特許 6979364 トンネル経路の地表面変位観測装置及びトンネル経路の地表面変位観測プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6979364

(24)【登録日】2021年11月17日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】トンネル経路の地表面変位観測装置及びトンネル経路の地表面変位観測プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/90 20060101AFI20211202BHJP

   G01C 7/02 20060101ALI20211202BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20211202BHJP

   G06T 7/50 20170101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/90 127

   G01S13/90 191

   G01C7/02

   G01C15/00 104A

   G06T7/50

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-15332(P2018-15332)

(22)【出願日】2018年1月31日

(65)【公開番号】特開2019-132707(P2019-132707A)

(43)【公開日】2019年8月8日

【審査請求日】2021年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000135771

【氏名又は名称】株式会社パスコ

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100102716

【弁理士】

【氏名又は名称】在原 元司

(74)【代理人】

【識別番号】100122275

【弁理士】

【氏名又は名称】竹居 信利

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 善一

(72)【発明者】

【氏名】矢尾板 啓

(72)【発明者】

【氏名】石岡 義則

(72)【発明者】

【氏名】三五 大輔

(72)【発明者】

【氏名】草野 駿一

(72)【発明者】

【氏名】宮田 岩往

(72)【発明者】

【氏名】村中 浩昭

(72)【発明者】

【氏名】橘高 豊明

【審査官】 藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２１５２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４６１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３２６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１８９７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５５５２７８７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５

Ｇ０１Ｃ ７／０２

Ｇ０１Ｃ １５／００

Ｇ０６Ｔ ７／５０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル経路を含む、予め定めた範囲の領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
前記関心領域を予め定めた範囲に分割して分割領域を生成する関心領域分割手段と、
異なる時刻にレーダー装置により取得された観測対象である前記関心領域における地表面の時系列画像データから、当該地表面の変位情報を生成する変位情報生成手段と、
前記変位情報生成手段が生成した変位情報を、前記関心領域内の分割領域毎に収集する変位情報収集手段と、
前記分割領域毎に収集された変位情報に基づき、各分割領域における変位の代表値を演算する代表値演算手段と、
前記演算された代表値をトンネル経路に対応する地表面の変位量として表示する表示手段とを有し、
前記表示手段は、トンネル経路の地表面における標高と前記代表値とを、異なるスケールで縦断図として表示することを特徴とするトンネル経路の地表面変位観測装置。

【請求項2】

前記関心領域に存在する、予め定めた地物のポリゴンを抽出するポリゴン抽出手段をさらに備え、
前記変位情報生成手段は、前記ポリゴンにおける変位情報を前記地表面の変位情報として生成することを特徴とする、請求項１に記載のトンネル経路の地表面変位観測装置。

【請求項3】

前記代表値が中央値である、請求項１または請求項２に記載のトンネル経路の地表面変位観測装置。

【請求項4】

前記関心領域が、前記トンネル経路及び前記トンネル経路の両側を含む一定の領域である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のトンネル経路の地表面変位観測装置。

【請求項5】

前記関心領域分割手段は、前記関心領域を一定距離で分割する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のトンネル経路の地表面変位観測装置。

【請求項6】

コンピュータを、
トンネル経路を含む、予め定めた範囲の領域を関心領域として設定する関心領域設定手段、
前記関心領域を予め定めた範囲に分割して分割領域を生成する関心領域分割手段、
異なる時刻にレーダー装置により取得された観測対象である前記関心領域における地表面の時系列画像データから、当該地表面の変位情報を生成する変位情報生成手段、
前記変位情報生成手段が生成した変位情報を、前記関心領域内の分割領域毎に収集する変位情報収集手段、
前記分割領域毎に収集された変位情報に基づき、各分割領域における変位の代表値を演算する代表値演算手段、
前記演算された代表値をトンネル経路に対応する地表面の変位量として表示するとともに、トンネル経路の地表面における標高と前記代表値とを、異なるスケールで縦断図として表示する表示手段、
として機能させる、トンネル経路の地表面変位観測プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル経路の地表面変位観測装置及びトンネル経路の地表面変位観測プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

トンネル工事を行う場合、地盤沈下または地盤隆起等の地盤変動が生じることが多い。このような地盤変動を観測することは、工事管理上等の要請において重要である。

【0003】

例えば、下記特許文献１には、測量機器による測量からトンネル工事周辺地域の地表面のＸＹＺ座標を取得し、取得したデータに基づいてトンネル工事周辺地域の地表面の沈下量分布図を作成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−４０７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記従来の技術においては、地表面の沈下量の計測を、測量機器を使用して地上作業員が行っているので、計測地点の数、計測回数等に限界がある。また、例えば私人の敷地等では、このような計測ができない可能性がある。

【0006】

従って、トンネル工事の予定経路上の地表面の変位について、工事の影響の有無（工事の前から沈降していたか否か）、工事後の地表面の変位（工事による地盤変動やトンネル設置による地盤変動）の有無の把握が困難であった。

【0007】

本発明の目的は、トンネル工事前の地表面の変位の状況、及びトンネル工事の進捗に起因するトンネル工事経路における地表面の変位の状況を分り易く確認できるトンネル経路の地表面変位観測装置及びトンネル経路の地表面変位観測プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、トンネル経路の地表面変位観測装置であって、トンネル経路を含む、予め定めた範囲の領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、前記関心領域を予め定めた範囲に分割して分割領域を生成する関心領域分割手段と、異なる時刻にレーダー装置により取得された観測対象である前記関心領域における地表面の時系列画像データから、当該地表面の変位情報を生成する変位情報生成手段と、前記変位情報生成手段が生成した変位情報を、前記関心領域内の分割領域毎に収集する変位情報収集手段と、前記分割領域毎に収集された変位情報に基づき、各分割領域における変位の代表値を演算する代表値演算手段と、前記演算された代表値をトンネル経路に対応する地表面の変位量として表示する表示手段とを有し、前記表示手段は、トンネル経路の地表面における標高と前記代表値とを、異なるスケールで縦断図として表示することを特徴とする。

【0009】

また、上記トンネル経路の地表面変位観測装置は、前記関心領域に存在する、予め定めた地物のポリゴンを抽出するポリゴン抽出手段をさらに備え、前記変位情報生成手段は、前記ポリゴンにおける変位情報を前記地表面の変位情報として生成する構成としてもよい。

【0010】

また、上記代表値は中央値であるのが好適である。

【0011】

また、上記関心領域は、前記トンネル経路及び前記トンネル経路の両側を含む一定の領域であるのが好適である。

【0012】

また、上記関心領域分割手段は、前記関心領域を一定距離で分割するのが好適である。

【0013】

また、本発明の他の実施形態は、トンネル経路の地表面変位観測プログラムであって、コンピュータを、トンネル経路を含む、予め定めた範囲の領域を関心領域として設定する関心領域設定手段、前記関心領域を予め定めた範囲に分割して分割領域を生成する関心領域分割手段、異なる時刻にレーダー装置により取得された観測対象である前記関心領域における地表面の時系列画像データから、当該地表面の変位情報を生成する変位情報生成手段、前記変位情報生成手段が生成した変位情報を、前記関心領域内の分割領域毎に収集する変位情報収集手段、前記分割領域毎に収集された変位情報に基づき、各分割領域における変位の代表値を演算する代表値演算手段、前記演算された代表値をトンネル経路に対応する地表面の変位量として表示するとともに、トンネル経路の地表面における標高と前記代表値とを、異なるスケールで縦断図として表示する表示手段、として機能させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、トンネル工事前の地表面の変位の状況、及びトンネル工事の進捗に起因するトンネル経路における地表面の変位の状況を分り易く確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態にかかるトンネル経路の地表面変位観測装置を含んだ地表面変位の観測システムの構成例を示す図である。

【図2】実施形態にかかるトンネル経路の地表面変位観測装置の構成例のブロック図である。

【図3】実施形態にかかる表示制御部が表示装置に表示する関心領域及び分割領域の例を示す図である。

【図4】実施形態にかかるポリゴン抽出部が抽出したポリゴンを使用して代表値を演算する方法の説明図である。

【図5】実施形態にかかる表示制御部が表示する縦断図の表示例を示す図である。

【図6】実施形態にかかるトンネル経路の地表面変位観測装置の動作例のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

【0017】

図１には、実施形態にかかるトンネル経路の地表面変位観測装置を含んだ地表面変位の観測システムの構成例が示される。図１の例では、トンネル経路１００が示されており、トンネル経路１００の位置に対応する地上の位置及びその周辺の地表面の相対的な高さの変化を衛星等に備えられた合成開口レーダー（synthetic aperture radar：ＳＡＲ）１０２により計測し、干渉ＳＡＲ解析により地表面変位量（地表面の相対的な高さの変動）を求める。ここで、トンネル経路１００とは、トンネルの工事計画において予め決定された経路であり、工事予定のトンネル経路（図１では破線で示す）並びに工事中及び施工済のトンネル経路（図１では実線で示す）を含む。

【0018】

図１において、ＳＡＲ１０２による計測を開始するタイミングとしては、例えば周回周期が１１日の衛星の場合、上記工事前（約１５回以上計測できる期間で、計画で当該地域が工事対象となる約半年前）とする。この工事開始前の計測により、あらかじめ合成開口レーダー１０２にて、正確に計測することができる位置を特定する。工事開始後、衛星の周回周期（例えば１１日）毎に当該位置のデータを用いて計測する。当該位置のデータを用いることにより、精度の高い計測が可能となる。

【0019】

ＳＡＲ１０２により計測された地表面の相対的な高さ変化の情報（レーダー画像データ）は、地表面変位の観測システムに含まれるトンネル経路の地表面変位観測装置１０４に送信される。トンネル経路の地表面変位観測装置１０４では、トンネル工事の実施前、実施中、実施後における地表面変位の経時変化等を求め、出力する。

【0020】

図２には、トンネル経路の地表面変位観測装置１０４の構成例のブロック図が示される。図２において、トンネル経路の地表面変位観測装置１０４は、関心領域設定部１０、関心領域分割部１２、レーダー画像データ取得部１４、変位情報生成部１６、変位情報収集部１８、代表値演算部２０、ポリゴン抽出部２２、表示制御部２４、通信部２６、記憶部２８及びＣＰＵ３０を含んで構成されている。なお、ＣＰＵ３０以外にＧＰＵを用いてもよい。このトンネル経路の地表面変位観測装置１０４は、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、Ｉ／Ｏ、通信インターフェース等を備え、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されており、上記各機能は、例えばＣＰＵ３０とＣＰＵ３０の処理動作を制御するプログラムとにより実現される。

【0021】

関心領域設定部１０は、トンネル経路に対応する地表面上の経路を含む、予め定めた範囲の領域を関心領域として設定する。ここで、関心領域とは、利用者が変位の観測を希望する領域であり、本実施形態では、トンネル経路に対応する地表面上の経路を含む領域である。トンネル経路に対応する地表面上の経路とは、地下に掘削されるトンネルの位置に対応する地表面上の位置、すなわちトンネル経路の地表面への投影経路をいう。関心領域設定部１０は、上記トンネル経路に対応する地表面上の経路の両側に予め定めた幅のバッファ領域を設定し、トンネル経路に対応する地表面上の経路とバッファ経路とを関心領域とする。なお、関心領域設定部１０は、利用者がキーボード、マウス等の適宜な入力手段から入力した、関心領域を指定するための指示情報に基づいて関心領域を設定してもよい。関心領域設定部１０は、通信部２６を介して外部のサーバ等から取得する等の方法により予め記憶部２８に記憶された地図情報を読み出し、その地図情報上に関心領域を設定する。関心領域設定部１０が設定した関心領域は、記憶部２８に記憶させる。なお、利用者が希望の関心領域を指定する際には、表示制御部２４が液晶表示装置その他の適宜な表示手段に、記憶部２８から読み出した上記地図情報を表示させ、当該画面を介して利用者が指示情報（例えば、地図上の特定の領域を指定する情報）を入力する構成とするのが好適である。関心領域の詳細に関しては後述する。

【0022】

関心領域分割部１２は、関心領域設定部１０が設定した関心領域を記憶部２８から読み出し、予め定めた範囲に分割して分割領域を生成する。分割領域は、トンネル経路に対応する地表面上の経路に沿って一定距離（例えば、１００ｍ毎）で分割した領域が好適である。なお、上記一定距離は、使用目的に応じて適宜決定できる。関心領域の分割の方法は、利用者がキーボード、マウス等の適宜な入力手段から入力した分割指示情報に基づき関心領域分割部１２が分割してもよいし、予め定めた距離毎に分割してもよい。上記分割領域は、記憶部２８に記憶させる。また、上記分割指示情報または上記予め定めた距離も記憶部２８に記憶させておき、関心領域分割部１２がこれらのいずれかを記憶部２８から読み出して、関心領域の分割処理を実行する構成とすることができる。

【0023】

レーダー画像データ取得部１４は、衛星に搭載したＳＡＲ１０２等が計測したレーダー画像データを、図示しない地上局を経由して受信した通信部２６から取得する。取得したレーダー画像データは、記憶部２８に記憶させる。この場合、上記レーダー画像データは、異なる時刻に取得された複数のレーダー画像データ（時系列画像データ）として記憶部２８に記憶される。このレーダー画像データには、地表面からの反射波の位相の情報が含まれている。

【0024】

変位情報生成部１６は、異なる時刻にＳＡＲ１０２等のレーダー装置により取得された観測対象である上記関心領域における地表面の時系列画像データを記憶部２８から読み出し、当該地表面の変位（標高の変位）を含む変位情報を生成する。ここで、異なる時刻とは、上記レーダー画像データの取得時刻が異なることをいう。変位情報生成部１６は、異なる時刻に取得された一組のレーダー画像データによりその時刻の間に発生した変位を演算し、変位情報として生成する。地表面の変位情報とは、ＳＡＲ１０２と地表面との距離の変位に関する情報であり、時系列画像データの内、取得時刻が異なるレーダー画像データ間の位相差に基づいて算出する。変位の算出は、レーダー画像データの画素毎に行う。レーダー画像データと、数値標高モデル（ＤＥＭ）を用いることにより、各画素が地表面のどの位置であるかを対応付けできるので、算出した変位が地表面のどの位置の変位であるかを把握することができる。このため、変位情報には、当該変位の位置を表す座標情報を含ませることができる。この変位情報により地表面の変位（トンネル工事に伴う地盤沈下、地盤隆起等の変位）を観測することができる。なお、変位情報生成部１６は、上記関心領域における変位情報のみを生成する構成としてもよい。変位情報生成部１６が生成した変位情報は、記憶部２８に記憶させる。

【0025】

変位情報収集部１８は、変位情報生成部１６が生成した変位情報並びに関心領域設定部１０が設定した関心領域及び関心領域分割部１２が生成した分割領域を記憶部２８から読み出し、関心領域内の分割領域毎に変位情報を収集する。上述した通り、変位情報はレーダー画像データの画素毎に算出されるので、変位情報収集部１８も分割領域内の画素毎に変位情報を収集する。また、各画素は、変位情報に含まれる座標情報によりその位置がわかるので、変位情報収集部１８は、変位が算出された各画素が関心領域内の画素であるか否か、関心領域内の画素の場合にどの分割領域に所属するものであるかを判断することができる。なお、変位情報生成部１６が、関心領域における変位情報のみを生成する構成の場合には、変位情報収集部１８は、どの分割領域に所属する画素の変位情報であるかを判断すればよい。また、分割領域内の変位情報は、後述する代表値演算部２０の演算結果の精度及び信頼性の向上のために、分割領域毎に複数存在するのが好適である。従って、関心領域分割部１２が関心領域を分割する際には、分割領域の大きさ（面積）が上記画素より十分大きくなるようにする。変位情報収集部１８が分割領域毎に収集した変位情報は、記憶部２８に記憶させる。

【0026】

代表値演算部２０は、変位情報収集部１８が分割領域毎に収集した変位情報を記憶部２８から読み出し、その変位情報に基づき、各分割領域における変位の代表値を演算する。代表値としては、各分割領域の変位を表す（代表する）ことができるものであればいずれも採用できるが、例えば分割領域毎に収集された変位情報に含まれる変位の中央値（メディアン）、平均値等が挙げられ、中央値がより好適である。代表値演算部２０が演算した代表値は、記憶部２８に記憶させる。

【0027】

ポリゴン抽出部２２は、上記関心領域設定部１０が設定した関心領域に存在する、予め定めた地物のポリゴンを抽出する。ここで、地物のポリゴンとしては、例えば家屋、道路、河川等のポリゴンが挙げられるが、これらには限定されない。上記ポリゴンに関する情報すなわちポリゴンの種類、形状及び位置情報は、予め記憶部２８に記憶させておき、ポリゴン抽出部２２が記憶部２８から読み出して使用する。

【0028】

上記変位情報生成部１６は、上記ポリゴン抽出部２２が上記関心領域において抽出したポリゴンと重なる（ポリゴン上の）時系列画像データから変位情報を生成する構成としてもよい。この場合、変位情報収集部１８は、上記ポリゴン上の変位情報を上記地表面の変位情報として分割領域毎に収集し、代表値演算部２０がこの変位情報から代表値を演算することができる。

【0029】

また、上記代表値演算部２０は、代表値の経時変化を演算する構成としてもよい。ここで、代表値の経時変化とは、単位時間当たりの代表値の変化、すなわち代表値の変化の速さをいう。代表値の経時変化は、例えば代表値演算部２０が演算した代表値に、変位情報生成部１６が当該代表値である変位情報の生成に使用した一組のレーダー画像データの取得時刻（ＳＡＲ１０２によるレーダー画像データの取得時刻）の一方を関連付けて記憶部２８に記憶させ、代表値演算部２０が、記憶部２８から二つの代表値及びこれに関連付いた取得時刻を読み出し、上記代表値の差分を取得時刻の差分で除することにより求めることができる。

【0030】

表示制御部２４は、代表値演算部２０が演算した代表値を記憶部２８から読み出し、液晶表示装置その他の適宜な表示装置を制御してトンネル経路に対応する地表面の変位量として表示する。ここで、トンネル経路に対応する地表面とは、トンネル経路の地表面への投影経路上の地表面をいう。表示制御部２４が上記代表値を表示する場合、トンネル経路すなわち工事予定のトンネル経路並びに工事中及び施工済のトンネル経路に対応する地表面の標高と共に表示する。この場合、トンネル経路に対応する地表面の標高と代表値とを、異なるスケールで縦断図として表示するのが好適である。縦断図としての表示例は後述する。

【0031】

通信部２６は、適宜なインターフェースにより構成され、無線または有線の通信回線を介してＣＰＵ３０が外部のサーバ等とデータをやり取りするために使用する。例えば、上記ＳＡＲ１０２等を搭載した衛星から送信されるレーダー画像データの受信も通信部２６が行う。

【0032】

記憶部２８は、ハードディスク装置、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の不揮発性メモリで構成され、上記各種情報等、及びＣＰＵ３０の動作プログラム等の、トンネル経路の地表面変位観測装置１０４が行う各処理に必要な情報を記憶させる。なお、記憶部２８としては、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ、電気的消去および書き換え可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ等を使用してもよい。また、記憶部２８には、主としてＣＰＵ３０の作業領域として機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及びＢＩＯＳ等の制御プログラムその他のＣＰＵ３０が使用するデータが格納される読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含めるのが好適である。

【0033】

図３には、表示制御部２４が表示装置に表示する関心領域及び分割領域の例が示される。図３において、上記トンネル経路に対応する地表面上の経路Ｔが破線で示されている。関心領域設定部１０は、この経路Ｔの両側に予め定めた幅のバッファ領域Ｂを設定し、トンネル経路に対応する地表面上の経路Ｔ及びその両側に設定されたバッファ領域Ｂを合わせて関心領域Ｉａとする。なお、上述したように、利用者が入力した、関心領域を指定するための指示情報に基づいて関心領域Ｉａを設定する構成としてもよい。

【0034】

また、関心領域分割部１２は、上記関心領域Ｉａを予め定めた範囲（距離）に分割して分割領域を生成する。図３の例では、分割領域Ｄ_１〜Ｄ_９が表示されている。なお、分割領域の数は９個（Ｄ_１〜Ｄ_９）に限定されるものではなく、トンネル経路の長さ、地表面の変位の観察に要求される精度等に応じて適宜決定される。

【0035】

変位情報生成部１６は、上述したように、関心領域Ｉａにおける地表面のレーダー画像データ（時系列画像データ）から変位情報を生成する。図３の例では、変位情報の生成に使用されるレーダー画像データに含まれる地表面の変位の取得位置Ｓが□（四角形）で表示されているが、この位置ＳはＳＡＲ１０２等のレーダー装置による変位の取得位置である。なお、変位の取得位置は、関心領域Ｉａの内側に限らず、外側でも取得される。図３の例では、関心領域Ｉａの外側で取得された変位の位置がＳｏで示されている。変位情報生成部１６は、このように関心領域Ｉａの内側及び外側で取得される変位の内、関心領域Ｉａの内側で取得される変位から変位情報を生成する。

【0036】

変位情報収集部１８は、変位情報生成部１６が上記関心領域Ｉａにおいて生成した地表面の変位を含む変位情報を、上記分割領域Ｄ_１〜Ｄ_９毎に収集する。代表値演算部２０は、以上のようにして分割領域Ｄ_１〜Ｄ_９毎に収集された変位情報に含まれる変位の代表値を各分割領域Ｄ_１〜Ｄ_９の代表値として演算する。各分割領域Ｄ_１〜Ｄ_９の代表値は、トンネル経路に対応する地表面上の経路Ｔにおける変位量として表示制御部２４が適宜な表示装置に表示する。

【0037】

図４には、ポリゴン抽出部２２が抽出したポリゴンを使用して代表値を演算する方法の説明図が示される。図４において、変位情報生成部１６が関心領域Ｉａとレーダー画像データ（図４では、変位データと表記し、□（四角形）で表示する）とを記憶部２８から読み出し（Ｉ）、関心領域Ｉａの領域内に一部含まれる変位データを抽出する（ＩＩ）。上述したように、レーダー画像データの各画素は、ＤＥＭを用いることによりその位置がわかるので、上記（ＩＩ）の抽出を行うことができる。図４の（ＩＩＩ）で示された□（四角形）の集合が、上記（ＩＩ）で抽出した変位データであり、関心領域Ｉａの領域内に一部含まれる変位データである。この場合、変位情報生成部１６は、関心領域Ｉａの領域内に完全に含まれる変位データを抽出する構成としてもよい。

【0038】

次に、変位情報生成部１６は、上記（ＩＩＩ）で示された□（四角形）の集合とポリゴン抽出部２２が抽出した地物のポリゴン（図４では、家屋ポリゴンを例示している）とを比較し（ＩＶ）、家屋ポリゴンの領域内に一部含まれる変位データを抽出し（Ｖ）、この変位データを含む変位情報を生成する（ＶＩ）。この場合、変位情報生成部１６は、変位データが家屋ポリゴンの領域内に完全に含まれる箇所の変位データを抽出してもよい。

【0039】

変位情報収集部１８は、上記ポリゴン上の変位情報を上記地表面の変位情報として分割領域毎に収集し、代表値演算部２０がこの変位情報から代表値を演算する。

【0040】

図５（ａ）、（ｂ）には、表示制御部２４が表示する縦断図の表示例が示される。図５（ａ）は平面図であり、トンネル経路に対応する地表面上の経路Ｔを含む関心領域Ｉａが示されている。また、図５（ｂ）には、上記経路Ｔに対応する縦断図が示されている。なお、図５（ａ）において、上記経路Ｔは破線で示され、関心領域Ｉａは一点鎖線で囲まれた領域として示されている。また、図５（ａ）、（ｂ）では、同時に２つの地点Ｐ１、Ｐ２でトンネル工事が進行している例を示しているが、工事の進行箇所の数は、２点に限定されるものではない。

【0041】

上述したように、図５（ａ）に示された関心領域Ｉａに設定された分割領域毎に演算された変位の代表値が、上記経路Ｔにおける地表面の変位とされて図５（ｂ）の縦断図中に表示される。図５（ｂ）の例では、二点鎖線によりトンネル経路の地表面における標高が示され、上記代表値が分割領域毎に棒グラフで表示されているが、この組合せに限定されるものではない。

【0042】

図５（ｂ）の例では、トンネル経路の地表面における標高と上記代表値とを同時に表示しているが、トンネル経路の地表面における標高はメートル（ｍ）単位の値であり、上記代表値は通常ミリメートル（ｍｍ）以下の単位であるので、上記代表値を識別しやすくするために、両者のスケールを異ならせている。具体的には、上記代表値を拡大（例えば１０００倍）して表示する。なお、棒グラフは、トンネル経路の地表面における標高を表す二点鎖線より上が隆起を、下が沈下を表している。

【0043】

図５（ｂ）に示されるように、代表値を棒グラフで表示する場合、ポリゴン抽出部２２が抽出するポリゴンの種類毎に表示してもよい。すなわち、異なるポリゴンを使用して代表値演算部２０が演算した代表値毎に棒グラフで表示する。図５（ｂ）の例では、家屋ポリゴンと道路ポリゴンとから演算した代表値を別の棒グラフとして表示している。

【0044】

なお、図５（ｂ）において、道路ポリゴンから演算した代表値と家屋ポリゴンから演算した代表値とは独立しており、各棒グラフの長さが各ポリゴンから演算した代表値の値を示している。このため、図５（ｂ）により、道路及び家屋における変位（代表値）をそれぞれ表示することができる。

【0045】

なお、時間の経過、トンネル工事の進行等に伴い、地表面の隆起または沈下の大きさに変化が生じる場合もある。この場合には、変化後の値で棒グラフの高さを更新する構成が好適である。

【0046】

図６には、実施形態にかかるトンネル経路の地表面変位観測装置１０４の動作例のフロー図が示される。図６において、関心領域設定部１０が、利用者が入力した関心領域を指定するための指示情報等に基づいて、トンネル経路に対応する地表面上の経路を含む、予め定めた範囲の領域を関心領域として設定し、記憶部２８に記憶させる（Ｓ１）。次に、関心領域分割部１２は、関心領域設定部１０が設定した関心領域を記憶部２８から読み出し、予め定めた範囲に分割して分割領域を生成し、記憶部２８に記憶させる（Ｓ２）。

【0047】

また、レーダー画像データ取得部１４は、衛星に搭載したＳＡＲ１０２等が計測したレーダー画像データを衛星から受信した通信部２６から取得し、記憶部２８に記憶させる（Ｓ３）。

【0048】

変位情報生成部１６は、異なる時刻にＳＡＲ１０２等のレーダー装置により取得された観測対象である上記関心領域における地表面の時系列画像データを記憶部２８から読み出し、当該地表面の変位（標高の変位）を含む変位情報を生成する（Ｓ４）。変位情報収集部１８は、変位情報生成部１６が生成した変位情報並びに関心領域設定部１０が設定した関心領域及び関心領域分割部１２が生成した分割領域を記憶部２８から読み出し、関心領域内の分割領域毎に変位情報を収集する（Ｓ５）。

【0049】

代表値演算部２０は、変位情報収集部１８が分割領域毎に収集した変位情報を記憶部２８から読み出し、その変位情報に基づき、各分割領域における変位の代表値を演算する（Ｓ６）。

【0050】

表示制御部２４は、代表値演算部２０が演算した代表値を記憶部２８から読み出し、液晶表示装置その他の適宜な表示装置を制御してトンネル経路に対応する地表面の変位量を表す縦断図として表示する（Ｓ７）。

【0051】

上述した、図６の各ステップを実行するためのプログラムは、記録媒体に格納することも可能であり、また、そのプログラムを通信手段によって提供しても良い。その場合、例えば、上記説明したプログラムについて、「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」の発明または「データ信号」の発明として捉えても良い。

【符号の説明】

【0052】

１０ 関心領域設定部、１２ 関心領域分割部、１４ レーダー画像データ取得部、１６ 変位情報生成部、１８ 変位情報収集部、２０ 代表値演算部、２２ ポリゴン抽出部、２４ 表示制御部、２６ 通信部、２８ 記憶部、３０ ＣＰＵ、１００ トンネル経路、１０２ ＳＡＲ、１０４ トンネル経路の地表面変位観測装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】