JP2019158656A - Method for detecting moisture state of soil and detection system - Google Patents

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Abstract

To provide a technique for measuring a moisture distribution in a predetermined area.SOLUTION: The method for examining the state of soil includes the steps of: intermittently irradiating the soil in a predetermined target area with a plurality of light beams having different wavelengths; detecting a plurality of light beams reflected by the soil in the predetermined target area; and calculating an index related to a relative moisture amount based on the intensity of reflected light of the light beams for each point irradiated with the plurality of light beams.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

この開示は、地盤の状態を調べる方法に関し、より特定的には、所定エリアにおける相対的な水分量の分布を調べる方法に関する。   This disclosure relates to a method for examining the state of the ground, and more specifically to a method for examining a relative moisture content distribution in a predetermined area.

対象物に含まれる水分量を測定する技術に関し、例えば、特開2000−146834号公報(特許文献1)は、「波長が異なる2種の単色光を照射用導光体で導いて測定部材の表面に照射し、ある波長の反射吸光度と波長1350nm以下の反射吸光度との2波長間の反射吸光度差(ΔAλ)あるいは2波長間の反射吸光度比(Aλ’)を演算し、さらに、予め記憶しておいた反射吸光度差あるいは反射吸光度比と水分率との関係から、測定部材の水分率を算出する水分測定方法」を開示している(「要約」参照)。   Regarding a technique for measuring the amount of moisture contained in an object, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-146634 (Patent Document 1) states that “two types of monochromatic light having different wavelengths are guided by an irradiation light guide and the measurement member Irradiate the surface, calculate the reflection absorbance difference between two wavelengths (ΔAλ) or the reflection absorbance ratio between two wavelengths (Aλ ′) between the reflected absorbance at a certain wavelength and the reflected absorbance at 1350 nm or less, and store it in advance. A moisture measurement method for calculating the moisture content of the measurement member from the relationship between the reflected absorbance difference or the reflected absorbance ratio and the moisture content is disclosed (see “Summary”).

特開2000−146834号公報JP 2000-146834 A

ある局面において、所定エリアの水分分布が必要とされる場合がある。例えば、山間部の土砂災害を予測するにあたり、斜面の水分分布が必要とされる場合がある。   In certain aspects, moisture distribution in a predetermined area may be required. For example, when predicting sediment-related disasters in mountainous areas, moisture distribution on slopes may be required.

しかしながら、特許文献1に開示される技術は、植物繊維、合成繊維、食品などの材料の水分率を測定することを前提としており(段落[0021]参照)、所定エリアの水分分布を測定する技術ではない。したがって、所定エリアの水分分布を測定する技術が必要とされている。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 is based on the premise that the moisture content of materials such as plant fibers, synthetic fibers, and foods is measured (see paragraph [0021]), and is a technique for measuring moisture distribution in a predetermined area. is not. Therefore, a technique for measuring the moisture distribution in a predetermined area is required.

本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、所定エリアの水分分布を測定する技術を提供することである。   This indication is made in order to solve the above problems, and the objective in a certain situation is to provide the technique which measures the moisture distribution of a predetermined area.

ある実施形態に従うと、地盤の水分状態を検出するための方法が提供される。この方法は、測定対象エリアの地盤に波長の異なる複数の光線を間欠的に照射するステップと、測定対象エリアの地盤によって反射された複数の光線を検出するステップと、複数の光線が照射された地点ごとに、当該複数の光線の反射光強度に基づいて相対的な水分量に関する指標を算出するステップとを備える。   According to an embodiment, a method for detecting ground moisture status is provided. The method includes intermittently irradiating a plurality of light beams having different wavelengths to the ground of the measurement target area, detecting a plurality of light beams reflected by the ground of the measurement target area, and the plurality of light beams. And calculating a relative water content index for each point based on the reflected light intensity of the plurality of light beams.

ある実施形態に従う方法は、所定エリアにおける相対的な水分分布を出力できる。そのため、ユーザは、当該水分分布に基づいて、地盤の状態を評価できる。   A method according to an embodiment can output a relative moisture distribution in a given area. Therefore, the user can evaluate the state of the ground based on the moisture distribution.

開示された技術的特徴の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。   The above and other objects, features, aspects and advantages of the disclosed technical features will become apparent from the following detailed description of the invention which is to be understood in connection with the accompanying drawings.

地盤の状態を調べる方法についての技術思想を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the technical idea about the method of investigating the state of the ground. 航空機100の構成の一例を表すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of an aircraft 100. FIG. 照射装置250の構成の一例を表す図である。It is a figure showing an example of composition of irradiation device 250. 航空機100の飛行経路410を表す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a flight path 410 of the aircraft 100. 航空機100によって取得される測定データ500のデータ構造の一例を表す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data structure of measurement data 500 acquired by an aircraft 100. コンピュータ600の構成の一例を表すブロック図である。FIG. 25 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a computer 600. 測定対象エリアの相対的な水分分布図を作成する処理の一例を表すフローチャートである。It is a flowchart showing an example of the process which produces the relative moisture distribution figure of a measurement object area. CPU610により作成される水分分布図810の一例である。It is an example of the moisture distribution map 810 created by CPU610. CPU610により出力された合成図830の一例である。It is an example of the synthetic | combination figure 830 output by CPU610. 土砂崩れの有無の判断手法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the judgment method of the presence or absence of a landslide. 図10(B)に地下構造を付加した図である。It is the figure which added the underground structure to FIG.10 (B). 水分分布図と、地形図と、比抵抗分布図とが重畳された合成図1100である。It is a composite diagram 1100 in which a moisture distribution map, a topographic map, and a specific resistance distribution map are superimposed.

以下、この技術的思想の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。   Hereinafter, embodiments of this technical idea will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. Each embodiment and each modified example described below may be selectively combined as appropriate.

[技術思想]
図1は、地盤の状態を調べる方法についての技術思想を説明するための図である。図1(A)は、航空機100が地盤110の状態を調べている様子を表す。図1(B)は、地盤110の相対的な水分分布を表す。
[Technology]
FIG. 1 is a diagram for explaining a technical idea about a method for examining a ground state. FIG. 1A shows a state in which the aircraft 100 is examining the state of the ground 110. FIG. 1B shows the relative moisture distribution of the ground 110.

航空機100は、波長の異なる複数の光線を地盤110の地点111,112,113,・・・に照射しながら測定対象エリアを飛行する。換言すれば、航空機100は、複数の光線を間欠的に地盤110に照射しながら飛行する。   The aircraft 100 flies in the measurement target area while irradiating the points 111, 112, 113,... In other words, the aircraft 100 flies while intermittently irradiating the ground 110 with a plurality of light beams.

図1に示される例において、航空機100は、波長の異なる光線LPと光線LNとを照射する。一例として、光線LPは水の吸収帯の波長(例えば1450nm)に設定され、光線LNは、水の非吸収帯の波長(例えば1064nm)に設定される。好ましくは、光線LPおよび光線LNの波長は、人の目に対する影響が少ない波長(所謂アイセーフ波長)に設定される。   In the example shown in FIG. 1, the aircraft 100 emits light beams LP and LN having different wavelengths. As an example, the light beam LP is set to the wavelength of the water absorption band (for example, 1450 nm), and the light beam LN is set to the wavelength of the water non-absorption band (for example, 1064 nm). Preferably, the wavelengths of the light beam LP and the light beam LN are set to wavelengths that have little influence on the human eye (so-called eye-safe wavelengths).

航空機100は、光線を照射した地点ごとに、地盤110によって反射された光線の反射光強度を検出する。   The aircraft 100 detects the reflected light intensity of the light beam reflected by the ground 110 at each point where the light beam is irradiated.

航空機100は、複数の光線を照射したタイミングにおける位置情報を取得している。航空機100は、当該位置情報に関連付けて、光線LPおよび光線LNの反射光強度を記憶装置に保存する。当該保存された情報(以下、「測定データ」とも言う)は、後述するコンピュータ600に出力される。   The aircraft 100 acquires position information at the timing when a plurality of light beams are emitted. The aircraft 100 stores the reflected light intensities of the light beam LP and the light beam LN in a storage device in association with the position information. The stored information (hereinafter also referred to as “measurement data”) is output to a computer 600 described later.

コンピュータ600は、測定データに基づいて、複数の光線LPおよびLNが照射された地点ごとに、当該複数の光線の反射光強度に基づいて相対的な水分量に関する指標(以下、「水分指標」とも言う)を算出する。この水分指標の算出方法は後述する。水分指標は、ある地点における水分指標と、他の地点における水分指標とを比べて、いずれの地点の水分量が多いか、といった相対的な水分量の判断に用いられる。つまり、水分指標は、絶対的な水分量(含水率)を表さない。   Based on the measurement data, the computer 600 determines an index (hereinafter referred to as “moisture index”) for the relative amount of water based on the reflected light intensity of the plurality of light beams for each point irradiated with the plurality of light beams LP and LN. Say). A method for calculating the moisture index will be described later. The moisture index is used to determine a relative moisture content such as which location has a larger moisture content by comparing the moisture index at a certain point with the moisture index at another point. That is, the moisture index does not represent an absolute moisture content (moisture content).

コンピュータ600は、上記地点ごとに算出された水分指標と位置情報とに基づいて、測定対象エリアにおける地盤110表面の水分分布図を作成する。コンピュータ600は、作成した水分分布図をディスプレイ640に出力する。図1(B)に示される例において、ハッチングの濃い部分ほど水分量が多く、ハッチングの薄い部分ほど水分量が少ないことを表す。   The computer 600 creates a moisture distribution map on the surface of the ground 110 in the measurement target area based on the moisture index and position information calculated for each point. The computer 600 outputs the created moisture distribution map to the display 640. In the example shown in FIG. 1B, the darker the hatched portion, the higher the amount of water, and the thinner the hatched portion, the lower the amount of water.

上記によれば、実施形態に従う方法は、測定対象エリアにおける地盤表面の相対的な水分分布図を出力できる。そのため、例えば、ユーザは、斜面における水分分布を見て、当該斜面において土砂崩れの危険性があるか否かを判断できる。以下、地盤表面の水分分布図を作成するために必要な構成および処理について具体的に説明する。   According to the above, the method according to the embodiment can output a relative moisture distribution map of the ground surface in the measurement target area. Therefore, for example, the user can determine whether there is a risk of landslide on the slope by looking at the moisture distribution on the slope. Hereinafter, the configuration and processing necessary for creating a moisture distribution map on the ground surface will be specifically described.

[航空機100]
図2は、航空機100の構成の一例を表すブロック図である。航空機100は、CPU(Central Processor Unit)210と、ROM(Read Only Memory)220と、RAM(Random access memory)230と、タイマ240と、照射装置250と、検出器260と、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機270と、IMU(Inertial Measurement Unit)280と、を有する。
[Aircraft 100]
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of aircraft 100. The aircraft 100 includes a central processor unit (CPU) 210, a read only memory (ROM) 220, a random access memory (RAM) 230, a timer 240, an irradiation device 250, a detector 260, a global navigation satellite (GNSS). System) receiver 270 and IMU (Inertial Measurement Unit) 280.

CPU210は、ROM220に格納される制御プログラム(図示しない)を実行することにより、航空機100の動作を制御する。RAM230は、CPU210のワーキングメモリとして機能する。RAM230は、測定データおよび制御プログラムを保存する。タイマ240は、水晶振動子などにより構成され、計時可能に構成される。照射装置250は、波長の異なる複数の光線を間欠的に地盤に照射する。検出器260は、地盤によって反射された複数の光線を検出し、検出結果をCPU210に出力する。検出器260は、光線LPを検出するための検出器と、光線LNを検出するための検出器と(つまり、周波数特性の異なる複数の検出器)、を備えていてもよいし、1つの検出器によって複数の光線の各々を検出してもよい。GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機270は、GPS衛星から発せられるGPS信号を受信し、受信結果をCPU210に出力する。IMU280は、航空機100の姿勢を検出し、検出結果をCPU210に出力する。   CPU 210 controls the operation of aircraft 100 by executing a control program (not shown) stored in ROM 220. The RAM 230 functions as a working memory for the CPU 210. The RAM 230 stores measurement data and a control program. The timer 240 is composed of a crystal resonator or the like, and is configured to be able to measure time. The irradiation device 250 intermittently irradiates the ground with a plurality of light beams having different wavelengths. The detector 260 detects a plurality of light rays reflected by the ground and outputs the detection result to the CPU 210. The detector 260 may include a detector for detecting the light beam LP and a detector for detecting the light beam LN (that is, a plurality of detectors having different frequency characteristics), or one detection. Each of the plurality of light beams may be detected by a detector. A GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver 270 receives a GPS signal emitted from a GPS satellite and outputs a reception result to the CPU 210. IMU 280 detects the attitude of aircraft 100 and outputs the detection result to CPU 210.

また、図1に示される例において航空機100は、ヘリコプターであるが、航空機100はヘリコプターに限られない。例えば、航空機100は、飛行機やヘリコプターなどのエンジンを有するもの、気球などのエンジンを有さないもの、飛翔体、その他の空中を移動するもの全般を含み得る。飛翔体は、例えば、ロケット、ドローン(無人航空機)、ラジコンにより操作される飛行物体などを含み得る。   In the example illustrated in FIG. 1, the aircraft 100 is a helicopter, but the aircraft 100 is not limited to a helicopter. For example, the aircraft 100 may include an aircraft having an engine such as an airplane or a helicopter, an aircraft having no engine such as a balloon, a flying object, or any other object that moves in the air. The flying object may include, for example, a rocket, a drone (unmanned aircraft), a flying object operated by a radio control, and the like.

照射装置250から照射された光は地盤のみならず、地盤上に設けられた樹木などによっても反射する。そのため、ある実施形態において、検出器260は、地盤によって反射された光線(ラストパルス)を検出可能に構成される。CPU210は、照射装置250が光線を照射してから、当該光線に対応するラストパルスを検出するまでの時間(以下、「TOF(Time Of Flight)」とも言う)をタイマ240によって計測する。   The light emitted from the irradiation device 250 is reflected not only by the ground but also by trees or the like provided on the ground. Therefore, in an embodiment, the detector 260 is configured to be able to detect a light beam (last pulse) reflected by the ground. The CPU 210 measures the time (hereinafter also referred to as “TOF (Time Of Flight)”) from when the irradiation device 250 irradiates a light beam until the last pulse corresponding to the light beam is detected by the timer 240.

図3は、照射装置250の構成の一例を表す図である。照射装置250は、レーザ310とレーザ320と、ビームスプリッター330とを有する。ある局面において、レーザ310およびレーザ320は、ファイバーレーザーであり得る。また、ある局面において、ビームスプリッター330は、ハーフミラーであり得る。なお、照射装置250は、他の光学素子(例えば、レンズ)をさらに有し得る。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the irradiation apparatus 250. The irradiation device 250 includes a laser 310, a laser 320, and a beam splitter 330. In certain aspects, laser 310 and laser 320 may be fiber lasers. In one aspect, the beam splitter 330 can be a half mirror. Note that the irradiation device 250 may further include another optical element (for example, a lens).

計測機器として赤外線カメラやマルチスペクトラムセンサを用いることも可能であるが、当該計測機器では、地盤上の樹木を計測する可能性もある。一方で、レーザは、光線の径を小さくすることにより樹木等をすり抜けて地盤まで到達させることが可能性である。   Although an infrared camera or a multispectral sensor can be used as the measurement device, the measurement device may measure trees on the ground. On the other hand, it is possible for the laser to pass through trees and the like to reach the ground by reducing the diameter of the light beam.

そのため、航空機100は、レーザを採用することにより、正確な水分分布を算出し得る。   Therefore, the aircraft 100 can calculate an accurate moisture distribution by employing a laser.

レーザ310は、光線LPを間欠的に照射する。レーザ320は、光線LNを間欠的に照射する。ビームスプリッター330は、光線LPの入射角が45度になるように配置され、かつ、光線LNの入射角が135度になるように配置される。また、ビームスプリッター330は、光線LPおよび光線LNの入射点が同じになるように、配置される。その結果、ビームスプリッター330を介した光線LPおよび光線LNは、同軸で地盤に照射される。また、CPU210は、レーザ310および320の照射タイミングを同期させる。   The laser 310 irradiates the light beam LP intermittently. The laser 320 irradiates the light beam LN intermittently. The beam splitter 330 is disposed so that the incident angle of the light beam LP is 45 degrees, and is disposed so that the incident angle of the light beam LN is 135 degrees. Further, the beam splitter 330 is disposed so that the incident points of the light beam LP and the light beam LN are the same. As a result, the light beam LP and the light beam LN that have passed through the beam splitter 330 are coaxially irradiated onto the ground. In addition, the CPU 210 synchronizes the irradiation timings of the lasers 310 and 320.

仮に光線LPおよび光線LNが異なる軸から発射された場合、飛行中の航空機100の揺れ、凸凹な地盤表面に起因して、これらの光線が同じ地点に照射されなくなる。係る場合、後述する水分指標の算出精度が低くなってしまう。一方、ある実施形態に従う照射装置250は、同軸で、かつ、同期して光線LPおよび光線LNを照射する。そのため、照射装置250は、航空機100の揺れ、および地盤表面形状によらず、これらの光線を同じ地点に照射できる。そのため、ある実施形態に従う方法は、水分指標の算出精度を高め得る。なお、他の実施形態において、照射装置250は、光線LPおよび光線LNを、異なる軸で、または、同期せずに照射してもよい。   If the light beam LP and the light beam LN are emitted from different axes, the light beam is not irradiated to the same point due to the shaking of the aircraft 100 in flight and the uneven ground surface. In such a case, the calculation accuracy of the moisture index described later is lowered. On the other hand, the irradiation apparatus 250 according to an embodiment irradiates the light beam LP and the light beam LN coaxially and synchronously. Therefore, the irradiation device 250 can irradiate these light rays at the same point regardless of the vibration of the aircraft 100 and the ground surface shape. Therefore, the method according to an embodiment can improve the calculation accuracy of the moisture index. In other embodiments, the irradiation device 250 may irradiate the light beam LP and the light beam LN with different axes or without synchronization.

なお、照射装置250の構造は、図3に示される例に限られない。例えば、ビームスプリッター330に替えてプリズムを利用することにより、同軸で光線LPおよび光線LNを照射してもよい。   In addition, the structure of the irradiation apparatus 250 is not restricted to the example shown by FIG. For example, the light beam LP and the light beam LN may be irradiated coaxially by using a prism instead of the beam splitter 330.

他の例として、照射装置250は、2つの異なる波長の光線を合波器により同軸で照射してもよい。さらに他の例として、照射装置250は、1つのレーザを有し、当該レーザから照射された光線をスプリッターによって2つに分割し、一方の光線の波長をフィルタ等により変換し、他方の光線を遅延させることによって一方の光線と同軸かつ同期して照射してもよい。   As another example, the irradiation apparatus 250 may irradiate light beams having two different wavelengths coaxially by a multiplexer. As yet another example, the irradiation device 250 has one laser, splits the light beam emitted from the laser into two by a splitter, converts the wavelength of one light beam by a filter or the like, and converts the other light beam to the other light beam. You may irradiate coaxially and synchronously with one light ray by delaying.

さらに他の例として、照射装置250は、1つのレーザを有し、当該レーザから照射された光線のうち外周部の光線の波長をフィルタ等により変換することによって、波長の異なる2つの光線を同軸かつ同期して照射してもよい。   As yet another example, the irradiation device 250 has one laser, and converts the wavelengths of the light beams from the outer periphery of the light beams emitted from the laser by a filter or the like, thereby coaxially combining two light beams having different wavelengths. And you may irradiate synchronously.

さらに他の例として、照射装置250は、1チップ複数波長の発振レーザを採用することによって、波長の異なる複数の光線を同軸かつ同期して照射してもよい。   As yet another example, the irradiation device 250 may irradiate a plurality of light beams having different wavelengths coaxially and synchronously by adopting an oscillation laser with one chip having a plurality of wavelengths.

[測定データ]
次に、航空機100が取得するデータについて説明する。
[measurement data]
Next, data acquired by the aircraft 100 will be described.

図4は、航空機100の飛行経路410を表す図である。図5は、航空機100によって取得される測定データ500のデータ構造の一例を表す図である。   FIG. 4 is a diagram representing flight path 410 of aircraft 100. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data structure of measurement data 500 acquired by aircraft 100.

図4に示される例において、航空機100は山間部を飛行経路410に沿って飛行する。このとき、航空機100は、照射装置250から光線LPと光線LNとを間欠的に照射しながら測定対象エリアを飛行する。一例として、CPU210は、互いに隣り合う照射地点の水平面における間隔が予め定められた距離(例えば50cm)になるように、照射装置250の照射タイミングを制御する。図5に示される例において、CPU210は、飛行経路410上の地点P1,P2,P3,・・・に対して、光線LPと光線LNとを照射する。   In the example shown in FIG. 4, the aircraft 100 flies along a flight path 410 in a mountainous area. At this time, the aircraft 100 flies over the measurement target area while intermittently irradiating the light beam LP and the light beam LN from the irradiation device 250. As an example, the CPU 210 controls the irradiation timing of the irradiation apparatus 250 so that the interval between the irradiation points adjacent to each other is a predetermined distance (for example, 50 cm). In the example shown in FIG. 5, the CPU 210 irradiates the points P1, P2, P3,... On the flight path 410 with the light beam LP and the light beam LN.

なお、本例においては、説明を簡易にするために地点毎に間欠的に光線LP,LNを照射して計測する場合について説明するが、特にこの方式に限られない。光線LP,LNを所定のエリア(面)に対して照射して、当該照射されたエリアから反射した反射光を計測するようにしても良い。また、光線LP,LNを間欠的に照射する必要もなく連続的に照射することも可能である。   In addition, in this example, in order to simplify description, although the case where it measures by irradiating light beam LP and LN intermittently for every point is demonstrated, it is not restricted to this system in particular. The light beams LP and LN may be irradiated to a predetermined area (surface), and the reflected light reflected from the irradiated area may be measured. Further, it is possible to irradiate the light beams LP and LN continuously without the necessity of intermittent irradiation.

CPU210は、検出器260の出力に基づいて、地盤によって反射された光線LPおよび光線LNの反射光強度をそれぞれ検出する。   CPU 210 detects the reflected light intensities of light beam LP and light beam LN reflected by the ground based on the output of detector 260.

CPU210はさらに、GNSS受信器270およびIMU280の出力に基づいて、光線を照射した各地点の地理座標系における位置を算出する。地理座標系は、地球上の地点を表すための座標系として機能し、一例として経度と緯度とによって表される。   Further, the CPU 210 calculates the position in the geographic coordinate system of each point irradiated with the light beam based on the outputs of the GNSS receiver 270 and the IMU 280. The geographic coordinate system functions as a coordinate system for representing points on the earth, and is represented by longitude and latitude as an example.

CPU210はさらに、各地点における光線LNのラストパルスを検出するまでのTOFをタイマ240によって計測する。   The CPU 210 further measures the TOF until the last pulse of the light beam LN at each point is detected by the timer 240.

ある実施形態において、CPU210は、各地点P1,P2,P3,・・・ごとに、地理座標(E,N)と、反射光強度(LP,LN)と、TOF(T)とを互いに関連付けて、測定データ500としてRAM230に保存する。   In an embodiment, the CPU 210 associates geographic coordinates (E, N), reflected light intensity (LP, LN), and TOF (T) with each other at each point P1, P2, P3,. , And stored in the RAM 230 as measurement data 500.

コンピュータ600は、測定データ500を有線または無線通信によって航空機100から取得する。コンピュータ600は、測定データ500に基づいて、飛行経路410に対応する測定対象エリアの相対的な水分分布図を作成する。   Computer 600 acquires measurement data 500 from aircraft 100 by wired or wireless communication. Based on the measurement data 500, the computer 600 creates a relative moisture distribution map of the measurement target area corresponding to the flight path 410.

[コンピュータ600]
図6は、コンピュータ600の構成の一例を表すブロック図である。コンピュータ600は、CPU610と、ROM620と、RAM630と、ディスプレイ640とを有する。
[Computer 600]
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the computer 600. The computer 600 includes a CPU 610, a ROM 620, a RAM 630, and a display 640.

CPU610は、コンピュータ600の動作を制御する。RAM630は、CPU610のワーキングメモリとして機能する。RAM630は、測定データ500を格納している。コンピュータ600は、その他、ユーザからの入力を受け付けるための入力デバイス(例えばキーボード、マウス)や外部装置(航空機100)と通信可能な通信機器等を有していてもよい。   CPU 610 controls the operation of computer 600. The RAM 630 functions as a working memory for the CPU 610. The RAM 630 stores measurement data 500. In addition, the computer 600 may include an input device (for example, a keyboard and a mouse) for receiving input from the user, a communication device that can communicate with an external device (the aircraft 100), and the like.

[水分分布図の作成]
図7は、測定対象エリアの相対的な水分分布図を作成する処理の一例を表すフローチャートである。図7に示される各処理は、CPU610がROM620に格納される制御プログラム(図示しない)を実行することにより実現され得る。
[Creation of moisture distribution map]
FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing for creating a relative moisture distribution map of the measurement target area. Each process shown in FIG. 7 can be realized by the CPU 610 executing a control program (not shown) stored in the ROM 620.

ステップS710にて、CPU610は、航空機100から通信機器を介して直接的に、または間接的(例えば、サーバ経由)に測定データ500を取得する。なお、取得の方式については種々の方式があり、その方式は限定されない。   In step S710, CPU 610 acquires measurement data 500 directly from aircraft 100 via a communication device or indirectly (for example, via a server). There are various methods of acquisition, and the method is not limited.

ステップS720にて、CPU610は、光線が照射された地点P1,P2,P3・・・ごとに、光線LPおよび光線LNのそれぞれの反射光強度に基づいて、当該地点における水分指標を算出する。   In step S720, CPU 610 calculates a moisture index at the point for each point P1, P2, P3,... Irradiated with the light, based on the reflected light intensity of light beam LP and light beam LN.

ある実施形態において、CPU610は、光線LNの反射光強度から光線LPの反射光強度を差し引いた値を水分指標として算出する。   In an embodiment, the CPU 610 calculates a value obtained by subtracting the reflected light intensity of the light beam LP from the reflected light intensity of the light beam LN as a moisture index.

他の実施形態において、CPU610は、光線LNの反射光強度を光線LPの反射光強度で除した値(つまり、両者の比)を水分指標として算出する。   In another embodiment, the CPU 610 calculates a value obtained by dividing the reflected light intensity of the light beam LN by the reflected light intensity of the light beam LP (that is, the ratio between the two) as a moisture index.

ステップS730にて、CPU610は、地点ごとに算出された水分指標に基づいて、測定対象エリアにおける地盤表面の水分分布図を作成する。   In step S730, CPU 610 creates a moisture distribution map of the ground surface in the measurement target area based on the moisture index calculated for each point.

図8は、CPU610により作成される水分分布図810の一例である。この水分分布図810は、色の濃い部分の含水率が、色の薄い部分の含水率よりも高いことを表す。   FIG. 8 is an example of a moisture distribution diagram 810 created by the CPU 610. This moisture distribution diagram 810 represents that the moisture content of the darker color portion is higher than the moisture content of the lighter color portion.

なお、当該水分分布図は、測定対象エリアのある一部の領域を拡大したものである。
ユーザは、水分分布図を見ることによって、相対的な含水率を把握することが可能である。
Note that the moisture distribution diagram is an enlarged view of a part of the measurement target area.
The user can grasp the relative moisture content by looking at the moisture distribution diagram.

ステップS740にて、CPU610は、測定データ500に含まれるTOFに基づいて、地点ごとの標高(地盤の高さ)を算出する。   In step S740, CPU 610 calculates the altitude (the height of the ground) for each point based on the TOF included in measurement data 500.

ステップS750にて、CPU610は、算出された標高に基づいて数値標高モデル(DEM: Digital Elevation Model)を作成する。たとえば、図4に示されるようなDEMに基づく地形図を作成することが可能である。   In step S750, CPU 610 creates a digital elevation model (DEM: Digital Elevation Model) based on the calculated elevation. For example, it is possible to create a topographic map based on DEM as shown in FIG.

ステップS760にて、CPU610は、作成した水分分布図と地形図とを重ね合わせた合成図830をディスプレイ640に出力する。   In step S760, CPU 610 outputs a composite diagram 830 obtained by superimposing the created moisture distribution map and the topographic map to display 640.

図9は、CPU610により出力された合成図830の一例である。
一例として、CPU610は、水分分布図と、地形図とを重ね合わせた図9に示される合成図830をディスプレイ640に出力する。
FIG. 9 is an example of the composite diagram 830 output by the CPU 610.
As an example, the CPU 610 outputs a composite diagram 830 shown in FIG. 9 in which the moisture distribution map and the topographic map are superimposed on the display 640.

このとき、CPU610は、水分分布図の色を、地形図の色と異なる色に設定しても良い。これにより、ユーザは、水分分布図と地形図とを容易に区別することができる。なお、他の実施形態において、CPU610は、合成図830をディスプレイ640ではなく、紙などの媒体に出力してもよい。   At this time, the CPU 610 may set the color of the moisture distribution map to a color different from the color of the topographic map. Thereby, the user can easily distinguish the moisture distribution map and the topographic map. In other embodiments, the CPU 610 may output the composite diagram 830 to a medium such as paper instead of the display 640.

なお、他の局面において、CPU610は、測定対象エリアのオルソ画像と、水分分布図810とを重ね合わせてディスプレイ640に出力するように構成されてもよい。係る場合、航空機100は、測定対象エリアを撮影するためのカメラ(図示しない)をさらに有し得る。   In another aspect, the CPU 610 may be configured to superimpose the ortho image of the measurement target area and the moisture distribution diagram 810 and output the superimposed image to the display 640. In such a case, the aircraft 100 may further include a camera (not shown) for photographing the measurement target area.

このように、実施形態に従う方法は、測定対象エリアにおける相対的な水分分布図を出力できる。ユーザは、水分分布図を見ることによって、各種考察を行ない得る。一例として、ユーザは、水分分布図を参考にして、測定対象エリアにおいて土砂崩れが起こる恐れがある場所を特定し得る。   Thus, the method according to the embodiment can output a relative moisture distribution map in the measurement target area. The user can make various considerations by looking at the moisture distribution diagram. As an example, the user can specify a place where a landslide may occur in the measurement target area with reference to the moisture distribution diagram.

図10は、土砂崩れの有無の判断手法について説明するための図である。図10(A)は、土砂崩れが生じる可能性が低い斜面を表す。図10(B)は土砂崩れが生じる可能性が高い斜面を表す。   FIG. 10 is a diagram for explaining a method for determining whether or not there is a landslide. FIG. 10A shows a slope with a low possibility of landslide. FIG. 10B shows a slope where landslide is likely to occur.

図10において、ハッチングの密度が高い部分の含水率は、密度が低い部分の含水率よりも高いことを表す。図10(A)に示される例において、斜面表面の含水率は、標高が下がるにつれて均一に高くなっている。このような水分分布は、例えば、雨が降って数日後に表れる。   In FIG. 10, the moisture content in the portion where the hatching density is high indicates that the moisture content in the portion where the density is low is higher. In the example shown in FIG. 10 (A), the moisture content on the slope surface increases uniformly as the altitude decreases. Such moisture distribution appears, for example, several days after raining.

一方、図10(B)に示される例において、斜面表面の含水率は、標高が下がるにつれて均一に高くなっていない。具体的には、領域910の含水率は、領域910よりも標高が低い領域920の含水率よりも高い。この現象は、領域910の地下において亀裂が生じ、その亀裂を通じて湧水が生じていることを表し得る。係る場合、領域910および領域910の上側の領域930は、崩れ易い状態になっている。   On the other hand, in the example shown in FIG. 10B, the moisture content on the slope surface does not increase uniformly as the altitude decreases. Specifically, the moisture content of the area 910 is higher than the moisture content of the area 920 whose altitude is lower than that of the area 910. This phenomenon may indicate that a crack has occurred in the basement of the region 910, and spring water is generated through the crack. In such a case, the region 910 and the region 930 on the upper side of the region 910 are easily collapsed.

ユーザは、図10(B)に示されるような不均一な水分分布を見つけることによって、測定対象エリアにおいて土砂崩れが生じやすい場所を特定し得る。   The user can identify a place where a landslide is likely to occur in the measurement target area by finding a non-uniform moisture distribution as shown in FIG.

他の例として、ユーザは、水分分布図に基づいて、河川の堤防から水が漏出している箇所、つまり、堤防の劣化箇所を特定し得る。さらに他の例として、ユーザは、水分分布図に基づいて、地下水が湧いている部分を特定し得る。   As another example, the user can specify a location where water leaks from a river bank, that is, a deterioration site of the bank, based on a moisture distribution diagram. As yet another example, the user can specify a portion where groundwater is springed based on the moisture distribution diagram.

上記の例では、コンピュータ600がディスプレイ640に水分分布図を表示し、ユーザが水分分布図を見ながら何らかの判断を下す。他の実施形態において、コンピュータ600が、水分分布図に基づいて、測定対象エリアのうち予め定められた条件を満たす領域を特定するように構成されてもよい。   In the above example, the computer 600 displays the moisture distribution map on the display 640, and the user makes some judgment while viewing the moisture distribution map. In another embodiment, the computer 600 may be configured to identify a region that satisfies a predetermined condition in the measurement target area based on the moisture distribution diagram.

一例として、コンピュータ600は、土砂崩れが生じる前後の複数の合成図(地形図と水分分布図とが重畳された図)に基づいて機械学習された学習モデルを有する。CPU210は、当該学習モデルに基づいて、生成された合成図において土砂災害が生じる可能性が高い領域を判断する。CPU610は、当該領域と、他の領域との表示態様を異ならせる。例えば、CPU610は、土砂災害が生じる可能性を3段階に分類し、それぞれ異なる色でディスプレイ640に表示する。当該構成によれば、ユーザは、合成図を一目見て、土砂崩れが生じ得る場所を特定し得る。   As an example, the computer 600 has a learning model that has been machine-learned based on a plurality of composite maps (a map in which a topographic map and a moisture distribution map are superimposed) before and after landslides occur. Based on the learning model, the CPU 210 determines an area where a sediment disaster is likely to occur in the generated composite diagram. CPU610 changes the display mode of the said area | region and another area | region. For example, the CPU 610 classifies the possibility of a landslide disaster into three stages and displays them on the display 640 in different colors. According to this configuration, the user can identify a place where a landslide may occur by looking at the composite drawing at a glance.

[他の構成]
(表示方法)
ところで、土砂崩れが生じる恐れがあるか否かは、地盤表面の水分分布によってではなく、他のパラメータによっても判断され得る。
[Other configurations]
(Display method)
By the way, whether or not there is a possibility of landslide may be determined not by the moisture distribution on the ground surface but by other parameters.

図11は、図10(B)に地下構造を付加した図である。上述のように、図10(B)に示される領域910および930は、水分分布の観点から土砂崩れが生じる恐れがある。しかしながら、湧水以外の要因によって領域910の含水率が一時的に高くなっている(つまり、土砂崩れが生じる恐れはない)、という場合もあり得る。   FIG. 11 is a diagram in which an underground structure is added to FIG. As described above, in the areas 910 and 930 shown in FIG. 10B, landslide may occur from the viewpoint of moisture distribution. However, there may be a case where the water content in the region 910 is temporarily high due to factors other than spring water (that is, there is no fear of landslides).

そこで、ある実施形態に従うコンピュータ600は、測定対象エリアにおける、土砂崩れに影響を与える他のパラメータの結果を併せてディスプレイ640に表示する。これにより、ユーザは、土砂崩れの予測確度を高め得る。   Therefore, the computer 600 according to an embodiment displays on the display 640 the results of other parameters that affect the landslide in the measurement target area. Thereby, the user can improve the prediction accuracy of the landslide.

図11に示される例において、領域910および930の地下には、空洞1010が存在する。このように、地下に空隙を多く含む領域910および930は、崩れ易い。   In the example shown in FIG. 11, a cavity 1010 exists in the basement of the regions 910 and 930. As described above, the regions 910 and 930 including many voids in the basement are easily collapsed.

地盤は、その構成物および含水状況などによって比抵抗が変化することが知られている。例えば、空隙の多い領域や、空洞が存在する領域の比抵抗は高い。換言すれば、地下の比抵抗分布を調査することによって、地盤構造を推定することが可能である。そこで、ある実施形態に従う航空機100は、測定対象エリアにおける水分指標および比抵抗を測定する。   It is known that the specific resistance of the ground varies depending on its composition and water content. For example, the specific resistance of a region with many voids or a region with cavities is high. In other words, it is possible to estimate the ground structure by investigating the underground resistivity distribution. Therefore, aircraft 100 according to an embodiment measures a moisture index and a specific resistance in the measurement target area.

一例として、航空機100は、いわゆる空中電磁探査法を採用して比抵抗を測定する。より具体的には、航空機100は、送信コイルと受信コイルとを収納したバード(図示しない)を吊り下げながら飛行する。航空機100は、一定速度かつ一定高度で空中を飛行して、予め設定された時間間隔で電磁波を送信し、当該電磁波と同一周波数の電磁波を受信コイルで観測することにより各地点の探査を行う。航空機100は、地理座標系における位置と比抵抗とを互いに関連付けてRAM230に保存する。航空機100は、電磁波の周波数を操作することによって、比抵抗の探査深度をコントロールし得る。   As an example, the aircraft 100 employs a so-called airborne electromagnetic survey method to measure the specific resistance. More specifically, the aircraft 100 flies while suspending a bird (not shown) that houses a transmission coil and a reception coil. The aircraft 100 flies in the air at a constant speed and a constant altitude, transmits electromagnetic waves at a preset time interval, and searches each point by observing electromagnetic waves having the same frequency as the electromagnetic waves with a receiving coil. The aircraft 100 stores the position in the geographic coordinate system and the specific resistance in the RAM 230 in association with each other. The aircraft 100 can control the exploration depth of the specific resistance by manipulating the frequency of the electromagnetic wave.

コンピュータ600は、測定対象エリアにおける比抵抗の測定データを航空機100から直接的または間接的に取得する。ある実施形態において、コンピュータ600は、上述の測定対象エリアの水分分布図と、測定対象エリアの比抵抗分布図とを重ね合わせて出力する。   The computer 600 acquires measurement data of specific resistance in the measurement target area directly or indirectly from the aircraft 100. In an embodiment, the computer 600 superimposes and outputs the moisture distribution map of the measurement target area and the specific resistance distribution map of the measurement target area.

図12は、水分分布図と、地形図と、比抵抗分布図とが重畳された合成図1100を表す。図12に示される例において、測定対象エリアにおける比抵抗が等しい箇所を結んだ比抵抗等深線(比抵抗分布図)が重畳されて表示されている。   FIG. 12 shows a composite diagram 1100 in which a moisture distribution map, a topographic map, and a specific resistance distribution map are superimposed. In the example shown in FIG. 12, specific resistance contour lines (specific resistance distribution diagrams) connecting portions having the same specific resistance in the measurement target area are superimposed and displayed.

ユーザは、合成図1100の地形図と水分分布図とを見て、斜面において不均一な水分分布を見つけることによって、測定対象エリアにおいて土砂崩れが生じやすい場所の候補を特定できる。ユーザはさらに、土砂崩れが生じやすい場所の候補のうち、比抵抗が高い場所を、土砂崩れが生じる可能性が高い場所であると判断できる。このように、ある実施形態に従う表示方法によれば、ユーザは、土砂崩れの予測確度を高め得る。   The user can identify a candidate for a place where landslides are likely to occur in the measurement target area by looking at the topographic map and the moisture distribution map of the composite diagram 1100 and finding an uneven moisture distribution on the slope. Further, the user can determine a place having a high specific resistance among candidates for a place where landslide is likely to occur as a place where the possibility of landslide is high. Thus, according to the display method according to an embodiment, the user can increase the prediction accuracy of the landslide.

なお、他の局面において、航空機100は、複数の周波数の電磁波により、異なる深度(例えば、表層崩壊の危険性のある1m20cm程度と、深層崩壊の危険性のある10m程度)における比抵抗を取得してもよい。係る場合、コンピュータ600は、ユーザの入力に基づいて、ディスプレイ640に表示される比抵抗分布図の探査深度を変更し得る。   In another aspect, aircraft 100 obtains specific resistance at different depths (for example, about 1 m20 cm at risk of surface layer collapse and about 10 m at risk of deep layer collapse) by electromagnetic waves of a plurality of frequencies. May be. In such a case, the computer 600 may change the exploration depth of the resistivity distribution map displayed on the display 640 based on the user input.

なお、測定対象エリアにおける比抵抗の測定データが既に存在する場合もある。係る場合、コンピュータ600は、航空機100によって取得された比抵抗の測定データ(比抵抗等深線)ではなく、既に存在する測定データに基づいて比抵抗分布図を作成してもよい。   In some cases, measurement data of specific resistance in the measurement target area already exists. In such a case, the computer 600 may create a specific resistance distribution map based on already existing measurement data instead of the specific resistance measurement data (specific resistance contour) acquired by the aircraft 100.

(光線の数)
上記の実施形態では、照射装置250は、測定地点において、水の吸収帯の波長に設定される光線LPと、水の非吸収帯の波長に設定される光線LNとを1つずつ照射するように構成されているが、照射する光線の数は2つに限られない。例えば、ある実施形態において、照射装置250は、1つの光線LPと、波長の異なる2つの光線LNとを照射してもよい。係る場合、CPU610は、2つの光線LNの反射光強度の平均値または合計値を水分指標の算出に用い得る。当該構成によれば、水分指標の算出精度が向上し得る。
(Number of rays)
In the above embodiment, the irradiation device 250 irradiates the light beam LP set to the wavelength of the water absorption band and the light beam LN set to the wavelength of the water non-absorption band one by one at the measurement point. However, the number of light rays to be irradiated is not limited to two. For example, in an embodiment, the irradiation device 250 may irradiate one light beam LP and two light beams LN having different wavelengths. In such a case, the CPU 610 can use the average value or the total value of the reflected light intensities of the two light beams LN for calculating the moisture index. According to the configuration, the calculation accuracy of the moisture index can be improved.

[構成]
以上に開示された技術的特徴は、以下のように要約され得る。
[Constitution]
The technical features disclosed above can be summarized as follows.

(構成1) ある実施形態に従うと、地盤の水分状態を検出するための方法が提供される。この方法は、測定対象エリアの地盤に波長の異なる複数の光線(例えば、光線LPおよび光線LN)を間欠的に照射するステップと、地盤によって反射された複数の光線を検出するステップと、複数の光線が照射された地点ごとに、当該複数の光線の反射光強度に基づいて水分指標(相対的な水分量に関する指標)を算出するステップ(S720)とを備える。   (Configuration 1) According to an embodiment, a method for detecting a moisture state of a ground is provided. The method includes intermittently irradiating the ground of the measurement target area with a plurality of light beams having different wavelengths (for example, the light beam LP and the light beam LN), detecting a plurality of light beams reflected by the ground, Calculating a moisture index (an index related to the relative moisture content) based on the reflected light intensity of the plurality of rays for each spot irradiated with the light beam (S720).

(構成2) 複数の光線を照射することは、複数の光線を同軸で照射することを含む。
(構成3) 複数の光線を照射することは、複数の光線を同時に照射することを含む。
(Configuration 2) Irradiating a plurality of light beams includes irradiating a plurality of light beams coaxially.
(Configuration 3) Irradiating a plurality of light beams includes irradiating a plurality of light beams simultaneously.

(構成4) 複数の光線は、水の吸収帯の波長の光線LPと、水の非吸収帯の波長の光線LNとを含む。方法は、光線LNを照射してから当該光線LNの反射光を検出するまでの時間(TOF)を検出するステップと、当該TOFに基づいてDEMを生成するステップ(S750)とをさらに備える。   (Configuration 4) The plurality of light beams include a light beam LP having a wavelength in the water absorption band and a light beam LN having a wavelength in the water non-absorption band. The method further includes a step of detecting a time (TOF) from when the light beam LN is irradiated until the reflected light of the light beam LN is detected, and a step of generating a DEM based on the TOF (S750).

(構成5) 方法は、所定エリアの比抵抗を測定するステップをさらに備える。
(構成6) 方法は、地点ごとに算出された指標に基づいて、所定エリアにおける相対的な水分量分布図を出力するステップ(S760)をさらに備える。
(Configuration 5) The method further includes a step of measuring a specific resistance in a predetermined area.
(Configuration 6) The method further includes a step (S760) of outputting a relative moisture amount distribution map in a predetermined area based on the index calculated for each point.

(構成7) 水分量分布図を出力するステップは、当該水分量分布図と、所定エリアにおける地盤の高さ情報(DEM)とを重ね合わせて出力することを含む。   (Structure 7) The step of outputting the moisture content distribution map includes superimposing and outputting the moisture content distribution map and ground height information (DEM) in a predetermined area.

(構成8) 水分量分布図を出力するステップは、当該水分量分布図と、所定エリアの比抵抗図とを重ね合わせて出力することを含む。   (Structure 8) The step of outputting the moisture distribution diagram includes superimposing and outputting the moisture distribution diagram and the specific resistance diagram of a predetermined area.

(構成9) 水分量分布図を出力するステップは、所定エリアの指標の分布に基づいて、所定エリアのうち、予め定められた条件を満たす領域を特定することと、条件を満たす領域の表示態様と、条件を満たさない領域の表示態様とを異ならせることとを含む。   (Structure 9) The step of outputting the moisture amount distribution chart includes specifying a region satisfying a predetermined condition in the predetermined area based on the distribution of the index of the predetermined area, and displaying the region satisfying the condition And changing the display mode of the area that does not satisfy the condition.

(構成10) ある実施形態において、測定対象エリアの地盤の水分状態を検出するための検出システムが提供される。この検出システムは、測定対象エリアの地盤に波長の異なる複数の光線を間欠的に照射するための照射部(例えば照射装置250)と、地盤によって反射された複数の光線を検出するための検出部(例えば検出器260)と、複数の光線が照射された地点ごとに、当該複数の光線の反射光強度に基づいて相対的な水分量に関する指標を算出するための算出部(例えば、CPU210またはCPU610)とを備える。   (Configuration 10) In an embodiment, a detection system for detecting the moisture state of the ground in the measurement target area is provided. This detection system includes an irradiation unit (for example, an irradiation device 250) for intermittently irradiating the ground of the measurement target area with a plurality of light beams having different wavelengths, and a detection unit for detecting the plurality of light beams reflected by the ground. (For example, the detector 260) and a calculation unit (for example, the CPU 210 or the CPU 610) for calculating an index relating to the relative amount of water based on the reflected light intensity of the plurality of light beams for each point irradiated with the plurality of light beams. ).

上記説明した各種処理は、CPUによって実現されるものとしてあるが、これに限られない。これらの各種機能は、少なくとも1つのプロセッサのような半導体集積回路、少なくとも1つの特定用途向け集積回路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、少なくとも1つのDSP(Digital Signal Processor)、少なくとも1つのFPGA(Field Programmable Gate Array)、および/またはその他の演算機能を有する回路によって実装され得る。   The various processes described above are realized by the CPU, but are not limited thereto. These various functions include at least one semiconductor integrated circuit such as a processor, at least one application specific integrated circuit (ASIC), at least one DSP (Digital Signal Processor), and at least one FPGA (Field Programmable). Gate Array), and / or other circuits having arithmetic functions.

これらの回路は、有形の読取可能な少なくとも1つの媒体から、1以上の命令を読み出すことにより上記の各種処理を実行しうる。   These circuits can perform the various processes described above by reading one or more instructions from at least one tangible readable medium.

このような媒体は、磁気媒体(たとえば、ハードディスク)、光学媒体(例えば、コンパクトディスク(CD)、DVD)、揮発性メモリ、不揮発性メモリの任意のタイプのメモリなどの形態をとるが、これらの形態に限定されるものではない。   Such media take the form of magnetic media (eg, hard disk), optical media (eg, compact disc (CD), DVD), volatile memory, any type of memory such as non-volatile memory, etc. The form is not limited.

揮発性メモリはDRAM(Dynamic Random Access Memory)およびSRAM(Static Random Access Memory)を含み得る。不揮発性メモリは、ROM、NVRAMを含み得る。   Volatile memory can include DRAM (Dynamic Random Access Memory) and SRAM (Static Random Access Memory). The non-volatile memory can include ROM and NVRAM.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

100 航空機、110 地盤、220,620 ROM、230,630 RAM、240 タイマ、250 照射装置、260 検出器、270 GNSS受信機、310,320 レーザ、330 ビームスプリッター、410 飛行経路、500 測定データ、600 コンピュータ、640 ディスプレイ、810 水分分布図、830,1100 合成図、910,920,930 領域、1010 空洞、LN,LP 光線。   100 Aircraft, 110 Ground, 220, 620 ROM, 230, 630 RAM, 240 Timer, 250 Irradiation device, 260 Detector, 270 GNSS receiver, 310, 320 Laser, 330 Beam splitter, 410 Flight path, 500 Measurement data, 600 Computer, 640 display, 810 moisture distribution diagram, 830, 1100 composite, 910, 920, 930 region, 1010 cavity, LN, LP light.

CPU210は、ROM220に格納される制御プログラム(図示しない)を実行することにより、航空機100の動作を制御する。RAM230は、CPU210のワーキングメモリとして機能する。RAM230は、測定データを保存する。タイマ240は、水晶振動子などにより構成され、計時可能に構成される。照射装置250は、波長の異なる複数の光線を間欠的に地盤に照射する。検出器260は、地盤によって反射された複数の光線を検出し、検出結果をCPU210に出力する。検出器260は、光線LPを検出するための検出器と、光線LNを検出するための検出器と(つまり、周波数特性の異なる複数の検出器)、を備えていてもよいし、1つの検出器によって複数の光線の各々を検出してもよい。GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機270は、GPS衛星から発せられるGPS信号を受信し、受信結果をCPU210に出力する。IMU280は、航空機100の姿勢を検出し、検出結果をCPU210に出力する。 CPU 210 controls the operation of aircraft 100 by executing a control program (not shown) stored in ROM 220. The RAM 230 functions as a working memory for the CPU 210. RAM230 stores the measurement data. The timer 240 is composed of a crystal resonator or the like, and is configured to be able to measure time. The irradiation device 250 intermittently irradiates the ground with a plurality of light beams having different wavelengths. The detector 260 detects a plurality of light rays reflected by the ground and outputs the detection result to the CPU 210. The detector 260 may include a detector for detecting the light beam LP and a detector for detecting the light beam LN (that is, a plurality of detectors having different frequency characteristics), or one detection. Each of the plurality of light beams may be detected by a detector. A GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver 270 receives a GPS signal emitted from a GPS satellite and outputs a reception result to the CPU 210. IMU 280 detects the attitude of aircraft 100 and outputs the detection result to CPU 210.

Claims (10)

地盤の水分状態を検出するための方法であって、
測定対象エリアの地盤に波長の異なる複数の光線を間欠的に照射するステップと、
前記地盤によって反射された前記複数の光線を検出するステップと、
前記複数の光線が照射された地点ごとに、当該複数の光線の反射光強度に基づいて相対的な水分量に関する指標を算出するステップとを備える、方法。
A method for detecting the moisture state of the ground,
Intermittently irradiating the ground of the measurement area with a plurality of light beams having different wavelengths;
Detecting the plurality of light rays reflected by the ground;
Calculating a relative water content index for each spot irradiated with the plurality of light rays based on the reflected light intensity of the plurality of light rays.
前記複数の光線を照射することは、前記複数の光線を同軸で照射することを含む、請求項1に記載の方法。   The method of claim 1, wherein irradiating the plurality of rays comprises irradiating the plurality of rays coaxially. 前記複数の光線を照射することは、前記複数の光線を前記地盤に同時に照射することを含む、請求項1または2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein irradiating the plurality of light beams includes irradiating the ground with the plurality of light beams simultaneously. 前記複数の光線は、第1波長の第1光線と、前記第1波長よりも水に対する吸収率が低い第2波長の第2光線とを含み、
前記方法は、前記第2光線を照射してから当該第2光線の反射光を検出するまでの時間を検出するステップをさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
The plurality of light beams include a first light beam having a first wavelength and a second light beam having a second wavelength that has a lower water absorption rate than the first wavelength.
The method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of detecting a time from when the second light beam is irradiated to when a reflected light of the second light beam is detected.
前記方法は、前記測定対象エリアの比抵抗を測定するステップをさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, further comprising measuring a specific resistance of the measurement target area. 前記地点ごとに算出された指標に基づいて、前記測定対象エリアにおける相対的な水分量分布図を出力するステップをさらに備える、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a step of outputting a relative water content distribution map in the measurement target area based on an index calculated for each point. 前記水分量分布図を出力するステップは、当該水分量分布図と、前記測定対象エリアにおける地盤の高さ情報とを重ね合わせて出力することを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。   The step of outputting the moisture content distribution map includes superimposing and outputting the moisture content distribution map and ground height information in the measurement target area. The method described. 前記水分量分布図を出力するステップは、当該水分量分布図と、前記測定対象エリアの比抵抗図とを重ね合わせて出力することを含む、請求項6または7に記載の方法。   The method according to claim 6 or 7, wherein the step of outputting the moisture content distribution diagram includes superimposing and outputting the moisture content distribution diagram and the specific resistance diagram of the measurement target area. 前記水分量分布図を出力するステップは、
前記測定対象エリアの前記指標の分布に基づいて、前記測定対象エリアのうち、予め定められた条件を満たす領域を特定することと、
前記条件を満たす領域の表示態様と、前記条件を満たさない領域の表示態様とを異ならせることとを含む、請求項6〜8のいずれか1項に記載の方法。
The step of outputting the moisture content distribution chart includes:
Identifying a region that satisfies a predetermined condition in the measurement target area based on the distribution of the index of the measurement target area;
The method according to claim 6, comprising differentiating a display mode of an area that satisfies the condition and a display mode of an area that does not satisfy the condition.
測定対象エリアの地盤に波長の異なる複数の光線を間欠的に照射するための照射部と、
前記地盤によって反射された前記複数の光線を検出するための検出部と、
前記複数の光線が照射された地点ごとに、当該複数の光線の反射光強度に基づいて相対的な水分量に関する指標を算出するための算出部とを備える、検出システム。
An irradiation unit for intermittently irradiating a plurality of light beams having different wavelengths to the ground of the measurement target area;
A detection unit for detecting the plurality of light beams reflected by the ground;
A detection system comprising: a calculation unit for calculating an index related to a relative moisture content based on the reflected light intensity of the plurality of light beams for each point irradiated with the plurality of light beams.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210148812A1 (en) * 2019-11-18 2021-05-20 Steering Solutions Ip Holding Corporation Moisture detection system and method
JP6970946B1 (en) * 2021-03-07 2021-11-24 西日本技術開発株式会社 Distribution map creation device, distribution map creation method, and program

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090040093A1 (en) * 2007-06-06 2009-02-12 Sandor Holly Method and apparatus for using collimated and linearly polarized millimeter wave beams at brewster's angle of incidence in ground penetrating radar to detect objects located in the ground
US20100182604A1 (en) * 2007-07-06 2010-07-22 Universite De Toulouse Ii Le Mirail Device for optoelectronic measurement of the hydration of a plant in its natural environment
JP2012053191A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Asia Air Survey Co Ltd Foundation stereoscopic display system
CN104346538A (en) * 2014-11-26 2015-02-11 中国测绘科学研究院 Earthquake hazard evaluation method based on control of three disaster factors
JP2015148600A (en) * 2014-01-07 2015-08-20 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America Component measuring apparatus and moving body
JP5979573B1 (en) * 2016-02-29 2016-08-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Water content observation device, water content observation method and cultivation device
JP2016212000A (en) * 2015-05-11 2016-12-15 株式会社パスコ Ground surface water content information acquisition method, ground surface water content information acquisition device and program
JP2019037196A (en) * 2017-08-28 2019-03-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Scattering device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090040093A1 (en) * 2007-06-06 2009-02-12 Sandor Holly Method and apparatus for using collimated and linearly polarized millimeter wave beams at brewster's angle of incidence in ground penetrating radar to detect objects located in the ground
US20100182604A1 (en) * 2007-07-06 2010-07-22 Universite De Toulouse Ii Le Mirail Device for optoelectronic measurement of the hydration of a plant in its natural environment
JP2012053191A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Asia Air Survey Co Ltd Foundation stereoscopic display system
JP2015148600A (en) * 2014-01-07 2015-08-20 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブアメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America Component measuring apparatus and moving body
CN104346538A (en) * 2014-11-26 2015-02-11 中国测绘科学研究院 Earthquake hazard evaluation method based on control of three disaster factors
JP2016212000A (en) * 2015-05-11 2016-12-15 株式会社パスコ Ground surface water content information acquisition method, ground surface water content information acquisition device and program
JP5979573B1 (en) * 2016-02-29 2016-08-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Water content observation device, water content observation method and cultivation device
JP2019037196A (en) * 2017-08-28 2019-03-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Scattering device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210148812A1 (en) * 2019-11-18 2021-05-20 Steering Solutions Ip Holding Corporation Moisture detection system and method
JP6970946B1 (en) * 2021-03-07 2021-11-24 西日本技術開発株式会社 Distribution map creation device, distribution map creation method, and program
JP2022136348A (en) * 2021-03-07 2022-09-20 西日本技術開発株式会社 Distribution map generation apparatus, distribution map generation method, and program

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