Monitoring and evaluation of volcanic activity using UAV magnetotelluric survey

利用无人机大地电磁调查监测和评估火山活动

基本信息

批准号：
21H04602
负责人：
萬年一剛
金额：
$ 26.79万
依托单位：
Hot Springs Research Institute of Kanagawa Prefecture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04602/
关键词：
ドローン電磁探査熱水系水蒸気噴火火山箱根火山噴気地帯

项目摘要

箱根火山大涌谷噴気地帯では2008年頃からCSAMT探査による地下の比抵抗分布解析が複数回実施され、火山活動の消長に応じ、比抵抗分布が変化していることが明らかになっている。本研究は、ドローン搭載型電磁探査により、CSAMT探査と同等程度の探査深度と分解能を有する電磁探査を、高頻度かつ人の立入を要さず安全に実施することで、噴火切迫性評価に結びつけることを目標とする。なお、CSAMT探査では発信源に電流を流すことで放射される電磁波の電場と磁場を、測定点において測定する一方、ドローン搭載型電磁探査では、送信電流の通電と遮断を繰り返し、この際に生じる磁場の時間変化に応じて、地下で発生する誘導電流によって生じる、二次磁場（過渡応答）を測定・解析する。2021年度の探査では、CSAMT探査とおなじ発信源を利用したドローン搭載型電磁探査を実施した。その結果、2015年噴火が起きた谷の中心部では、地すべりモニタリング装置などが原因と思われる電磁ノイズがあり、こうしたノイズが測定データに特定の周期で載ってしまうため（同期ノイズ）、過渡応答曲線を抽出できない問題が生じた。そこで、本年度（2022年度）は、まず、ノイズの発生源とその性質を予備探査によって明らかにした。次に、この結果を受けて、発信源の通電時間を4 msから 2 ms に半減した信号を用いて同期ノイズの低減を図った。これに加えて、スタッキング数を４倍に増やす、発信源の電極数を増やして電流を増加させるなどのS/N比の改善に努めたほか、解析法に工夫を重ねて、良質な過渡応答の取得を試みた。この結果、過渡応答曲線の取得には成功したものの、波形が正常なものと異なり逆転や正負に振動するなどの異常を示した。この原因を探るために、地上でも測定を行ったところ、電気施設や埋設管など人工物の導体の存在により、このような異常が生じることが示唆された。

自2008年左右以来，利用CSAMT勘探对箱根火山大涌谷喷气孔地区的地下电阻率分布进行了多次分析，明确了电阻率分布随火山活动的潮起潮落而变化。这项研究旨在利用无人机搭载的电磁勘探，以与CSAMT勘探相同的勘探深度和分辨率，在无需人工干预的情况下高频且安全地进行电磁勘探，从而对喷发紧急程度进行评估。此外，在CSAMT勘探中，在测量点测量电流通过发射源所发射的电磁波的电场和磁场，而在无人机搭载的电磁勘探中，发射电流反复打开和关闭，并在测量点测量发射电流。测量和分析地下产生的感应电流响应磁场时间变化而产生的二次磁场（瞬态响应）。在2021年的勘探中，使用与CSAMT勘探相同的源进行了无人机电磁勘探。结果，在2015年喷发的山谷中心，存在被认为是由山体滑坡监测设备等引起的电磁噪声，并且这种噪声出现在特定周期的测量数据中（同步噪声），导致出现无法提取曲线的问题。因此，今年（2022年），我们首先通过初步探索，明确了噪声的来源及其性质。接下来，基于该结果，我们尝试使用将源通电时间从 4ms 减半至 2ms 的信号来降低同步噪声。此外，我们还通过将堆叠数量增加四倍来提高信噪比，并通过增加源电极数量来增加电流。我们还改进了分析方法，以实现高质量的瞬态响应。结果，虽然我们成功获得了瞬态响应曲线，但波形与正常情况不同，出现反转、正负方向振荡等异常现象。为了找出原因，对地面进行了测量，结果表明这种异常是由于电力设施和埋地管道等人工导体的存在造成的。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magma-hydrothermal System of Hakone Volcano

箱根火山的岩浆热液系统

DOI：
10.5026/jgeography.130.831
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
萬年一剛
通讯作者：
萬年一剛

Electrical conductive fluid-rich zones and their influence on the earthquake initiation, growth, and arrest processes: observations from the 2016 Kumamoto earthquake sequence, Kyushu Island, Japan

富含导电流体的区域及其对地震发生、发展和停止过程的影响：2016 年日本九州岛熊本地震序列的观测

DOI：
10.1186/s40623-020-01340-w
发表时间：
2020-12-29
期刊：
Earth, Planets and Space
影响因子：
0
作者：
K. Aizawa;S. Takakura;H. Asaue;K. Koike;R. Yoshimura;K. Yamazaki;S. Komatsu;M. Utsugi;H. Inoue;Kaori Tsukamoto;M. Uyeshima;T. Koyama;W. K;a;a;T. Yoshinaga;N. Matsushima;K. Uchida;Yuko Tsukashima;T. Matsushima;H. Ichihara;Dan Muramatsu;Yoshiko Teguri;A. Shito;S. Matsumoto;H. Shimizu
通讯作者：
H. Shimizu

Monitoring of landslide displacements in Owakudani, Hakone volcano, Japan, using SAR interferometry

使用 SAR 干涉测量法监测日本箱根火山大涌谷的滑坡位移

DOI：
10.1007/s10346-024-02224-w
发表时间：
2024-03-04
期刊：
Landslides
影响因子：
6.7
作者：
R. Doke;Satoru Sanoki;Shoji Iwanaga;Masaru Sato;Kenichi Hosono;Eiji Tominaga
通讯作者：
Eiji Tominaga

Owakudani Today

今日大涌谷