衛星リモートセンシングの砂防への応用
…雲仙普賢岳における検証と考察

研究開発の目的

 広範囲の継続的モニタリング手法としての衛星リモートセンシングが、砂防・地すべり技術に寄与しうる潜在能力を明らかにする。
 衛星リモートセンシングは、その可能性を期待されながらも、これまでは砂防においてそれほど大きな役割は果たしてこなかった。しかし、合成開口レーダー(SAR)の実現・普及と高分解能・多バンド・高頻度センサーの実現(EOS/MODIS、ADEOS-/GLI等)によって事態は急変しつつある。特にSARは、雲を透過して地上を観測でき、高分解能である上、土壌水分や地表面粗度といった情報にアクセスできる。さらに、近年,日本ではJERS-1によるSAR観測結果が蓄積されている。
 一方、雲仙普賢岳の近年の噴火・土砂災害は、長期に亘る豊富な観測・研究結果(活動履歴・気象データ・空中写真・DEM・流出土砂量観測)を有する点で類例を見ない。
 そこで雲仙普賢岳の事例において、特にJERS-1/SARに着目して、砂防における衛星リモートセンシングの可能性を検証・考察する。

研究開発の大要

1. JERS-1/SARによる、火砕流・土石流の堆積様式の観測
 合成開口レーダー(SAR)によれば、土壌水分と地表面粗度で決定されるマイクロ波後方散乱係数が観測される。一方、火砕流は堆積直後は高温の為に乾燥しており,土石流堆積物は逆に湿っている。また、地表面の粗度は堆積物の粒径組成に密接に関係する。そこで、SARの観測結果から、火砕流堆積物の流下方向、新旧の推定、土石流堆積物との区別、堆積物の粒度組成等の推定を試みる。
 まず、JERS-1/SARによる雲仙普賢岳の観測成果を収集し、時系列での推移を見る。それを当時(1992年以降)の雲仙普賢岳の火砕流・土石流履歴、空中写真、現地観測結果等と対比させ、上記のアイデアを検証する。

2. LANDSAT/TMによる、火砕流・土石流堆積物の温度観測
 火砕流の温度が堆積後にどのように推移するかは、申請者が既に概ね解明している。そこで、表面温度の分布から火砕流堆積物流下方向、新旧の推定、土石流堆積物との区別ができるかもしれない。上記同様、雲仙普賢岳の1991年以降のLANDSAT/TMデータを収集し,時系列で検討した後,上記のSARによる検討結果と比較・検証する。

3. メラピ山、スメル山、ピナツボ山等の事例への適用・検討


成果の効果

 衛星リモートセンシング、特にSARによって火砕流堆積範囲・新旧(温度)の推定・土石流堆積範囲との区別などができれば、それは、以後の火砕流流下範囲の推定や堆積物の侵食・流出予測に大きく資する。特にメラピ山・スメル山・スフリエールヒルズのように、観測体制が十分でなく、雲の多い熱帯地方にあって、雲仙普賢岳と同様の活動をする火山においてはこれらの知見は有用であろう。また、堆積物の粒径組成が推定できれば、侵食・流下土砂量の算定に役立つことは言うまでもない。

研究結果

筑波大環境科学研究科の照沼利浩君(現・パスコ)がコヒーレンスの有用性を示した。

Terunuma, T., Nishida, K., Amada, T., Mizuyama, T., Sato, I., Urai, M. (2005): Detection of traces of pyroclastic flows and lahars with satellite synthetic aperture radars. International Journal of Remote Sensing, 26(9), pp. 1927-1942, DOI: 10.1080/01431160512331326576.

戻る