Innovation of geophysical exploration by hybrid inversion

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本研究課題の全体的な目的は，各種の物理探査（地中や構造物の内部を波動伝播や電気の流れを観察することで材料としての固さや電気抵抗などを推定する探査）において，決定論的及び確率論的な二つのアプローチを融合する逆解析（ハイブリッドインバージョンと呼ぶ）を開発し，従来の決定論に基づく一つの推定結果だけでなく，確率的な推定結果を新規に得ることで，推定結果の不確かさを評価できる物理探査を実現することにある。現在の物理探査手法には，弾性波／表面波探査，電気／電磁探査，重力探査，地中レーダー探査が挙げられるが，これらの特徴として，波動方程式またはポアソン方程式によって探査に利用する現象（波動伝番や電気の流れ）が記述される点にある。本研究では，波動方程式またはポアソン方程式を対象としたハイブリッドインバージョンを開発することで，幅広い探査手法に適用可能であり，既往の推定結果に確率的な情報を追加できるインバージョンを可能にすることを目指している。今年度は，波動方程式とポアソン方程式を対象としたフィルタリングと逆解析手法（これらの手法はベイズ推定に基づく）を開発・発展させるとともに，実際の現地調査をため池堤体によって実施することができた。フィルタリングにおいて中心的な手法として位置付けるものはアンサンブルカルマンフィルタである。また，ハミルトニアンモンテカルロ法を利用した逆解析手法をポアソン方程式に適用することを可能にした。また，現地調査では測量も行い逆解析等の数値計算を行うための基礎情報も取得可能であることを確かめることができた。