New insight into beach response processes based on large-scale data sets

基于大规模数据集对海滩响应过程的新见解

• 批准号: 21K04285
• 负责人: 伴野 雅之
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04285/
• 关键词: 漂砂; 地形変化; ディープラーニング; 海面上昇; LiDAR; 海浜モニタリング; グリーンレーザー; 潮汐; 高頻度地形観測; 再解析データセット; 海面水位

本研究は，波の遡上域（汀線付近：陸と海の境界）の海浜地形変化プロセスに主眼をあて，短期から長期に至る様々な地形変化プロセスのメカニズム解明とその重要性の提示を目的としている。短期的な地形変化としては，潮汐の上げ潮と下げ潮が前浜地形変化に及ぼす影響を検討する。短期的な地形変化を低コストでモニタリングするために，グリーンレーザー距離計を用いた前浜地形計測システムを構築し，試験的な前浜の連続観測を実施した。現時点においては，1ヶ月程度の連続的な前浜地形変化を捉えることが出来ているが，今後より長期間の安定したモニタリングを行い，上げ潮と下げ潮時に生じる地形変化過程を明らかにする。長期的な地形変化としては，海面上昇に対する地形応答を検討する。ディープニューラルネットワークを用いた海浜地形断面予測モデルを過去の長期モニタリングデータをもとに学習させ，擬似的な海面上昇を入力値として与える数値実験を行った。信頼性や精度の検証は今後継続して検討を進める予定ではあるが，現時点では海面上昇に対する地形応答として，既存の研究によって示されていた地形変化（海面上昇に伴う前浜の侵食）と未知の地形変化（海面上昇に伴う海底形状の変化）が出力されている。中長期的な地形変化としては，大規模大気海洋変動に伴う海浜地形の応答を検討する。中長期的な地形変化に対してもディープニューラルネットワークによる学習モデルを用いた海浜地形応答に影響を及ぼす気候指標を探索する試みの検討を進めつつあるが，現状は十分な成果は得られていない。

本研究的目的是阐明从短期到长期的各种地形变化过程的机制，并展示其重要性，重点关注波浪爬升区（靠近波浪区）的海岸地形变化过程。海岸线：陆地和海洋的边界）。关于短期地形变化，我们将研究涨潮和落潮对前滩地形变化的影响。为了低成本地监测短期地形变化，我们利用绿色激光测距仪构建了前滩地形测量系统，并进行了连续的实验性前滩观测。目前，我们能够捕捉到前滩地形在大约一个月的时间里的连续变化，但我们将继续进行更长时间的稳定监测，以明确涨潮和落潮时地形变化的过程。 。对于长期地形变化，我们会考虑地形对海平面上升的响应。我们根据过去的长期监测数据，利用深度神经网络训练了海滩地形断面预测模型，并以模拟海平面上升作为输入值进行了数值实验。尽管我们计划在未来继续验证可靠性和准确性，但目前我们正在考虑现有研究显示的地形变化（由于海平面上升而导致的前滩侵蚀）作为对海平面上升的地形响应，以及未知的变化（地形变化）。由于海平面上升而形成的海底形状）被输出。对于中长期地形变化，我们将研究沿海地形对大范围大气和海洋变化的响应。我们正在尝试利用深度神经网络学习模型寻找影响海滩地形对中长期地形变化响应的气候指标，但迄今为止尚未获得足够的结果。

项目成果

沿岸地形・環境研究におけるグリーンレーザースキャナとドローンの活用

绿色激光扫描仪和无人机在沿海地形和环境研究中的利用

• 发表时间: 2021
• 作者: Masayuki Banno;Yoshiaki Kuriyama;兵動靖章，松島格也;鳥居大和，菊雅美;Shigeyuki YAMABE;伴野雅之，栗山善昭;小丸優大;本杉蓮，菊雅美，若松果穂;山邉 茂之;石澤 尭史，後藤 和久，山口 直文，伴野 雅之，篠崎 鉄哉，佐藤 海生;駐車場需要を考慮した自動運転車両選択行動に関する研究;井上雄太，菊雅美，中村友昭，水谷法美;松島格也;伴野雅之;菊雅美，本杉蓮;伴野 雅之，栗山 善昭;伴野雅之
• 通讯作者: 伴野雅之

Test of LSTM networks in long-term beach morphological changes

LSTM网络在长期海滩形态变化中的测试

• 发表时间: 2022
• 作者: Masayuki Banno;Yoshiaki Kuriyama
• 通讯作者: Yoshiaki Kuriyama

Future Coastal Erosion and Wave Attenuation by Blue Carbon Ecosystem

蓝碳生态系统未来的海岸侵蚀和波浪衰减

• DOI: 10.32142/engankaiyo.2022.8.006
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bulletin on Coastal Oceanography
• 作者: Hosoya Shogo;Matsushima Kakuya;吉井健太・金井昌信;長田健吾，清水義彦，井坂涼楓，星田元気;伴野 雅之
• 通讯作者: 伴野 雅之

UAV搭載型レーザースキャナによる海底地形の三次元計測

使用无人机安装的激光扫描仪对海底地形进行三维测量

• 发表时间: 2021
• 期刊: 測量（The Journal of Survey）
• 作者: Obunguta Felix;Matsushima Kakuya;Bakamwesiga Hilary;伴野雅之，栗山善昭;長田健吾，清水義彦，井坂涼楓，星田元気;Kenichi Meguro;宮下侑莉華，菊雅美，中村友昭，水谷法美;伴野雅之
• 通讯作者: 伴野雅之

LSTMネットワークの海浜地形変化予測への適用

LSTM网络在海岸地形变化预测中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Masayuki Banno;Yoshiaki Kuriyama;兵動靖章，松島格也;鳥居大和，菊雅美;Shigeyuki YAMABE;伴野雅之，栗山善昭
• 通讯作者: 伴野雅之，栗山善昭