衛星で都市の異常を発見!NECがビルや道路の動きを数ミリ単位で計測

2018年7月30日

管理人のイエイリです。

多数のビルや道路からなる都市で、地盤沈下やビルの傾きなどを見つけるのに、一つひとつの構造物を定期的に測量して回るのは大変な手間ひまがかかります。

そこでNECは2つの人工衛星を使い、地上のビルや道路の変位を高精度に解析する「2次元微小変位計測技術」を開発しました。

 

2つの人工衛星で地上までの距離を計測するイメージ(以下の資料:NEC)

2つの人工衛星で地上までの距離を計測するイメージ(以下の資料:NEC)

 

水平、垂直2方向の変位を

ナ、ナ、ナ、ナント、

 

数ミリ単位で計測

 

することができるのです。(NECのプレスリリースはこちら

構造物の水平、垂直2方向の変位を数ミリ単位で計測できる

構造物の水平、垂直2方向の変位を数ミリ単位で計測できる

これは、レーダーを積んだ人工衛星の周回移動の動きを利用して、高解像度のレーダー画像を得る「合成開口レーダー(SAR)」という技術を用いたものです。

NECの小型レーダー衛星「ASNARO2」の場合、地上数百キロメートルの高度から解像度1m程度の画像が得られ、高精度で距離計測ができます。

2機の衛星で計測したレーダー画像には、地上の物体にレーダー波が反射した「反射点」が写っており、これらの反射点を地上の物体(剛体)ごとに自動分類できるようにしたのが、この技術のポイントです。

複数のレーダー反射点を物体ごとにまとめる(クラスタリング)する手順

複数のレーダー反射点を物体ごとにまとめる(クラスタリング)する手順

これまでは同じビルや道路からの反射点を、ひとまとめにする「クラスタリング」という作業に苦労していました。この作業を間違うと、同じビル上の点があるところは上昇し、別のところは沈下し、といった具合につじつまがあわなくなってしまいます。

そこでNECは、同じ物体(剛体)からの反射点は、(1)近い位置にあることが期待できる、(2)反射点の変位も似ている、という2つの条件を満たすようにクラスタリングすることにより、反射点を物体ごとに対応させることに成功しました。

反射点を物体ごとにクラスタリングする条件

反射点を物体ごとにクラスタリングする条件

あとは、物体ごとにクラスタリングした反射点の集合体と地図情報とを対応させることで、ビルや道路などの変位がわかるというわけです。

この結果、都市部の水準点の地盤沈下や隆起について、従来の山間部向けのクラスタリング技術に比べた結果、

 

誤差が約40%も低減

 

されたとのことです。

従来の方法と新手法によって都市埋め立て地の変位を解析した場合の比較

従来の方法と新手法によって都市埋め立て地の変位を解析した場合の比較

合成開口レーダーによる地上の変位計測手法は、最近、活発に開発されており、地上型レーダーを使った法面変位の計測(安藤ハザマ)衛星レーダーを使ったシールドトンネル現場の沈下計測(奥村組)衛星レーダーを使った地下工事などの変動モニタリングサービス(パスコ)などが発表されています。

  ←記事に対するご意見、ご感想をどうぞ!


家入龍太の最新刊!
BIMの全体像をザックリ
と解説!さらに初心 者向けに。
これだけ!BIM
 全国書店、ネット書店で好評発売中!
家入龍太著、秀和システム刊
価格: ¥1,700 (税別)
CIMの基本から活用事例までを初心者向けにやさしく解説
CIMが2時間でわかる本
 全国書店、ネット書店で好評発売中!
家入龍太著、日経BP社刊
価格: ¥2,800 (税別)
BIMとの連係、建て方も解説
図解と事例でわかるスマートハウス
 全国書店、ネット書店で好評発売中!
家入龍太著、翔泳社刊
価格: ¥1,800 (税別)
2時間でBIMをサクッと理解!
図解入門 よくわかる最新BIMの基本と仕組み
 全国書店、ネット書店で好評発売中!
家入龍太著、秀和システム刊
価格: ¥1,800 (税別)
「建設ITワールドマガジン」無料購読受付中!最新設計手法「BIM」「CIM」の最新情報も充実!。現在の購読者数は部です。(携帯用のアドレスは登録できても配信されませんのでご注意ください