高解像度衛星画像 を利 用 した津波被害 の把握手法 に関する研究
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(2) 1457. 高解像 度 衛星画 像 を利用 した津波 被害 の把 握手法 に関す る研究. (a). (b). 図‑2. 数 値計 算結 果 と人 口デー タの統 合 に よ る被 災域 の推定 (a)人口分布 デー タ,(b)数 値解 析結 果. え る と,こ れ らの 島 で特 に 大 き な被 害 の 発 生 が 予 想 され 図‑3. る. 一 方 ,藤 間 ら(2007)の. 調 査 に よ る と,Ghizo島. およ. びChoiseul島 南 部 で 最 大5m程 度 の 津 波 が 襲 来 し た こ と が 確 認 され て お り,こ れ ら の調 査 結 果 と数 値 計 算 結 果 は 整 合 して い る.ま. た 西 村 ら(2007)に. Choiseul両 島 で全 死 者 数 の75%を. よ れ ばGhizo,. 占め る39名 が 津 波 に よ っ. て 死 亡 して い る こ とが 報 告 さ れ て お り,こ の こ とか ら被. Ghizo島 のQuickBird衛星画 像 と解析 領域 の設 定置. (2) 目視 判 読 に よ る建 物 被 害 評 価 領 域I‑Vの そ れ ぞ れ に お い て,被. (2005)を 参 考 に,図 一4およ び 表‑1に 示 す5段 階 で 設 定 し た. 判 読 結 果 をGIS上 で 表 示 し,建 物 被 害 の空 間 分 布 を 明. 災 地 の推 定 結 果 に つ いて も整 合 性 を 認 め る こ とが で き る.. らか に す る.図‑5に,領. 以 上 よ り,本 事 例 に お い て数 値 計 算 と人 口 分 布 デ ー タか. す る.領 域IVとVは. ら被 災 地 を推 定 す る こ と が可 能 で あ る こ とが 分 か った.. 災 前 後 の 画 像 を 目視. で 比 較 して建 物 被 害 を評 価 す る.評 価 基 準 はMiuraetal.. 域IV及 びVで の判 読 結 果 を 例 示. 半 島 の 南 北 に隣 り合 って 位 置 して い. る が,領 域Vで は ほ とん ど の建 物 が 無 被 害 で あ った の に 対 し,領 域IVで は 大 き な 建 物 被 害 が 発 生 し て い た こ と. 3.. 衛 星 画 像 を用 いた 被 害 判 読. が 分 か る.ま. た領 域1‑IIIにお い て は,大 破 も し く は流 失. (1) 衛 星 画 像 の概 要. の被 害 を受 け た建 物 が非 常 に 多 い こ とが 分 か った(表 一2).. QuickBird衛 星 は2001年 に打 ち上 げ られ た商 業 観 測 衛. 現 地 調 査 の 結 果 で は,領 域1‑IVに お け る最 大 津 波 高 は そ. 星 で,可 視 域3バ ン ドと近 赤 外 域1バ ン ドの セ ンサ ーか ら. れ ぞ れ4mを 超 え て い た の に 対 し,領 域Vで. な る.最 高 解 像 度 はパ ン ク ロ モ ー ドで0.61m,マ. あ っ た こ と,ま た 領 域Vに は 港 湾 施 設 が 集 中 して お り,. ペ ク トル モ ー ドで2.44mで あ る.今 2003年9月23日. 多 か った こ とが 確 認 さ れ て お り,被 害 判 読 結 果 は この 津. ン ク ロ ・マ ル チ の2画 像 を合. 波 の特 徴 を 反 映 して い る と言 え る.ま た 集 落 ご との 被 災. 成 した パ ン シ ャ ー プ ン画 像(解. 像 度:0.61m)で. あ る.. 4月5日 の 画 像 は津 波 被 災 か ら4日 後 に撮 影 さ れ て お り, 被 災 直後 の 様 子 を示 して い る.解 析 に あ た り,被 害 の 大 半 が集 中 した 島 南 部 に集 落 を1つ の 領域 と して5つ の 解 析 領 域(I‑V)を. 領 域I‑IVに 多 い伝 統 的 高 床 式 住 居 に 比 べ 頑 強 な 構 造 物 が. にGhizo島 周 辺 を撮 影 し. と2007年4月5日. たQuickBird衛 星 画 像 で,パ. ル チス. 回 使 用 した の は,. は2m未 満 で. 設 定 した(図‑3).. 状 況 を撮 影 した写 真 と比 較 す る こ とで,目 視 に よ る被 害 判 読 精 度 を 確 認 す る こ とが で き た. (3) 浸 水 域 の抽 出 衛 星 画 像 を注 意 深 く観 察 す る と,被 災 前 後 で 植 生 が 著 し く変化 した 範 囲(浸 水 域)と. そ の境 界 線(津 波 遡 上 線).
(3) 1458. 図‑4. 海. 津波 被害 の 目視 判読 例(左:津. 表‑1. Miura. et al.(2005)に. 岸. 工. 波 前,右:津. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 図‑5. 被害 程度 の 目視判 読結 果(上:領. 域IV,下:領. 域V). 表‑2. 衛 星画 像 を用 いた建物 被 害判読 結果(被 害建 物棟 数). 波後). よ る目視 判読 基準. に お け る 浸 水 域 内 の建 物 被 害 率 を求 め る.本 事 例 で は被 が 明 瞭 に 確 認 で きる(図‑6).こ 点 のNDVI値. の 境 界 線 上 に あ る100地. を教 師 デ ー タ と し,そ の 平 均 値 以 下 のNDVI. 値 を 持 っ ピ ク セ ル を 浸 水 域 と して 分 類 す る.こ NDVIは. こ で,. ピ ク セ ル毎 に 次 式 で 算 出 され る.. 内 に あ る建 物 棟 数,う. ち 大 破 以 上 の被 害 を受 け た建 物 数 して,各. 領 域 の 建 物 被 害 率P。 を 以. 下 の式 で定 義 す る.. (2). そ れ ぞ れ 近 赤 外 域 バ ン ド,可 視 域 赤 バ ン ドの 反. 射 率 に対 応 し,QuickBird画 ド4,バ. に大 破 以 上 の. 被 害 を受 けた 建 物 を新 た に被 害 建 物 と定 義 した.浸 水 域. を そ れ ぞ れN0,NDと. (1) IR,Rは. 害 を受 け た 建 物 が非 常 に 多 か っ た た め,特. 像 にお いて はそ れぞ れバ ン. ン ド3が 相 当 す る.結 果,津. 波 遡 上 線 上 のNDVI. さ らに,現 地 調 査 結 果 か ら得 られ た 各 領 域 で の津 波 高 と建 物 被 害 率 の 関 係 を示 す フ ラ ジ リテ ィ関 数 を構 築 す る.. 値 は0.340を 平 均 と して 上 下 に0.05ほ どの ば らつ きが 見 ら. フ ラ ジ リテ ィ関 数 は,外 力(津 波 高,浸. れ た(図‑7).こ. と被 害 の程 度(建. の値 を 閾 値 と して,そ れ 以 下 のNDVI値. を 持 っ ピ クセ ル を浸 水 域 と して抽 出 す る.図‑8に,領. 域. あ る.こ. フ ラ ジ リテ ィ関 数 を 被 害 率Pお. す.こ. で 求 め る.具 体 的 に はKoshimura. 様 子 を良 好 に 再 現 して い る こ と が分 か る.ま た 図 は割 愛. Acehで. す るが,他. 法 に倣 い次 式 で 定 義 す る.. の 領 域 で も良 好 な結 果 を得 た.. 4. 建 物 被 害 率 の 算 出 と フ ラ ジ リ テ ィ 関 数 の 構 築 前 章 で求 め られ た建 物 被 害 状 況 と浸 水 域 か ら,各 領 域. 表 す 関係 式 で. こで は,大 破 以 上 の 被 害 を受 け た 建 物 に つ い て,. Iで の抽 出 結 果 と現 地 調 査 時 の 遡 上 高 調 査 点 を 重 ね て 示 の 図 よ り,浸 水 域 の 抽 出結 果 は 実 際 の津 波 遡 上 の. 水 深,流 速 等). 物 破 壊 率,死 亡 率 等)を. よ び測 定 津 波 高 の 関 連 et. al(2008)がBanda. の 浸 水 計 算 と被 害 デ ー タ を元 に して 提 案 した 手. (3) こ こで Φ は標 準 正 規 分 布 の累 積 確 率 分 布 関 数 で あ り,μ,.
(4) 高解像 度 衛星 画像 を利 用 した津波 被害 の把 握 手法 に関す る研 究. 図‑6. 津 波浸水 によ る植生 の変 化. 図‑8. NDVIの 閾値 を利用 した浸 水域 抽 出結 果. 表‑3. 図‑7. 津波遡 上境 界上 のNDVI値. σは そ れ ぞ れx(津. 波 高)の. 領 域 毎 に 最 大 測 定 値,平. 平均 値お よび標準偏 差 であ. 均 値,下. 限 値 を求 め,衛 星 画 像. か ら判 読 した 家 屋 の大 破 率 と の関 係 を プ ロ ッ トす る.次. 5. 結 論 本 研 究 で 得 られ た結 論 を以 下 に 列 挙 す る. 2007年4月. に 発 生 し たSolomon諸. に,上 記 関 数 を確 率 紙 を用 い た最 小 二 乗 法 に よ りパ ラ メ ー. 地 を,津. タ μお よ び σを 決 定 す る.. LandScanTMか. 領 域 に お け る建 物 被 害 率 の算 出 結 果 と,津. 波 高 の 調 査 結 果 を 示 す.PDは. 建物 被 害率 の算 出 結果. の分布. る.ま ず,現 地 で 測 定 さ れ た 津 波 高 の 空 間 分 布 を 作 成 し,. 表‑3に,各. 1459. 領 域 内 で 算 出 した 被 害 率,. Hmax,Have,Hminは,そ れ ぞ れ 領 域 内 で 得 られ た 津 波 高 測 定 値 の最 大 値,領 域 内平 均 値,最 小 値 で あ る.こ. のデー タ. 島沖地 震 津波 の被 災. 波 数 値 計 算 と人 口 分 布 メ ッ シ ュ デ ー タ ら推 定 し,報 告 さ れ た 被 害 状 況 と整 合 し. た結 果 を 得 た.こ. の手 法 を 用 い る こ と で,津 波 発 生 後 の. 被 災 地 探 索 が可 能 で あ る こ とが 示 され た. 被 災 地 の1つ. で あ るSolomon諸. た高 解 像 度 衛 星QuickBirdの. 島Ghizo島. を撮 影 し. 被 災 前 後 画 像 か ら目 視 判 読. か ら,領 域 内 の(a)最大 津 波 高(b)平 均 津 波 高(c)最 小 津 波. に よ って 建 物 被 害 を5段 階 で 評 価 し,結 果 をGIS上 で 図. 高 の そ れ ぞ れ に対 応 す る フ ラ ジ リテ ィ関 数 を 求 め た と こ. 示 した.判 読 結 果 は 被 害 調 査 結 果 と よ く整 合 して お り,. ろ,図‑9(a)‑(c)に 示 す 曲 線 が 得 られ た.た. 高 解 像 度 衛 星 画 像 を 利 用 して 建 物 被 害 を 空 間 的 に 把 握 す. とえ ば,図‑9. (a)から は,津 波 高3mを 超 え る と被 害 率 は急 激 に 増 加 し, 5mで ほ ぼ す べ て の 建 物 が 大 破 ・流 失 す る こ と が 分 か る. た だ し先 に述 べ た よ うに,領 域Vの デ ー タ は構 造 物 の 特. る こ とが 可 能 で あ る こ とが 分 か った. 衛 星 画 像 の バ ン ド情 報 か らNDVIを 境 界 上 のNDVI値. 算 出 し,津 波 遡 上. を 教 師 デ ー タ と して 津 波 浸 水 域 を 抽 出. 徴 が 他 の 領 域 と大 き く異 な って い た こ と に 注 意 が 必 要 で. した と こ ろ,現 地 で 測 定 さ れ た津 波 浸 水 域 と ほ ぼ 一 致 す. あ る.仮 に こ の領 域 の建 物 が 他 の 領 域 と 同 じ構 造 ・脆 弱. る結 果 を 得 た.衛 星 画 像 か ら算 出 した 植 生 の活 性 度 を利. 性 を 持 って い た 場 合 に は,津. 用 して,津 波 浸 水 域 を 推 定 で き る こ と が 示 さ れ た.. 波 高2mで. あ って も よ り高. い 被 害 率 と な っ た こ と が 推 測 で き る.す. な わ ち,. 得 られ た建 物 の 被 害 状 況 と浸 水 域 か ら領 域 毎 の 建 物 被. Fragility関数 と は,津 波 の 外 力 に加 え 建 物 の構 造 や 密 集. 害 率 を 算 定 し,津 波 高(最. 度 等 のsiteconditionに. 示 す フ ラ ジ リテ ィ 関数 を 求 め る こ とが で き た.建 物 被 害. 意 が 必 要 で あ る.. よ り異 な る もの で あ る こ と に 注. 大 ・最 小 ・平 均)と. の関係 を. 率 は,領 域 内 で 測 定 され た最 大 の 津 波 高 と最 も強 い相 関 を示 して い た..
(5) 1460. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 司 教 授 を は じめ と す る調 査 チ ー ム が 測 定 したSolomon諸 (a). 島 沖 地 震 津 波 の 貴 重 な デ ー タを 利 用 さ せ て い た だ い た. こ こ に記 して 謝 意 を表 す る.本 研 究 の一 部 は,科 学 研 究 費 補 助 金 若 手A(代. 表 者:越 村 俊 一,課. 題 番 号19681019). お よ び平 成20年 度 産 業 技 術 研 究 助 成 事 業(代 表:越 村 俊 一 ,プ ロ ジ ェ ク トID:08E52010a)の 補助 を受 けて実施 され た.. (b). 参. 考. 文. 献. 越 村俊 一 (2007): 巨大津 波 災害 の広 域被 害評 価, 第 四紀 研 究, 第46巻, 第6号, pp.499‑508 西村 裕一 ・谷 岡 勇市郎 ・中村 有吾 ・都 司嘉 宣 ・行 谷佑 一 ・ 村 田昌 彦 (2007): 2007年 ソ ロモ ン諸 島地 震 津波 の現 地調 査 (C32‑08)(演 旨), 日本 地 震 学 会 講 演 予 稿 集 秋 季 大 会, 2007, 107,日本 地震学 会 藤間 功司 (2007): Tsunami Measurement Data, http://www.nda.ac.jp/•`fujima/TMD/index.html. (c). 松 冨 英 夫 ・藤 間 功 司 ・鴫 原 良 典 (2007): 2007年 ソ ロ モ ン諸 島 地 震 津 波 の 現 地 調 査, 第26回 日 本 自 然 災 害 学 会 学 術 講 演 会 概 要 集, pp.85‑86. 図‑9. 衛星 画像解析 と現地調 査 デー タを統 合 した フラジ リテ ィ 関数(建 物 大破 率). 以 上 よ り,津 波 発 生 後 に外 部 か ら入 手 で き る情 報 を 利 用 して 津 波 の 被 害 状 況 を 把 握 可 能 で あ る こ とが 分 か った. 今 後 は,衛 星 画 像 を用 い て 家 屋 の被 害 状 況 を 自動 で判 読 す る画 像 処 理 ア ル ゴ リズ ム を 開 発 す る予 定 で あ る.. 謝 辞:本. 研 究 を 実 施 す る に あ た り,防 衛 大 学 校 の藤 間 功. British OceanographicData Centre (1997): The CentenaryEdition of the GEBCODigital Atlas (CD-ROM) Governmentof SolomonIslands (2007): Recovery Action Plan, Draft for Discussion Subject to SIG Cabinet Approval, Western and ChoiseulProvinces EarthquakeTsunami Koshimura, S.,T. Oie, H. Yanagisawa and F. Imamura (2008): Developingfragility functionsfor tsunami damage estimation using numerical model and post-tsunami data from Banda Aceh, Indonesia, Coastal EngineeringJournal, JSCE, submitted. Miura, H., A.C. Wijeyewickremaand S. Inoue (2007): Evalu ation of TsunamiDamage in the Eastern Part of Sri LankaDue to the 2004 Sumatra Earthquake Using High-Resolution Satellite Images, Proceedingsof 3rd InternationalWorkshop on Remote Sensing for Post-DisasterResponse Ork Ridge National Laboratory (2002): LandScanTMGlobal Population Databese, http://www.ornl.govilandscan/ United States Geological Survey (2007): Magnitude 8.1SOLOMONISLANDS2007 April 120:39:56UTC, http://earthquake.usgs.gov _eqcenter/eqinthennews/2007/ us2007_aqbk.
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