JP2021021703A

JP2021021703A - 変位補正処理装置及び変位補正処理プログラム

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Publication number: JP2021021703A
Application number: JP2019140105A
Authority: JP
Inventors: 秋山　佳輝; Yoshiteru Akiyama; 佳輝秋山; 克哉本間; Katsuya Honma
Original assignee: Pasco Corp
Current assignee: Pasco Corp
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2021-02-18
Anticipated expiration: 2039-07-30
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Abstract

【課題】データの信頼性が著しく低い領域やデータ欠損領域等に対して、面的な誤差分布を考慮して地表の変位差の補正を行うことにより正確に地表の変動を把握することができる変位補正処理装置及び変位補正処理プログラムを提供する。【解決手段】変位情報取得部１０がＳＡＲ等により取得した地表面の変位情報及びレイオーバ／レーダシャドウ及びコヒーレンス画像等の中間生成物を取得し、変位情報分類部１２が変位情報及び中間生成物から判断した変位情報の使用可能性の高低に基づいて変位情報を取得した各地点を分類する。第１内挿処理部１８は基準点情報取得部１４が取得した基準点情報、使用可能性が高い変位情報から内挿処理により使用可能性が低いまたは無い取得地点の変位情報を内挿する。第２内挿処理部２０は補正値算出部１６が算出した基準点における補正値を各地点に内挿し、補正部２２は内挿された補正値に基づき、各地点の変位情報を補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、変位補正処理装置及び変位補正処理プログラムに関する。

従来、異なる時刻に合成開口レーダー（ＳＡＲ）で観測したデータに対して干渉解析を行い（干渉ＳＡＲ）、地表の変動を把握することが行われている。干渉縞には、軌道縞、地形縞、変動縞及びノイズが含まれている。ここで、軌道縞は、衛星などの軌道によって生ずる変位差である。地形縞は、地形の凹凸によって生ずる変位差である。変動縞は、地表が変動することによって生じる変位差である。ノイズは、水蒸気遅延等の変位差である。

地表の変動を把握する場合は、干渉縞から軌道縞と地形縞を取り除いた変動縞を抽出する。抽出した変動縞は、ＳＡＲで使用する電波の半波長分の地表変動毎に−π〜πまで位相差が変化し、地表変動が半波長を超える度にその値がπから−πに戻って値の変化が繰り返されるので、アンラップ処理を行い、位相差（地表面の変位差）を連続化させる。連続化させた位相差は、上記ノイズを取り除くためにフィルタリング処理を行う。ノイズを取り除いた位相差は、変位量変換処理を行うことにより地表変動が作成される。作成した地表変動は、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ全地球航法衛星システム）測量や現地測量によって測量した基準点の変位差をもとに補正を行う。

例えば、下記特許文献１には、干渉解析により得られた変動縞の精度を統計処理により向上させる方法が記載されている。精度を向上させる方法は以下のように実行される。まずＧＮＳＳ測量や現地測量によって測量した基準点に対して、干渉解析によって得られた変位（面観測変位）を抽出する。面観測変位は、ＧＮＳＳ測量や現地測量によって測量した変位（直接変位）との比較を行い、判定用誤差を求める。判定用誤差は、予め定めた閾値と比較をする。比較した結果、閾値を超える場合は、直接変位と面観測変位の差がもっとも大きな差を特異点とする。特異点の直接変位は、誤差が含まれていると判断し、削除する。判定用誤差は、特異点を除外した面観測変位と直接変位から求め、再度、閾値と比較を行い、閾値を超えないと判断するまで実施する。閾値を超えない場合は、直接変位と面観測変位から代表変位差を算出する。算出された代表変位差だけ面観測変位をオフセットすることにより面観測変位を補正する。

特開２０１７−２０７４５７号公報

しかし、上記従来技術では、特異点を除去しつつ得られた代表変位差により補正を行うが、ノイズやレイオーバ／レーダシャドウ領域、干渉性の低い領域等データの信頼性が著しく低い領域やデータ欠損領域が補正の対象外となる可能性が高い。また、面観測変位全体に対して１つの代表変位差でオフセットするため、面的な誤差分布が考慮されず、変位量として妥当性が低いと考えられ、上記データ欠損領域においては精度が担保されない可能性が高い。

本発明は、上記従来の課題に鑑み、データの信頼性が著しく低い領域やデータ欠損領域等に対して、面的な誤差分布を考慮して地表の変位情報の補正を行うことにより、正確に地表の変動を把握することができる変位補正処理装置及び変位補正処理プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、変位補正処理装置であって、異なる時期における地表面の位相情報から干渉解析により生成した変位情報を地表面上の地点ごとに取得する変位情報取得手段と、前記変位情報の使用可能性の高低に基づいて各地点を分類１、分類２及び分類３に分類する変位情報分類手段と、ＧＮＳＳ測量または現地測量によって得た、基準点の基準点情報を取得する基準点情報取得手段と、前記基準点情報、分類１及び分類２に分類された各地点における変位情報を用いて前記分類３に分類された地点における変位情報を内挿する第１内挿処理手段と、分類１、分類２及び分類３毎に各地点の前記変位情報に対する補正値を前記基準点情報及び変位情報を用いて算出する補正値算出手段と、前記補正値算出手段にて算出した補正値を各地点に内挿する第２内挿処理手段と、前記各地点の変位情報を当該各地点の前記補正値にて補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

上記第１内挿処理手段は、前記分類２に分類された各地点の変位情報の中から変位情報が統計的に外れ値となる地点の変位情報を除いて前記分類３に分類された地点における変位情報を内挿するのが好適である。

また、上記第１内挿処理手段は、前記分類２に分類された各地点の変位情報の中から変位情報が統計的に外れ値となる地点に対して、前記変位情報を内挿するのが好適である。

また、上記変位情報分類手段は、レイオーバ／レーダシャドウ領域またはデータ欠損の領域が重複している領域内の地点を第３分類とし、コヒーレンス値が所定値より低い地点またはアンラップ処理のエラーが発生している領域内の地点を第２分類とし、その他の領域を分類１とするのが好適である。また、本発明の他の実施形態は、変位補正処理プログラムであって、コンピュータを、異なる時期における地表面の位相情報から干渉解析により生成した変位情報を地表面上の地点ごとに取得する変位情報取得手段、前記変位情報の使用可能性の高低に基づいて各地点を分類１、分類２及び分類３に分類する変位情報分類手段、ＧＮＳＳ測量または現地測量によって得た基準点の基準点情報を取得する基準点情報取得手段、前記基準点情報、分類１及び分類２に分類された各地点における変位情報を用いて前記分類３に分類された地点における変位情報を内挿する第１内挿処理手段、分類１、分類２及び分類３毎に各地点の前記変位情報に対する補正値を前記基準点情報及び変位情報を用いて算出する補正値算出手段、前記補正値算出手段にて算出した補正値を各地点に内挿する第２内挿処理手段、前記各地点の変位情報を当該各地点の前記補正値にて補正する補正手段、として機能させることを特徴とする。

本発明によれば、データ欠損領域等に対して、ＧＮＳＳ測量や現地測量によって測量した基準点の変位差の補正を行うことにより、正確に地表の変動を把握することができる。

実施形態にかかる変位補正処理装置の例の機能ブロック図である。実施形態にかかる変位情報分類部が行う地表面上の各地点の分類方法のフロー図である。レイオーバ及びレーダシャドウの説明図である。実施形態にかかる補正値算出部が行う補正値の算出方法の説明図である。実施形態にかかる第１内挿処理部による内挿処理の説明図である。実施形態にかかる第２内挿処理部による内挿処理の説明図である。実施形態にかかる補正部による補正処理の概念図である。実施形態にかかる変位補正処理装置の動作例のフロー図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１には、実施形態にかかる変位補正処理装置１００の例の機能ブロック図が示される。図１において、変位補正処理装置１００は、変位情報取得部１０、変位情報分類部１２、基準点情報取得部１４、補正値算出部１６、第１内挿処理部１８、第２内挿処理部２０、補正部２２、表示制御部２４、通信部２６、記憶部２８及びＣＰＵ３０を含んで構成されている。なお、ＣＰＵ３０以外にＧＰＵ等のアクセラレーターを用いてもよい。上記変位補正処理装置１００は、ＣＰＵ３０、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ、Ｉ／Ｏ、通信インターフェース等を備え、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されており、上記各機能は、例えばＣＰＵ３０とＣＰＵ３０の処理動作を制御するプログラムとにより実現される。

変位情報取得部１０は、異なる観測時期にレーダー装置により取得された観測対象である地表面の時系列データ（位相を含む情報であり、以後位相情報ということがある）に対して干渉解析を行って生成された、地表面上の地点ごとの位相差情報（以後変位情報ということがある）を取得する。ここで、レーダー装置としては、例えばＳＡＲ（ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ合成開口レーダー）が挙げられるが、これには限定されない。変位情報取得部１０は、上記ＳＡＲ等により観測した時系列データ（位相情報）に含まれる反射波の位相から干渉解析により得られた変位情報（位相差情報）を、通信部２６を介して外部のサーバ等から取得することができる。取得した変位情報は、記憶部２８に記憶させる。変位情報（位相差情報）には、合成開口レーダーからの視線方向の距離変化の情報が含まれており、これを使用して地表面の高さの変化の情報（変位情報）や標高（高さの絶対値）を面的に、すなわち地表面上の地点ごとに抽出することができる。また、変位情報はアンラップ処理後の情報とするのが好適である。なお、上記変位情報には、元となる位相情報に含まれる、観測地点（変位情報の取得地点）の位置の座標情報（位置情報）が含まれる。

また、変位情報取得部１０は、上記変位情報とともに、上記位相情報に対する干渉解析で得られるレイオーバ／レーダシャドウが発生する領域及びコヒーレンス画像（位相情報間の干渉の程度を表す画像）等の中間生成物も取得して記憶部２８に記憶させる。

変位情報分類部１２は、上記変位情報及び中間生成物（レイオーバ／レーダシャドウが発生する領域及びコヒーレンス画像）を記憶部２８から読み出し、これらの情報から変位情報を解析し、予め定めた基準に基づき変位情報の使用可能性の高低を判断し、この使用可能性の高低に基づいて上記変位情報を取得した地表面上の各地点を分類１、分類２及び分類３に分類する。ここで、変位情報の使用可能性は、変位情報の存否、及び変位情報が在している場合の当該変位情報の信頼性に基づいて決定される。なお、分類１、分類２、分類３の順で上記使用可能性が低くなる（分類３では変位情報のデータが欠損している）。分類結果は記憶部２８に記憶させる。取得地点の分類方法は後述する。

基準点情報取得部１４は、ＧＮＳＳ測量または現地測量によって得た、予め定めた基準点の測量結果を基準点情報として取得し、記憶部２８に記憶させる。基準点情報としては、基準点の座標情報（緯度、経度、標高等）の基準値（他の地点の測量の基準となる値）を含む情報である。この基準点情報は、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、タッチパネル等の適宜な入力手段により使用者が測量結果を入力して取得させる構成や、外部のサーバから通信部２６を介して取得する構成等が挙げられる。

補正値算出部１６は、上記基準点情報と、上記分類１及び上記分類２の各地点における変位情報を記憶部２８から読み出し、上記基準点において、上記基準点情報及び上記変位情報を用いて、上記分類１、分類２及び分類３毎に各地点における変位情報に対する補正値を算出し、記憶部２８に記憶させる。補正値の算出方法は後述する。

第１内挿処理部１８は、上記基準点情報と、上記分類１及び上記分類２に分類された各地点における変位情報を記憶部２８から読み出し、上記基準点情報、上記分類１及び上記分類２の内変位情報の使用可能性が高い地点における変位情報に基づき、上記分類２の内変位情報の使用可能性が低い各地点及び分類３の各地点について、当該各地点の変位情報を内挿する。第１内挿処理部１８が内挿した上記各地点の変位情報は、記憶部２８に記憶させる。これにより、分類２の各地点の内、変位情報の使用可能性が低い地点及び分類３の各地点について変位情報を内挿処理により設定することができる。第１内挿処理部１８による内挿処理は後述する。

第２内挿処理部２０は、上記補正値算出部１６が算出した上記基準点における補正値を記憶部２８から読み出し、この補正値を、上記観測対象である地表面の各地点に内挿し、記憶部２８に記憶させる。第２内挿処理部２０による内挿処理は後述する。

補正部２２は、上記第２内挿処理部２０が内挿処理により設定した各地点の補正値を記憶部２８から読み出し、当該補正値にて、上記観測対象である地表面上の各地点の変位情報を補正する。補正結果は記憶部２８に記憶させる。

表示制御部２４は、上記補正部２２の補正結果を記憶部２８から読み出し、補正後の変位情報を画像化し、液晶表示装置その他の適宜な表示装置を制御して表示する。

通信部２６は、適宜なインターフェースにより構成され、外部のサーバ等から変位情報、基準点情報等を取得し、変位情報取得部１０、基準点情報取得部１４等に渡す。

記憶部２８は、ハードディスク装置、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の不揮発性メモリで構成され、上記各種情報等、及びＣＰＵ３０の動作プログラム等の、変位補正処理装置１００が行う各処理に必要な情報を記憶する。なお、記憶部２８としては、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ、電気的消去および書き換え可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ等を使用してもよい。また、記憶部２８には、主としてＣＰＵ３０の作業領域として機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及びＢＩＯＳ等の制御プログラムその他のＣＰＵ３０が使用するデータが格納される読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含めるのが好適である。

図２には、変位情報分類部１２が行う地表面上の各地点の分類方法のフロー図が示される。図２において、変位情報分類部１２が記憶部２８から変位情報及び中間生成物（レイオーバ／レーダシャドウが発生する領域及びコヒーレンス画像）を読み出し、上記取得地点がレイオーバまたはレーダシャドウが発生した領域、またはデータ欠損が生じた領域に含まれているか否かを判断する（Ｓ１）。ここで、データ欠損が生じた領域の判定は、以下のように行う。２時期で取得された位相情報のみを用いる「差分干渉ＳＡＲ解析」の場合は、上記コヒーレンス画像においてコヒーレンス値が予め定めた閾値を下回る領域をデータ欠損が生じた領域と判定する。また、３時期以上で取得された位相情報を用いた「時系列干渉ＳＡＲ解析」の場合は、干渉性の低い領域における解析のアウトプットの時点でデータ欠損が生じるので、この領域がデータ欠損が生じた領域となる。また、レイオーバまたはレーダシャドウが発生した領域もデータ欠損が生じている。レイオーバ及びレーダシャドウについては後述する。

上記Ｓ１において、含まれている（ＹＥＳ）と判断された場合には、変位情報分類部１２が、データ欠損のために当該変位情報の使用可能性が無いと判断し、取得地点の分類を３（分類３）として、記憶部２８に記憶させる。

一方、上記Ｓ１において、含まれていない（ＮＯ）と判断された場合には、変位情報分類部１２は、上記取得地点がコヒーレンス画像においてコヒーレンス値が予め定めた閾値を下回る領域（ただし、ここでの閾値はＳ１における閾値より高い）、またはアンラップエラーが生じている領域に含まれるか否かを判断する（Ｓ２）。ここで、アンラップエラーとは、変位情報の変位（地表変動）を表す位相差が−πからπまで変化する毎に変位を積み重ね（ある変位の位相差がπとなったときの変位と、これと連続するが位相差が−πと表現された変位とを一致させ）て変位の連続化を行うアンラップ処理を実行したときに、水域／陸域の境界や、地盤変動（地すべり等）の境界等の影響で、ＳＡＲで観測される反射波の位相が大きく変化し、変位情報の画像に不連続箇所が生じる現象をいう。このようなアンラップエラーは、変位情報を表す画像から判断することができる。

上記Ｓ２において、含まれている（ＹＥＳ）と判断された場合には、変位情報分類部１２が当該変位情報に使用可能性が低いもの（干渉性が低い領域、またはアンラップエラーが生じている領域の変位情報）が含まれていると判断し、当該変位情報を取得した地点の分類を２（分類２）として、記憶部２８に記憶させる。

一方、上記Ｓ２において、含まれていない（ＮＯ）と判断された場合には、変位情報分類部１２は、上記変位情報を取得した地点における変位情報の使用可能性が高いと判断し、当該地点の分類を１（分類１）として、記憶部２８に記憶させる。

図３(ａ)、（ｂ）、（ｃ）には、レイオーバ及びレーダシャドウの説明図が示される。図３(ａ)が、観測対象の地表面の模式図であり、地表面の位置が観測の順番（ＳＡＲに近い順）に１から３０の整数で示されている。また、図３（ｂ）が、上記地表面をＳＡＲで観測して得たデータ（位相情報）の記録の状況の概念図（記録イメージ）である。また、図３（ｃ）が、最終的に記録されるデータ（位相情報）の概念図（ＳＡＲ画像）である。

図３(ａ)において、衛星に搭載されたＳＡＲから観測用の電波が照射され、その反射波をＳＡＲが受信して地表面を観測する。この場合、原則としてＳＡＲから近い地表面から遠い地表面に沿って順次観測が行われ、地表面の各点の位相情報が取得されていく。

このとき、地表面に山等の隆起地形Ｉがあると、その斜面ＡＢでＳＡＲとの距離が逆転することがある。すなわち、図３(ａ)の例で、斜面の一端Ａ（麓）の方が他端Ｂ（山頂）よりＳＡＲとの距離が長くなる。この場合、本来であれば、図３(ａ)に示された地表面の位置７にＡの観測データが割り当てられ、位置８にＢの観測データが割り当てられる筈のところ、上記距離の逆転が生じているため、図３（ｂ）に示されるように、位置８と位置７の記録順が逆転され、さらに位置８がＳＡＲとの距離が等しい位置５と重複し、位置７が位置６と重複して、位置５、６のデータが位置８、７のデータにより上書きされる。この結果、位置５〜８のデータが判読不能として削除され、位置９、１０によって上書きされる結果データ欠損が生じる。本明細書では、この現象をレイオーバと称している。

また、地表面に山等の隆起地形ＩＩがあると、電波の照射角度（入射角）によっては、図３(ａ)に示されるように、隆起地形ＩＩの影になる領域で電波が照射されないレーダシャドウ領域が生じる。図３(ａ)の例では、地表面の位置２１から２９がレーダシャドウ領域となっている。この場合、地表面から反射波がＳＡＲに戻ってこないので、この領域のデータが判読不能として削除され、データ欠損が生じる。本明細書では、この現象をレーダシャドウと称している。

以上のように、レイオーバまたはレーダシャドウが発生する領域では、上記の通りデータ欠損が生じる。このため、図３（ｃ）に示されるＳＡＲ画像では、地表面の位置５〜８及び２１〜２９が欠損したデータとなっている。

図４には、補正値算出部１６が行う補正値の算出方法の説明図が示される。図４の例では、上記変位情報分類部１２が行った地表面上の各地点の分類結果（分類１、分類２及び分類３）毎に補正値の算出方法が示されている。なお、この場合の各地点は、基準点情報取得部１４が基準点情報を取得した基準点と重なる地点である。

図４において、地表面上の地点が分類１の場合、当該地点で取得された変位情報の使用可能性が高いと判断されているため、基準点の測量結果（基準点情報）Ｍｉと変位情報Ａｉとの変位差（変位量の誤差）Ｅｉを補正値Ｃｉ（＝Ａｉ−Ｍｉ）として算出する。ここで、添字ｉは予め定めた基準点の識別符号（ＩＤ）である。また、基準点の測量結果Ｍｉは、予め定めた基準点について、例えばＧＮＳＳ測量または現地測量を行って得られた高さの変位量の測量結果である。また、変位情報Ａｉは、分類１の地点の内、上記基準点について得られた変位情報である。なお、干渉ＳＡＲ解析では、変位量の他標高も観測対象となる。従って、標高の場合は、上記補正値Ｃｉが標高の誤差となる。

また、地表面上の地点が分類２の場合、当該地点で取得された変位情報に使用可能性が低いものが含まれていると判断されているため、補正値算出部１６は、測量結果Ｍｉと変位情報Ａｉとの誤差について統計的な外れ値であるか否かを判定して場合分けを行う。ここで、外れ値であるか否かの判定は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、箱ひげ図に基づく外れ値判定方法（第一四分位数、第三四分位数、および、四分位範囲（ＩＱＲ）を利用して、上限値を「第三四分位数＋１．５×ＩＱＲより小さい最大値」、下限値を「第一四分位数−１．５×ＩＱＲより大きい最小値」とした範囲外の値を外れ値と定義する方法）、スミルノフ・グラブス検定やトンプソン検定などの外れ値検定を利用する方法、クラスター分析を利用する方法等を例示することができる。

測量結果Ｍｉと変位情報Ａｉとの誤差が統計的な外れ値でない場合には、当該変位情報Ａｉの使用可能性が高いと判断し、補正値算出部１６が分類１と同様の方法で補正値を算出する。一方、上記誤差が統計的な外れ値と判定された場合には、当該変位情報Ａｉの使用可能性が低いと判断し、補正値Ｃｉ＝０とする。この場合には、上記第１内挿処理部１８は、変位情報Ａｉを使用せず、測量結果Ｍｉを当該地点の変位情報Ａｉに置き換えて内挿処理に使用する。

また、地表面上の地点が分類３の場合、変位情報の使用可能性が無いので、補正値Ｃｉ＝０とする。この場合には、上記第１内挿処理部１８は変位情報Ａｉを使用せず、測量結果Ｍｉを当該地点の変位情報Ａｉに置き換えて内挿処理に使用する。

図５には、第１内挿処理部１８による内挿処理の説明図が示される。図５において、レーダー装置による観測対象である地表面の範囲Ｏが示されている。地表面の範囲Ｏ内において干渉ＳＡＲ等の手法により地表面上の各地点すなわちＳＡＲ画像等の画像の画素毎に変位情報が生成される。変位情報取得部１０は、このように生成された変位情報を取得する。なお、補正部２２の補正対象である地表面の各地点は、上記画素または複数の画素により構成される領域に相当する。

図５の例では、変位情報分類部１２が分類した地表面上の各地点の分類結果が分類１、分類２及び分類３として示されている。これらの分類は、分類１、分類２及び分類３の地点がそれぞれ集合した領域として示されている。なお、分類２では、補正値算出部１６が、測量結果Ｍｉと変位情報Ａｉとの誤差が統計的な外れ値でない（変位情報Ａｉの使用可能性が高い）と判定した領域がＩで示され、統計的な外れ値である（変位情報Ａｉの使用可能性が低い）と判定した領域がＩＩで示されている。

また、図５の例では、ＧＮＳＳ測量または現地測量が行われた１２個の基準点（ａ〜ｌ）が黒塗りの四角（■）で示されており、基準点情報取得部１４は、これらの基準点の測量結果である基準点情報を取得して記憶部２８に記憶させる。なお、図５の例は、基準点の数を１２個に限定するものではない。

第１内挿処理部１８は、地表面の範囲Ｏの内、分類２のＩＩ及び分類３の領域にある各地点の変位情報を内挿処理により設定する。この場合、第１内挿処理部１８は、図５に示されるように、地表面の範囲Ｏの内外に存在する基準点の中から、各基準点を結んだ線により囲まれる領域に内挿処理の対象となる分類２のＩＩ及び分類３の領域をすべて含むこととなる複数の基準点（ａ〜ｉ）を選択し、これらの基準点情報に基づいて内挿処理を実行する。なお、分類２においては、測量結果Ｍｉと変位情報Ａｉとの誤差が統計的な外れ値であるＩＩの領域を含まない（全ての地点で分類２のＩとなる）場合もある。この場合には、第１内挿処理部１８は、分類３の領域にある各地点の変位情報だけを内挿処理により設定する。

また、上記内挿処理は、基準点情報とともに、または基準点情報に代えて上記分類１の変位情報及び上記分類２の変位情報の内使用可能性が高い変位情報に基づき実行することができる。ここで、変位情報の使用可能性が高い変位情報とは、図５における分類２のＩの領域で取得された変位情報を意味する。これらの変位情報の選択は、上記基準点の選択方法に準じて行う。

また、上記内挿処理は、上記分類２の変位情報の内使用可能性が低い領域を除いても良い。この場合は、分類３の領域をすべて含む基準点情報、または、分類１の変位情報及び上記分類２の変位情報に基づいて内挿処理を実行する。また、この場合、上記分類２の使用可能性が低い領域の変位情報は、内挿処理を行わず、変位情報取得部１０によって得られた変位情報を使用する。

なお、上記内挿処理の精度を向上させるために、上記基準点を結んで生成される領域は、面積が小さい方が好ましい。このため、図５の例では、内挿処理に使用する９個の基準点ａ〜ｉで囲まれた領域が示されているが、基準点ｄを省略して基準点ｃと基準点ｅとを結んだ方が上記分類２のＩＩ及び分類３の領域をすべて含む領域の面積が小さくなる場合には、基準点ｄを省略するのが好適である。さらに、上記内挿処理の精度を向上させるために、基準点ａ〜ｉで囲まれた領域内にある基準点（ｊ〜ｌ）も含めて、内挿処理をすることが、好適である。

以上に述べた内挿処理は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、逆距離加重法（ＩｎｖｅｒｓｅＤｉｓｔａｎｃｅＷｅｉｇｈｔｅｄ：ＩＤＷ）、ＮａｔｕｒａｌＮｅｉｇｈｂｏｒ内挿法、クリギング、スプライン、トレンド等を例示することができる。

なお、上記分類２のＩＩ及び分類３の領域にある各地点の内挿処理は、フィルタリング処理（ｎｘｎピクセルのウィンドウによる平滑化処理など）やリサンプリング処理で得られた値を使用して、上記方法により内挿処理を行ってもよい。リサンプリング処理には、最近隣内挿法、共一次内挿法、三次たたみ込み内挿法などが含まれる。

図６には、第２内挿処理部２０による内挿処理の説明図が示される。第２内挿処理部２０は、観測対象である地表面の範囲Ｏ内の全ての基準点において補正値算出部１６が算出した補正値Ｃｉを記憶部２８から読み出し、読み出した全ての補正値Ｃｉに基づいて、内挿処理により範囲Ｏ内の全ての地点における補正値を設定する。なお、地表面の範囲Ｏの内、関心がある一部の領域について上記補正値を設定する構成としてもよい。

以上の構成によれば、上記地表面の範囲Ｏ内の全部または一部の地点における変位情報を補正することができる。

図６において、補正値算出部１６が補正値を算出した点が白抜き四角（□）で示されている。これらの点では、図４に示された方法により補正値Ｃｉが算出されている。なお、図６の例では、補正値Ｃｉを算出した点が４点（Ｃｉ＝Ａｉ−Ｍｉの場合が２点、Ｃｉ＝０の場合が２点）示されているが、補正値Ｃｉの算出点の数は限定されない。ただし、第２内挿処理部２０による上記補正値の内挿の信頼性を確保するため、地表面の範囲Ｏにおいて補正値算出部１６が算出した全ての補正値を内挿処理に使用する必要がある。また、図６の例では、全ての基準点が地表面の範囲Ｏ内に存在しているが、範囲Ｏの外側に設定された基準点について求めた補正値を使用してもよい。これにより、地表面の範囲Ｏ内を全て囲んでいる基準点における補正値を使用して範囲Ｏ内の各地点を内挿することができ、補正部２２による補正処理の精度を向上することができる。

補正部２２は、上記地表面の範囲Ｏの各地点の変位情報Ａの各々に、上記第２内挿処理部２０の内挿処理により設定された各地点の補正値を加算することにより補正する。なお、上記各地点（ＳＡＲ画像等の画像の画素）は複数まとめて補正してもよい。また、第１内挿処理部１８で、上記分類２の変位情報の内使用可能性が低い領域を除いた場合、上記分類２の使用可能性が低い領域の補正値は、基準点の測量結果（基準点情報）Ｍｉと変位情報Ａｉとの変位差（変位量の誤差）Ｅｉを補正値Ｃｉ（＝Ａｉ−Ｍｉ）として算出する。

図７には、補正部２２による補正処理の概念図が示される。図７において、逆三角形（▽）が基準点を示す。また、第２内挿処理部２０が設定した各地点の補正値を５分類して等高線状にグレースケール（図中Ａ〜Ｅで示す）で色分けしている。この場合、白（Ａ）がプラス方向（図の手前方向）への補正を示し、黒（Ｅ）がマイナス方向（図の裏方向）への補正を示しており、Ｃ→Ｂ→Ａがプラス方向の補正、Ｃ→Ｄ→Ｅがマイナス方向の補正を示している。

なお、図７の例では、作図の便宜から第２内挿処理部２０が設定した補正値を量子化して離散的に５分類しているため境界が明確に見えるが、実際は内挿処理により補正値間は連続した値となっている。

図８には、実施形態にかかる変位補正処理装置１００の動作例のフロー図が示される。図８において、変位情報取得部１０が、異なる観測時期にレーダー装置により取得された観測対象である地表面の時系列データ（位相情報）に対して干渉解析を行って生成された、地表面上の各地点ごとの位相差情報（変位情報）及びレイオーバ／レーダシャドウが発生する領域及びコヒーレンス画像等の中間生成物を取得し、記憶部２８に記憶させ（Ｓ１１）、変位情報分類部１２が、上記変位情報及び中間生成物（レイオーバ／レーダシャドウが発生する領域及びコヒーレンス画像）を記憶部２８から読み出し、これらの情報から変位情報を解析し、予め定めた基準に基づき変位情報の使用可能性の高低を判断し、この使用可能性の高低に基づいて上記変位情報を取得した地表面上の各地点を分類１、分類２及び分類３に分類する。分類結果は記憶部２８に記憶させる（Ｓ１２）。

また、基準点情報取得部１４は、ＧＮＳＳ測量または現地測量によって得た、予め定めた基準点の測量結果を基準点情報として取得し、記憶部２８に記憶させる（Ｓ１３）。

次に、補正値算出部１６は、上記基準点情報と、上記分類１及び上記分類２の各地点における変位情報を記憶部２８から読み出し、上記基準点において、上記基準点情報及び上記変位情報を用いて、上記分類１、分類２及び分類３毎に、各地点における変位情報に対する補正値を算出し、記憶部２８に記憶させる（Ｓ１４）。

第１内挿処理部１８は、上記基準点情報と、上記分類１及び上記分類２に分類された各地点における変位情報を記憶部２８から読み出し、上記基準点情報、上記分類１及び上記分類２の内変位情報の使用可能性が高い地点における変位情報に基づき、上記分類２の内変位情報の使用可能性が低い各地点及び分類３の各地点について、当該各点の変位情報を内挿して結果を記憶部２８に記憶させる（Ｓ１５）。

第２内挿処理部２０は、上記補正値算出部１６が算出した上記基準点における補正値を記憶部２８から読み出し、この補正値を、上記観測対象である地表面の各地点に内挿し、記憶部２８に記憶させる（Ｓ１６）。

次に、補正部２２は、上記第２内挿処理部２０が内挿処理により設定した各地点の補正値を記憶部２８から読み出し、当該補正値にて、上記観測対象である地表面上の各地点の変位情報を補正する。補正結果は記憶部２８に記憶させる（Ｓ１７）。

補正後の変位情報は、表示制御部２４が画像化し、適宜な表示装置に表示する（Ｓ１８）。

上述した、図８の各ステップを実行するためのプログラムは、記録媒体に格納することも可能であり、また、そのプログラムを通信手段によって提供しても良い。その場合、例えば、上記説明したプログラムについて、「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」の発明または「データ信号」の発明として捉えても良い。

１０変位情報取得部、１２変位情報分類部、１４基準点情報取得部、１６補正値算出部、１８第１内挿処理部、２０第２内挿処理部、２２補正部、２４表示制御部、２６通信部、２８記憶部、３０ＣＰＵ、１００変位補正処理装置。

Claims

異なる時期における地表面の位相情報から干渉解析により生成した変位情報を地表面上の地点ごとに取得する変位情報取得手段と、
前記変位情報の使用可能性の高低に基づいて各地点を分類１、分類２及び分類３に分類する変位情報分類手段と、
ＧＮＳＳ測量または現地測量によって得た、基準点の基準点情報を取得する基準点情報取得手段と、
前記基準点情報、分類１及び分類２に分類された各地点における変位情報を用いて前記分類３に分類された地点における変位情報を内挿する第１内挿処理手段と、
分類１、分類２及び分類３毎に各地点の前記変位情報に対する補正値を前記基準点情報及び変位情報を用いて算出する補正値算出手段と、
前記補正値算出手段にて算出した補正値を各地点に内挿する第２内挿処理手段と、
前記各地点の変位情報を当該各地点の前記補正値にて補正する補正手段と、
を備える変位補正処理装置。
前記第１内挿処理手段は、前記分類２に分類された各地点の変位情報の中から変位情報が統計的に外れ値となる地点の変位情報を除いて前記分類３に分類された地点における変位情報を内挿することを特徴とした請求項１に記載の変位補正処理装置。
前記第１内挿処理手段は、前記分類２に分類された各地点の変位情報の中から変位情報が統計的に外れ値となる地点に対して、前記変位情報を内挿することを特徴とした請求項２に記載の変位補正処理装置。
前記変位情報分類手段は、
レイオーバ／レーダシャドウ領域またはデータ欠損の領域が重複している領域内の地点を第３分類とし、
コヒーレンス値が所定値より低い地点またはアンラップ処理のエラーが発生している領域内の地点を第２分類とし、
その他の領域を分類１とすることを特徴とした請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の変位補正処理装置。
コンピュータを、
異なる時期における地表面の位相情報から干渉解析により生成した変位情報を地表面上の地点ごとに取得する変位情報取得手段、
前記変位情報の使用可能性の高低に基づいて各地点を分類１、分類２及び分類３に分類する変位情報分類手段、
ＧＮＳＳ測量または現地測量によって得た基準点の基準点情報を取得する基準点情報取得手段、
前記基準点情報、分類１及び分類２に分類された各地点における変位情報を用いて前記分類３に分類された地点における変位情報を内挿する第１内挿処理手段、
分類１、分類２及び分類３毎に各地点の前記変位情報に対する補正値を前記基準点情報及び変位情報を用いて算出する補正値算出手段、
前記補正値算出手段にて算出した補正値を各地点に内挿する第２内挿処理手段、
前記各地点の変位情報を当該各地点の前記補正値にて補正する補正手段、として機能させることを特徴とする補正処理プログラム。