レーザー光の反射強度を活用した地理情報取得の可能性に関する研究新規研究課題提案書
（課題提案者が記入）
| 提案課・室名 問合せ先 |
課・室名：地理地殻活動研究センター 地理情報解析研究室 住 所：茨城県つくば市北郷１番 TEL：0298-64-5944 FAX：0298-64-2655 担当者名：地理情報解析研究室 神谷泉 |
| 研究課題名 | レーザー光の反射強度を活用した地理情報取得の可能性に関する研究 |
| 研究制度名 | 特別研究 |
| 研究期間 | 平成１５年４月 ～ 平成１８年３月 （３年間） |
| (1) 課題分類 | （２）近未来の測量技術を進展させる研究開発 |
| (2) 研究開発の背景・必要性 | 近年、地上点（地表、建物、樹木等の表面上の点）の３次元座標を直接計測する航空機搭載レーザースキャナーが実用化し、測距に使用したレーザー光（近赤外線）の反射強度を同時に計測できる装置も登場した。 反射強度は、射出したパルス光に対する最初の反射パルスの強度であり、近赤外光の反射率だけでなく、対象の表面の状態（粗さと透過率）も反映する新しい種類のデータであり（例えば、近赤外光の反射率が高い植物の反射強度は、必ずしも強くない）、また、アクティブセンサーであるため日陰の影響を受けないため、その利用が期待されている。 一方、基盤的な地理情報の整備は国家的課題であり、これを効率的に遂行するため、地理情報の自動的な抽出技術の開発が求められている。 |
| (3) 研究開発の目的・目標 | 本研究は、レーザースキャナーで得られる反射強度の性質を明らかにし、それを活用した地理情報取得の可能性を追求することを目的とする。 特に、道路及び建物の抽出に関しては、レーザースキャナーによる高さデータのみによる抽出結果より優れた抽出結果を得ることを目標とする。 |
| (4) 研究開発の内容 | 地物毎の反射強度の統計的処理等により、反射強度の性質と地理情報取得への利用可能性を調査する。特に、道路と建物の抽出に関しては、以下の手法を試みる。 (A) 建物の抽出 (1) 高さデータの領域分割 (2) 高さデータのエッジ検出 (3) 地盤高を基準とした高さデータのレベルスライス (4) 彩度が低くレーザー光の反射率が低いアスファルト屋根の検出 (5) 高さのばらつきを利用した建物と植生の判別 (B) 道路の抽出 (1) 平坦で凹凸の少ない領域の抽出 (2) 反射強度データでの道路中心、道路縁の白線、黄線の検出と追跡 (3) 反射強度データでのエッジ検出による道路縁の認識 (4) 彩度が低くレーザー光の反射率が低いアスファルト舗装の検出 |
| (5) 研究開発の方法、実施体制 | 地理情報解析研究室の研究者（神谷主任研究員、長谷川研究員）により実施する。アルゴリズムを明示したプログラム作成等についても、一部外注の予定である。 |
| (6) 研究開発の種類 | 基礎研究 |
| (7) 現在までの開発段階 | 研究段階 |
| (8) 想定される成果と活用方針 | (1) レーザー反射強度の利用技術 (2) 建物、道路縁の抽出技術 学会発表、インターネット等で公開し、後続の応用研究に活用する。 |
| (9) 研究に協力が見込まれる機関名 | 特になし。 |
| (10) 関係部局等との調整 | 特になし。 |
| (11) 備考 | 本研究は、平成13年度第1回国土地理院研究評価委員会で実施が承認されたが、平成14年度予算では認められなかった「レーザースキャナー等による地理情報の取得に関する研究」を修正し、再度提案するものである。 前回の評価委員会では、「少しターゲットを絞って成果を出すべき」、「反射強度に関しては、地理院の研究蓄積を生かして早く成果を出してほしい」との指摘をいただいた。また、この間、レーザースキャナーによる地盤高計測作業が始まった。 これらの状況を踏まえ、再提案に当たっては、反射強度の利用にターゲットを絞り、また地盤高の抽出は特に追求しないものとした。 |
「レーザー光の反射強度を活用した地理情報取得の
可能性に関する研究」新規提案書 別紙１
平成１３年度第一回研究評価委員会 講評
| ＊ | 火山についてはさらなる高度化の話で、意義がある。うまくいっているのであれば、もっと高度化するために予算を確保すべきである。火山関係では、ＧＰＳは他機関では余り行われていない。国土地理院の特徴として、ＧＰＳを行うのは非常に結構だが、もう少し数を増やしたらどうか。他のデータと比較して、ＧＰＳモデルと他のものをうまく説明できるようにしてほしい。 次のレーザーの話は、これまで随分やられてきており、少しターゲットを絞って成果を出すべきである。 それからALOSについては、衛星が打ち上がる前から取り組むことは必要だが、外部に発注せずに、技術を国土地理院の内部に蓄積してほしい。それから、作成したソフトをできれば配布ほしい。 |
| ＊ | 我々が見ているのは特別研究だけである。ところが、バックグラウンドとして地理院全体がその研究に関わっている。我々は研究評価ということで、一部だけを見て評価している。もう少しバックグラウンドとしてどのようなものが一緒になっているとか、特別研究はその中でどういう位置付けにあるとかをもう少し説明してほしい。 |
| ＊ | 火山のところで、リアルタイムで地殻変動を主体とする火山総合モニタリングシステムを構築する意図は良いが、リアルタイムとなると、ＧＰＳ以外のデータは現状では難しい。火山活動が平穏なときに、その地域のデータベースをしっかり揃えておき、活動期に入り１回観測すれば前のデータと比較できる体制をとってほしい。 |
| ＊ | 国土地理院の地殻変動研究は、非常に優秀な人が揃っていて、高いポテンシャルを持っているのに、それを全部生かそうとしていない。色々なデータも集めて、本気で火山噴火を予知する方向へ発展してほしい。 |
| ＊ | ３つの課題とも非常に期待されている。特にレーザーとALOSは期待の高い研究だ。余り広げずに絞って、成果が出やすいようにしてほしい。レーザーに関しても反射強度の使い方が一般には分かっていないので、国土地理院の研究蓄積を生かして、早く成果を出してほしい。 |
| ＊ | ２年後あるいは３年後の到達点を明確にし、そこまで到達したのかを分かるようにすべき。 |
| ＊ | 研究期間が３年間というのは非常に短い。今日提案のあった３つのテーマはそれぞれ色々な可能性があることは良く分かった。だが、みな並列的、総花的な感じがする。重点的な部分をもう一寸分かりやすくすべきだ。 |
| ＊ | バックグラウンドを多少なりとも説明してもらえれば分かりやすい。次の発表では配慮してほしい。 |
| ＊ | 今日行ったのは事前評価だが、次の事後評価では当初目標の達成度などがあるので、そのあたりをはっきりさせておいてほしい。 |
「レーザー光の反射強度を活用した地理情報取得の
可能性に関する研究」新規提案書 別紙４
反射強度利用の可能性（道路の抽出）
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| 高さ | 反射強度（簡易ラジオメトリック補正済） | 光学画像 （可視リニアCCD） |
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| 道路抽出結果（高さ64m以下） | 道路抽出結果（反射強度９５０以下） | 道路抽出結果 （高さ64m以下かつ反射強度950以下） |
