レーダポーラリメトリによる超広域河川氾濫地域の被災度判定手法の開発

雷达极化法确定超宽河流洪泛区灾害程度的方法开发

• 批准号: 22H01726
• 负责人: 佐藤 亮一
• 金额: $ 9.4万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01726/
• 关键词: 洪水; 超広域観測; 広域避難支援; レーダポーラリメトリ; 合成開口レーダ

レーダポーラリメトリを用いた超広域河川氾濫地域の被災度判定手法を開発するために、2022年度は以下の研究を行なった。はじめに、ALOS-2/PALSAR-2で取得された全偏波PolSARデータ(HH,HV,VH,VV)に対して、散乱電力分解等を適用して画像解析を行なった。夏季に発生した水害の被災領域（水田、河川、堤防、橋梁、および市街地）の被災前後の画像の比較を行い、顕著な変化が観られる偏波散乱成分（あるいは偏波指標）を確認した。水田からの偏波散乱特性の変化は、水稲生育状況の把握に加え、相対的な水位推定に応用できる可能性があるため、電波暗室で行なった実水稲モデルに対する散乱測定で得られたデータも用いて詳細な解析を行なった。その結果、田に水が溜まっている場合、比較的高い周波数帯においても水稲下部まで入射波が水稲に浸透して、水面と水稲下部との間に2回反射散乱が生じることが確認できた。この2回反射散乱は、ある程度水稲が成長してくると、後方散乱電力は小さいものの、建築物と地面との間に生じる2回反射散乱に類似した偏波特性を有することから、偏波回転補正が可能となり、任意のレーダ照射方向に対しても有効な水稲生育状況把握および水位推定に有効な指標となりうることがわかった。橋梁および市街地からの散乱については、被災前後にその電力差が小さくなり顕著な変化を捉えにくい。そのため、特徴ある偏波特性の差を取得するため、橋梁モデルおよび住宅モデルに対する電磁界シミュレーションを細かい入射条件（主に入射角、スクウィント角の変化）に対して実行した。散乱電力分解手法の改良についても着手した。従来手法では、レーダ照射方向に対して大きく傾いた建築物に対しては、植生からの散乱と誤判定する場合があり、被災領域誤判定につながる可能性があった。この問題を解決あるいは緩和するための改良法の開発をはじめた。

2022财年进行了以下研究，旨在开发一种利用雷达极化测量法确定超宽河流洪水区域灾害程度的方法。首先，我们通过对 ALOS-2/PALSAR-2 获取的全偏振 PolSAR 数据（HH、HV、VH、VV）应用散射功率分解来进行图像分析。我们比较了夏季发生的洪水影响区域（稻田、河流、堤防、桥梁和城市地区）的前后图像，并确认了偏振散射分量（或偏振指数）出现显着变化。稻田偏振散射特性的变化不仅可以用于了解水稻的生长条件，还可以用于估计相对水位，因此，还可以对在消声室中进行的实际水稻模型的散射测量获得的数据进行详细分析。是用这种方法进行的。结果证实，当稻田中积水时，即使在较高频段，入射波也会穿透稻谷下部，并在水面与下部之间发生两次反射和散射。水稻的一部分。一旦水稻生长到一定程度，这种双反射散射就具有类似于建筑物和地面之间发生的双反射散射的偏振特性，尽管后向散射功率很小，但可以进行旋转校正。研究发现，即使对于任意雷达照射方向，它也可以作为掌握水稻生长状况和估算水位的有效指标。对于桥梁和城市地区的散射，灾害前后的功率差异变小，很难检测到显着的变化。因此，为了获得极化特性的特征差异，对桥梁模型和房屋模型进行详细入射条件（主要是入射角和斜视角的变化）下的电磁场模拟。我们还开始改进分散功率分解方法。传统方法中，相对于雷达照射方向明显倾斜的建筑物可能会被错误地判定为受到植被散射，从而导致灾区的错误判定。我们已经开始开发改进的方法来解决或缓解这个问题。