斜面崩壊形態別・崩壊誘因広域逆推定アルゴリズムの構築

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第１章序章･･･････････････････････････････････････････････････････････････ 1 １.１研究の背景･･･････････････････････････････････････････････････････ 1 １.２研究の目的･･･････････････････････････････････････････････････････ 1 １.３研究の範囲･･･････････････････････････････････････････････････････ 2 １.４研究の構成･･･････････････････････････････････････････････････････ 3

（１）研究の流れ･･･････････････････････････････････････････････････ 3

（２）論文の構成･･･････････････････････････････････････････････････ 5 第２章既往の研究の整理と本研究の特徴･････････････････････････････････････ 7

２.１概説･････････････････････････････････････････････････････････････ 7 ２.２斜面崩壊予測に関する既往の研究の整理･････････････････････････････ 7

（１）斜面崩壊形態に関する研究･････････････････････････････････････ 7

（２）斜面崩壊危険箇所評価に関する研究･････････････････････････････ 8 ２.３本研究の特徴･････････････････････････････････････････････････････ 8

（１）斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定アルゴリズムの構築･････････････ 9

（２）斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定精度の検証･････････････････････ 9

第３章評価対象領域の選定と素因データの準備･･･････････････････････････････ 10 ３.１概説･････････････････････････････････････････････････････････････ 10 ３.２評価対象領域の選定と斜面崩壊形態別・教師データの設定･････････････ 11

（１）評価対象領域の選定････････････････････････････････････････････ 11

（２）斜面崩壊形態別・教師データの設定（現状型）･････････････････････ 13 ３.３素因データの準備･････････････････････････････････････････････････ 17

（１）地理情報･･････････････････････････････････････････････････････ 17

（２）衛星データの幾何学的歪補正････････････････････････････････････ 17

（３）植生指標図の作成･･････････････････････････････････････････････ 23

第４章斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定アルゴリズムの構築･･･････････････････ 25 ４.１概説･････････････････････････････････････････････････････････････ 25 ４.２検討の手順･･･････････････････････････････････････････････････････ 26 ４.３斜面崩壊形態別・素因分析･････････････････････････････････････････ 27

（１）素因の選定････････････････････････････････････････････････････ 27

（２）数量化 II 類････････････････････････････････････････････････････ 30

（３）数量化 III 類･･･････････････････････････････････････････････････ 41

（４）条件付き確率･･････････････････････････････････････････････････ 48 頁

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４.４斜面崩壊形態別・共分散構造分析･･･････････････････････････････････ 52

（１）パス図････････････････････････････････････････････････････････ 52

（２）パラメータ推定････････････････････････････････････････････････ 55

（３）パスモデルの検討･･････････････････････････････････････････････ 56

（４）適合度検定････････････････････････････････････････････････････ 60

（５）パス係数分析･･････････････････････････････････････････････････ 61 ４.５斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定･･･････････････････････････････････ 63 （１）斜面崩壊形態別・誘因影響図の作成･･････････････････････････････ 63

（２）斜面崩壊形態別・誘因影響図の比較・分析････････････････････････ 67 ４.６斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定結果の精度分析･････････････････････ 70

（１）的中率････････････････････････････････････････････････････････ 70

（２）予測率････････････････････････････････････････････････････････ 71

（３）照合率････････････････････････････････････････････････････････ 74 ４.７斜面崩壊形態別・誘因影響図と危険箇所評価図の比較・分析･･･････････ 75

（１）斜面崩壊形態別・危険箇所評価･･････････････････････････････････ 75

（２）斜面崩壊形態別・誘因影響図と危険箇所評価図の比較・分析････････ 80 ４.８斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定結果の比較・分析･･･････････････････ 84 （１）差画像の作成･･････････････････････････････････････････････････ 84 （２）差画像の一般解釈･･････････････････････････････････････････････ 84

（３）一対比較表の作成･･････････････････････････････････････････････ 87 ４.９まとめ･･･････････････････････････････････････････････････････････ 88

第５章斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定の際の素因選定における感度分析･･･････ 90 ５.１概説･････････････････････････････････････････････････････････････ 90 ５.２検討の手順･･･････････････････････････････････････････････････････ 90 ５.３評価対象領域の選定とデータの準備･････････････････････････････････ 92 （１）評価対象領域の選定･････････････････････････････････････････････ 92 （２）斜面崩壊形態別・教師データの設定･･･････････････････････････････ 92 （３）素因データの準備･･･････････････････････････････････････････････ 92 ５.４適合度検定に基づく素因の影響分析･････････････････････････････････ 92 （１）検討ケースの設定･･･････････････････････････････････････････････ 92 （２）パス図･････････････････････････････････････････････････････････ 93

（３）適合度検定･････････････････････････････････････････････････････ 93 ５.５斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定する際の素因選定における感度分析･･･ 99 （１）斜面崩壊形態別・誘因広域逆推定･････････････････････････････････ 99 （２）誘因影響図の比較・分析･････････････････････････････････････････ 101 （３）精度分析･･･････････････････････････････････････････････････････ 107 ５.６まとめ･･･････････････････････････････････････････････････････････ 110

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第６章まとめ･････････････････････････････････････････････････････････････ 111 ６.１研究の成果･･･････････････････････････････････････････････････････ 111 ６.２今後の課題･･･････････････････････････････････････････････････････ 112

参考文献･･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 113 第２編インターネット環境下で稼働する斜面崩壊誘因広域逆推定システムの構築

第１章序章･･･････････････････････････････････････････････････････････････ 1 １.１研究の背景･･･････････････････････････････････････････････････････ 1 １.２研究の目的･･･････････････････････････････････････････････････････ 1 １.３研究の範囲･･･････････････････････････････････････････････････････ 2 １.４研究の構成･･･････････････････････････････････････････････････････ 3 （１）研究の流れ･････････････････････････････････････････････････････ 3 （２）論文の構成･････････････････････････････････････････････････････ 6

第２章斜面崩壊誘因広域逆推定支援システム構築の意義･･･････････････････････ 8 ２.１斜面崩壊誘因広域逆推定支援システム構築上の問題点･････････････････ 8 （１）連携システムの限界･････････････････････････････････････････････ 8 （２）スプレッドシートベースシステム（SBS）の限界････････････････････ 8 ２.２本研究開発の特徴･････････････････････････････････････････････････ 8 （１）システムの処理機能分担と処理効率の向上･････････････････････････ 9 （２）システム開発上の効率性と拡張性･････････････････････････････････ 9

（３）システム利用上の汎用性と処理作業の効率性･･･････････････････････ 10

（４）Javaアプレット（JBS）版解析機能の設計・開発････････････････････ 10 ※SBS：Spread sheet Base System

第３章斜面崩壊誘因広域逆推定支援システムの設計･･･････････････････････････ 11 ３.１システムの要件定義･･･････････････････････････････････････････････ 11 （１）システムが具備すべき要件･･･････････････････････････････････････ 11 （２）システムの運用環境･････････････････････････････････････････････ 11 （３）システムの運用形態･････････････････････････････････････････････ 12 （４）システムの利用環境･････････････････････････････････････････････ 15 （５）システムの開発環境･････････････････････････････････････････････ 17 ３.２システムの全体設計･･･････････････････････････････････････････････ 19 （１）処理構成区分･･･････････････････････････････････････････････････ 19

（２）システム構成区分･･･････････････････････････････････････････････ 21 （３）前処理システム･････････････････････････････････････････････････ 23 （４）解析システム･･･････････････････････････････････････････････････ 24 （５）後処理システム･････････････････････････････････････････････････ 25

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（６）情報提供・管理システム･････････････････････････････････････････ 26

第４章斜面崩壊誘因広域逆推定支援システムにおける

解析システムの詳細設計･･･････････････ 27 ４.１共分散構造分析法を導入した斜面崩壊誘因逆推定･････････････････････ 27 （１）共分散構造分析法の概説･････････････････････････････････････････ 27 （２）共分散構造分析の手順･･･････････････････････････････････････････ 27 ４.２パラメータ推定上の問題点･････････････････････････････････････････ 30

（１）最急降下法の手順･･･････････････････････････････････････････････ 30

（２）パラメータ推定上の問題点･･･････････････････････････････････････ 32 ４.３遺伝的アルゴリズムの導入･････････････････････････････････････････ 32 （１）遺伝的アルゴリズムの概説･･･････････････････････････････････････ 32 （２）遺伝的アルゴリズムの手順･･･････････････････････････････････････ 33 ４.４パスモデルの検討･････････････････････････････････････････････････ 35 ４.５出力結果の比較･･･････････････････････････････････････････････････ 39 （１）適合度検定･････････････････････････････････････････････････････ 39

（２）斜面崩壊誘因影響図･････････････････････････････････････････････ 39

第５章斜面崩壊誘因広域逆推定支援システムの開発･････････････････････････ 45 ５.１メインメニュー･･･････････････････････････････････････････････････ 45 ５.２前処理システム･･･････････････････････････････････････････････････ 45 （１）前処理システムのメニュー画面･･･････････････････････････････････ 45 （２）素因作成機能･･･････････････････････････････････････････････････ 48 （３）素因選定機能･･･････････････････････････････････････････････････ 52 ５.３解析システム･････････････････････････････････････････････････････ 56 （１）解析システムのメニュー画面･････････････････････････････････････ 56

（２）入力データ作成機能･････････････････････････････････････････････ 58

（３）共分散構造分析法による解析機能･････････････････････････････････ 59 a) SBS版解析機能････････････････････････････････････････････････ 59 b) JBS 版解析機能････････････････････････････････････････････････ 62

（４）斜面崩壊誘因影響図作成機能･････････････････････････････････････ 64

（５）斜面崩壊誘因影響図間の差画像作成機能･･･････････････････････････ 65 ５.４後処理システム･･･････････････････････････････････････････････････ 68 （１）後処理システムのメニュー画面･･･････････････････････････････････ 68 （２）後処理システムの機能･･･････････････････････････････････････････ 68 ５.５情報提供・管理システム･･･････････････････････････････････････････ 71 （１）情報提供・管理システムのメニュー画面･･･････････････････････････ 71 （２）情報提供・管理システムの機能･･･････････････････････････････････ 72

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第６章操作マニュアルの整備･････････････････････････････････････････････ 74 ６.１斜面崩壊誘因広域逆推定支援システムの処理の流れ･･･････････････････ 74 ６.２操作マニュアルの整理書式･････････････････････････････････････････ 75 ６.３メインメニュー･･･････････････････････････････････････････････････ 76 ６.４前処理システム･･･････････････････････････････････････････････････ 79 （１）前処理システムのメニュー画面･･･････････････････････････････････ 79 （２）素因作成機能･･･････････････････････････････････････････････････ 81 a）DTMから作成する素因･･････････････････････････････････････････ 81 b）衛星データから作成する素因････････････････････････････････････ 91 （３）素因選定機能･･･････････････････････････････････････････････････ 98 ６.５解析システム･････････････････････････････････････････････････････ 103 （１）解析システムのメニュー画面･････････････････････････････････････ 103 （２）入力データ作成･････････････････････････････････････････････････ 105 （３）共分散構造分析法による解析･････････････････････････････････････ 107 a) SBS版解析機能･････････････････････････････････････････････････ 107 b) JBS版解析機能･････････････････････････････････････････････････ 110 （４）斜面崩壊誘因影響図の作成･･･････････････････････････････････････ 112 （５）斜面崩壊誘因影響図間の差画像の作成･････････････････････････････ 114 ６.６後処理システム･･･････････････････････････････････････････････････ 116 （１）後処理システムのメニュー画面･･･････････････････････････････････ 116 （２）斜面崩壊誘因影響図の編集･･･････････････････････････････････････ 118

（３）斜面崩壊誘因影響図間の差画像の編集･････････････････････････････ 123 ６.７情報提供・管理システム･･･････････････････････････････････････････ 128 （１）情報提供・管理システムのメニュー画面･･･････････････････････････ 128 （２）データセットの選択･････････････････････････････････････････････ 129 （３）データセットの参照･････････････････････････････････････････････ 130

第７章まとめ･････････････････････････････････････････････････････････････ 134 ７.１研究の成果･･･････････････････････････････････････････････････････ 134 ７.２今後の課題･･･････････････････････････････････････････････････････ 135

参考文献･･･････････････････････････････････････････････････････････････････ 136

資料編

斜面崩壊形態別・崩壊誘因広域逆推定アルゴリズムの構築

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