった。本研究では,MEG(脳磁界)を中心として認知的脳活動を無侵襲的に計測し,定量的な脳情報信号として抽出することを目的とし,脳情報の検出と読み出しに関する検討を行った.内因性の脳活動として「運動記憶の呼出し」「負の予測」に着目した.「運動記憶の呼出し」では,方向を記憶する際,手を動かしながら記憶すると,想起時にα帯域の脳磁波の振幅がより大きく減少する傾向が見られ,運動野起源のμ波の抑制が示唆された.また,衝突を模倣した視覚刺激を予測可能な条件で提示した結果,α帯域の脳磁波の振幅が衝突刺激の提示前に有意に減少した.これより,危険に関わるような事象の予測によりリズム的活動が変調することが確認された.さらに脳磁波の振幅から衝突刺激の提示予測を判別したところ,最大79%の確率で判別できた.聴覚情報処理は,左右の耳からの音が交差・非交差の経路で左右脳の聴覚野に入力し,さらに注意などの内因性の活動によりそれらが互いに相互作用するため複雑である.これまで,競合する左右の音情報が聴覚野で処理される様式を明らかにした例はない.ここでは,音高の異なる左右音を40±3Hzの近接する周波数で振幅変調し,変調周波数成分である聴覚定常応答ASSRをMEG計測することで聴覚野の活動を弁別することを試みた.短時間(750ms)で音高が変化する音階刺激を与え,計測されたASSRをwavelet変換して2つの周波数成分に分離した.その結果,750ms内でも聴覚野の活動はダイナミックに変化していることがわかった.それらを時間平均して音高(音階の周波数)に対する依存性を検討した結果,これまでに報告されている非競合状態あるいは片耳入力によるASSR振幅の周波数依存性により左右聴覚野の活動の強度が弁別できることが分かった.以上の結果より,聴覚野で競合する音情報の処理様式を分離して読み出す手法を確立することができた.本研究では,MEG(脳磁界)を中心として認知的脳活動を無侵襲的に計測し,定量的な脳情報信号として抽出することを目的とし,脳情報の検出と読み出しに関する検討を行った.視覚画像の好悪判断の研究において,好悪画像間で一定の視覚的情報の差異をなくし,被験者個人の主観的な判断で好悪を決定する画像を用いた実験を行った.多数の生物画像(昆虫や動物,ペットなど)の中から,被験者ごとにアンケート回答の結果に基づきプラス,マイナス得点の大きな画像をそれぞれ好き,嫌い刺激として15枚ずつを選別し,被験者にランダムに提示した.データ解析では外因性の誘発反応を除去するために画像呈示開始から1-3sec間のMEG自発性リズム(10Hz)を抽出し,エポック間での位相コヒーレンスを算出した.その結果,10Hzリズムの観測された9名のなかで8名において好悪画像間で有意なコヒーレンス値の差異が認められ,うち7名ではコヒーレンス値は嫌い>好き画像の関係であった.以上から,アルファ波の位相同期性に主観的な好悪認知が反映されていることが分かった.次に,昨年度の研究で行った聴覚定常反応(SSR)の計測・解析法を活用し,左右耳で異なるピッチからなる音列(ハ長調音階の8音)を競合的に聴取させたときに生じる錯聴現象(音階錯聴:Deutsch 1975)の研究を行った.
FRETとFRAPによる脂溶性リガンド分子と受容体結合の可視化と分子相関解析

本研究課題では、ステロイドホルモンをはじめとする脂溶性リガンド分子の化学的蛍光標識を行い、受容体との分子相関をリアルタイムで可視化した。エストラジオールとアンドロゲンの誘導体であるジヒドロテストステロンを、リンカーを介してOH基に低分子蛍光物質BODYPY-TMあるいはAlexa 546を化学的に標識させた。蛍光標識されたこれらの脂溶性シグナル分子を、エストロゲンレセプター(ERα/b)、アンドロゲンレセプター(AR)、のプラスミドをトランスフェクションさせた培養細胞にマイクロインジェクション法で注入、あるいはジギトニン処理したセミインタクト細胞の培養液に添加した。各種培養細胞(内因性受容体を有しない細胞や内因性受容体を有する細胞)にこれらの受容体融合遺伝子を導入してタンパクの発現を行わせ、リガンド添加による蛍光像の変化を共焦点レーザー顕微鏡(Zeiss LSM-510META)、CCDカメラ設置蛍光顕微鏡を用いて観察した。受容体を強制発現させた細胞において、培養液中に標識エストロゲンを添加すると、標識リガンドは核に集積することが判明した。次に、非標識Alexa標識のエストロゲンと非標識エストロゲンをセミインタクト細胞に作用させたが、標識エストロゲンの核内での存在を認めなかった。一方、膜受容体であるとされるGPR30の細胞内分布を検索したところ、ゴルジ装置や疎面小胞体に一致してその分布が見られ、海馬神経細胞や視床下部オキシトシンニューロンに特異的な局在を認めた。これらから、膜結合型受容体の脳内での働きの解明に示唆を与える結果が得られ、in vitro, in vivoでの膜受容体と核受容体のコンバージェンスが示唆された。本研究では、ステロイドホルモンをはじめとする脂溶性リガンド分子の化学的蛍光標識を行い、その受容体との分子相関をリアルタイムで可視化することを目的とした。エストラジオールとジヒドロテストステロンを、リンカーを介してOH基に低分子蛍光物質BODYPY-TMあるいはAlexa 546を化学的に標識させた。蛍光標識されたこれらの脂溶性シグナル分子を、エストロゲンレセプター(ERα/β)、アンドロゲンレセプター(AR)、のプラスミドをMMTV-Lucとともにトランスフェクションさせた培養細胞にマイクロインジェクション法で注入、あるいはジギトニン処理したセミインタクト細胞の培養液に添加した。事前にこれらの蛍光標識シグナル分子受容体が転写活性を有しているのかどうか確認した。まず、各種培養細胞(内因性受容体を有しない細胞:COS-1,HeLa、内因性受容体を有する細胞:MCF7,LNCap,GT1,初代培養神経細胞:海馬、視床下部、大脳皮質)にこれらの受容体融合遺伝子を導入してタンパクの発現を行わせ、リガンド添加による蛍光像の変化を、現在最もスペック機能が優れている共焦点レーザー顕微鏡(Zeiss LSM-510META)、CCDカメラ設置蛍光顕微鏡を用いて観察するための条件検討を行った。受容体を強制発現させていない細胞をセミインタクト化し、培養的に標識リガンドを添加しても、セミインタクト細胞には標識リガンドの存在を認めなかった。しかし、受容体を強制発現させた細胞をセミインタクト化し、培養液中に標識エストロゲンを添加すると、標識リガンドは核に集積することが判明した。次に、非標識リガンドとの競合実験を行った。以上から、セミインタクト細胞での検索を終え、予想通りの結果を得たので、次年度はマイクロインジェクション法による解析を進める予定である。
人工衛星SAR画像に基づく自然災害の早期把握

本研究では,人工衛星の光学センサと合成開口レーダ(SAR)センサの強みを組み合わせた,自然災害後早期に被災地域の抽出する手法を開発することを目的としている.具体的には,災害前の光学画像とSAR画像,事前の数値標高データ(DEM),さらに災害後に緊急撮影されるSAR画像などを用いて,被災の範囲と程度を抽出する手法を提案し,事例により検証する.本年度で実施する予定の「災害地域のSAR画像を用いた被害状況の把握」と「成果のまとめと論文の作成」が達成できた.さらに,TerraSAR-X画像の高解像度とSARセンサの斜め観測する特徴を利用し,1棟単位で建物の高さを検出する手法を構築した.2011年東北地方太平洋沖地震に対して,地震前後に岩手県,宮城県と福島県を撮影した計13枚のTerraSAR-X画像を用いて,地震による広域に発生した地殻変動の検出を行った.検出された2次元の変動量は,国土地理院が画像の範囲内に設置したGPS電子基準点の33つの観測データを用いて検証した.検出された変動量における平均誤差は東方向に0.16m,南方向に0.03mであった.3mの地上解像度と比べて,構築した検出手法はサブピクセル単位で2次元の変動量を検出することが証明された.さらに,異なる軌道で宮城県を撮影した6枚の画像から検出された3ペアの2次元変動量から,実際に発生する3次元の変動量を推定することができた.GPS電子基準点のデータと比較した結果,推定された3次元の地殻変動量は水平方向での誤差が0.05m,垂直方向で0.19mであった.また,アメリカのサンフランシスコを撮影した地上解像度が1mのTerraSAR-X画像における建物の倒れ込みを自動に検出する手法を構築し,1棟単位で建物高さの検出を行った.数値表層モデルを用いて,その精度を検証した.対象地域における70%の建物高さが推定され,結果の平均二乗誤差が2.7mであり,階高の3mより小さいことが証明できた。研究は,高解像度光学センサ衛星とマイクロ波を用いる合成開口レーダー(SAR)の強みを組み合わせた,自然災害後早期に被災地域の抽出する手法を開発することを目的としている.具体的には,災害前の天候条件の良い日に撮影された光学画像とSAR画像,事前の数値標高データ(DEM),さらに災害後に緊急撮影されるSAR画像などを用いて,被災の範囲と程度を抽出する手法を提案し,事例により検証する.今年度は,常時に撮影した多時期のTerraSAR-X画像を用いた東京臨海部におえる都市構造の変化を把握した.その結果,新たに建設された手者や撤去された建物,羽田空港の埋め立てなどの進行を把握することができた.2011年東北地方太平洋沖地震に対して,地震前後に撮影されたALOS/PALSAR画像とTerraSAR-X画像を用いて,東北沿岸部における津波の湛水域を抽出し,光学画像から目視で判読した浸水マップとの比較を行った.その結果,波長の短いX-bandはL-bandより水域の抽出に適することが確認できた.また,国土地理院が公開した5mと10mのDEMを用いて,津波の遡上域,湛水域と標高の関係を調べた.遡上域の標高は津波高に依存するものの,湛水域はほぼ標高2m以下のエリアに集中した.さらに,多時期のTerraSAR-X画像を用いた広範囲における地殻変動と津波による建物被害の検出も行った.東北地方太平洋沖地震が引き起こした地殻変動の変動距離が大きいため,X-bandによる干渉解析は不可能であった.TerraSAR-X画像を用いた地殻変動の検出手法を提案し,宮城県と岩手県を撮影した画像から変動量の検出に成功した.その結果を国土地理院が全国に設置したGPS電子基準点の記録と比較し,精度が0.5m以内であった.また,地震前後のSAR画像における後方散乱係数の変化から差分と相関係数を求め,1棟単位で津波浸水域内に被害を受けた建物を識別した.解像度の限界で小さい建物の識別が困難であったが,80%の被害が検出できた.本研究では,人工衛星の光学センサと合成開口レーダ(SAR)センサの強みを組み合わせた,自然災害後早期に被災地域の抽出する手法を開発することを目的としている.具体的には,災害前の光学画像とSAR画像,事前の数値標高データ(DEM),さらに災害後に緊急撮影されるSAR画像などを用いて,被災の範囲と程度を抽出する手法を提案し,事例により検証する.本年度で実施する予定の「災害地域のSAR画像を用いた被害状況の把握」と「成果のまとめと論文の作成」が達成できた.さらに,TerraSAR-X画像の高解像度とSARセンサの斜め観測する特徴を利用し,1棟単位で建物の高さを検出する手法を構築した.2011年東北地方太平洋沖地震に対して,地震前後に岩手県,宮城県と福島県を撮影した計13枚のTerraSAR-X画像を用いて,地震による広域に発生した地殻変動の検出を行った.検出された2次元の変動量は,国土地理院が画像の範囲内に設置したGPS電子基準点の33つの観測データを用いて検証した.検出された変動量における平均誤差は東方向に0.16m,南方向に0.03mであった.3mの地上解像度と比べて,構築した検出手法はサブピクセル単位で2次元の変動量を検出することが証明された.

さらに,異なる軌道で宮城県を撮影した6枚の画像から検出された3ペアの2次元変動量から,実際に発生する3次元の変動量を推定することができた.GPS電子基準点のデータと比較した結果,推定された3次元の地殻変動量は水平方向での誤差が0.05m,垂直方向で0.19mであった.また,アメリカのサンフランシスコを撮影した地上解像度が1mのTerraSAR-X画像における建物の倒れ込みを自動に検出する手法を構築し,1棟単位で建物高さの検出を行った.数値表層モデルを用いて,その精度を検証した.対象地域における70%の建物高さが推定され,結果の平均二乗誤差が2.7mであり,階高の3mより小さいことが証明できた。本年度で実施する予定の「常時のSAR画像における特徴の解明」と「災害地域のSAR画像を用いた解析手法の構築」が達成した.2008年と2009年に撮影した東京臨海部のSAR画像から都市構造の変化が抽出できた.そして,2011年東北地方太平洋沖地震前後のSAR画像から津波の湛水域の抽出,地殻変動の検出手法を構築し,被害の把握ができた.今後では構築した被害検出の手法を改善し,ほかの地震へ適用する予定である.地殻変動の検出においては,上昇軌道と下降軌道の画像を組み合わせた3次元の地殻変動検出を試みる.また,ALOS/PALSARの干渉画像から得られた地殻変動量と比較し,手法の精度を検証する.建物被害の抽出においては,建物高さ情報を導入し,被害レベルの分類を行う予定である.