多偏波干渉地上型合成開口レーダを用いた植生下における高精度地表変動解析手法の開発

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東北大学佐藤源之研究室では熊本地震で大規模な地すべりが発生した熊本県南阿蘇村の斜面に地上設置型合成開口レーダ（GB-SAR）を設置し，2017年から現在まで連続して斜面の環境計測を行っており，変位量に基づく早期警戒情報を提供している。そこで、本研究はGB-SARの社会実装で想定される、または発生する問題の課題解決を目的としている。研究開始時の目的は植生領域への観測範囲の拡大であった。これに加え、研究を進めるにあたり、変位観測を行う際に大気屈折率の変化がマイクロ波の位相遅延として現れ、結果に大きな誤差を生むことが明らかとなった。そのため、本問題の解決を行うことは当初の目的を達成するために必要不可欠であり、本研究では、まず、大気の屈折率から生じる誤差の補正について検討することから始めた。以上から、現在までの実績として大きく、（１）大気補正アルゴリズムの開発、（２）植生下を含む低コヒーレンス域における高精度変位観測、の二つのパートに分けられる。（１）について、山間部において大気の屈折率はおおよそ標高に依存して分布するが，斜面に設置した気象センサとGB-SARデータから、山岳地帯の局地風が原因で全体として不均一な屈折率分布となることを明らかにした。この不均一大気屈折率による誤差を補正するため、現在までに４種のアルゴリズムを提案している。これら提案手法により、現在準リアルタイムで正確な山間部の計測が可能となっている。（２）について、レーダポラリメトリ技術を適用することによってコヒーレンス（干渉度）を最大化するアルゴリズムを開発し、従来手法よりも多くの安定散乱点を得ることを示した。本アルゴリズムにより、従来は低コヒーレンスが原因で観測できなかった地点においても干渉計測が可能となり、観測範囲の拡大を結果より示すことができた。