JP2023122016A - 情報処理装置、情報処理プログラム及び情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用するリモートセンシングデータの画質及び撮像条件に関わらず、高精度に浸水域を推定可能な装置を提供する。【解決手段】情報処理装置10は、第1画像#1と、第1画像#1よりも過去の日時に撮影された第2画像#2との比較から、初期浸水域11Aを推定する初期浸水域推定部11と、地形の標高を示す標高情報30について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域12Aに初期浸水域11Aの少なくとも一部が含まれる場合に、窪地領域12Aの浸水の程度を示す指標値を計算し、指標値が閾値以上の場合に、窪地領域12Aを浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、窪地領域12Aを浸水域で充填する。【選択図】図1
Description
本開示は、情報処理装置、情報処理プログラム及び情報処理方法に関する。本開示は特に、水害発生時に家屋又は山林の浸水状況を推定する情報処理に関する。
洪水、大雨、台風といった水害発生時に、浸水被害を把握する手法として、従来は地上センサが使用されていた。地上センサを用いた浸水把握の手法は、エレベータ又は発電所といった特定のスポットの浸水状況把握には有用である。しかし、地上センサを用いた浸水把握の手法は、被害が広域に発生する状況において、どの地域がより被害が大きいかといった面方向の広がりを持った情報を取得することには向いていない。
広域の浸水被害を把握する手法として、リモートセンシングデータを活用した浸水深推定手法が提案されている(非特許文献1参照)。非特許文献1では、災害前後で取得された二時期のSAR衛星画像を比較して変化領域を検出し、浸水の範囲である浸水域を推定している。
"衛星SARを用いた豪雨災害時の迅速な浸水範囲及び浸水深抽出の試み."本田謙一ら, Journal of Remote Sensing Society of Japan,Vol.40 No.3(2020),pp.158-162.
非特許文献1では、浸水域は有る時刻の第1の画像と、第1の画像に対して過去の時刻の第2の画像との2つのSAR衛星画像との比較から浸水域を算出する。一般的には2つの画像間で差が顕著に発生している箇所を浸水域とみなす。この場合、画像中のノイズ及び季節の変動の影響から、差が疎らに発生するケースが存在する。このように画像に依存した浸水域検出方法の場合、画質や撮像条件が浸水域の判定に影響を与える。このため、実際に浸水している領域であっても、その領域の画像間に差が発生していないことで、その領域が非浸水域と見做される可能性がある。これは、推定精度の面で課題である。
本開示は、使用するリモートセンシングデータの画質及び撮像条件に関わらず、高精度に浸水域を推定することを目的とする。
本開示の情報処理装置は、
第1画像と、前記第1画像よりも過去の日時に撮影された第2画像との比較から、前記第1画像と前記第2画像との両方に存在する領域であって浸水している領域を示す初期浸水域を推定する推定部と、
地形の標高を示す標高情報について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域に前記初期浸水域の少なくとも一部が含まれる場合に、前記窪地領域の浸水の程度を示す指標値を計算し、前記指標値が閾値以上の場合に、前記窪地領域を浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、前記窪地領域を浸水域で充填する浸水域充填部と、
を備える。
第1画像と、前記第1画像よりも過去の日時に撮影された第2画像との比較から、前記第1画像と前記第2画像との両方に存在する領域であって浸水している領域を示す初期浸水域を推定する推定部と、
地形の標高を示す標高情報について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域に前記初期浸水域の少なくとも一部が含まれる場合に、前記窪地領域の浸水の程度を示す指標値を計算し、前記指標値が閾値以上の場合に、前記窪地領域を浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、前記窪地領域を浸水域で充填する浸水域充填部と、
を備える。
本開示の情報処理装置によれば、使用するリモートセンシングデータの画質あるいは撮像条件に関わらず、高精度に浸水域を推定可能である。
実施の形態の説明及び図面において、同じ要素及び対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は、適宜に省略又は簡略化する。以下の実施の形態では、「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「サーキットリ」に適宜読み替えてもよい。
実施の形態1.
図1は、情報処理装置10の機能構成図である。
図2は、情報処理装置101のハードウェア構成を示す。
図1は、情報処理装置10の機能構成図である。
図2は、情報処理装置101のハードウェア構成を示す。
***構成の説明***
図1に示すように、情報処理装置101は、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13を備えている。浸水域充填部13は、候補検出部131、浸水判断部132、浸水窪地充填部133を備えている。
初期浸水域推定部11は推定部である。
図1に示すように、情報処理装置101は、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13を備えている。浸水域充填部13は、候補検出部131、浸水判断部132、浸水窪地充填部133を備えている。
初期浸水域推定部11は推定部である。
情報処理装置10は、コンピュータである。情報処理装置10は、プロセッサ510を備える。情報処理装置10は、プロセッサ510の他に複数のハードウェアを備える。複数のハードウェアは、主記憶装置520、補助記憶装置530、入力インタフェース540、出力インタフェース550及び通信インタフェース560である。プロセッサ510は、信号線570を介して、他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。
情報処理装置10は、機能要素として、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13を備える。
初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13の機能は、情報処理プログラム531により実現される。
初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13の機能は、情報処理プログラム531により実現される。
プロセッサ510は、情報処理プログラム531を実行する装置である。プロセッサ510が情報処理プログラム531を実行することで、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13の機能が実現される。プロセッサ510は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ510の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
主記憶装置520は記憶装置である。主記憶装置520の具体例は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)である。主記憶装置520は、プロセッサ510の演算結果を保持する。
補助記憶装置530は、データを不揮発的に保管する記憶装置である。補助記憶装置530の具体例は、HDD(Hard Disk Drive)である。また、補助記憶装置530は、可搬記録媒体であってもよい。可搬記録媒体として、SD(登録商標)(Secure Digital)メモリカード、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD(Digital Versatile Disk)がある。補助記憶装置530は、情報処理プログラム531を記憶している。
入力インタフェース540は、各装置からデータが入力されるポートである。出力インタフェース550は、各種機器が接続される。出力インタフェース550は、各種機器にプロセッサ510によってデータが出力されるポートである。通信インタフェース560は、プロセッサが他の装置と通信するための通信ポートである。
プロセッサ510は補助記憶装置530から情報処理プログラム531を主記憶装置520にロードする。プロセッサ510は、ロードされた情報処理プログラム531を主記憶装置520から読み込んで実行する。主記憶装置520には、情報処理プログラム531の他に、OS(Operating System)も記憶されている。プロセッサ510は、OSを実行しながら、情報処理プログラム531を実行する。情報処理装置10は、プロセッサ510を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。これら複数のプロセッサは、情報処理プログラム531の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ510と同じように、情報処理プログラム531を実行する装置である。情報処理プログラム531によって利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値及び変数値は、主記憶装置520、補助記憶装置530、または、プロセッサ510内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。
情報処理プログラム531は、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13、候補検出部131、浸水判断部132、浸水窪地充填部133の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させるプログラムである。
また、方法は、コンピュータである情報処理装置10が情報処理プログラム531を実行することにより行われる情報処理方法である。情報処理プログラム531は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
***動作の説明***
図3を参照して、情報処理装置10の動作を説明する。
図3は、情報処理装置10の動作を説明するフローチャートである。情報処理装置10の動作は、情報処理方法に相当する。また情報処理装置10の動作は、情報処理プログラムの処理に相当する。
図3を参照して、情報処理装置10の動作を説明する。
図3は、情報処理装置10の動作を説明するフローチャートである。情報処理装置10の動作は、情報処理方法に相当する。また情報処理装置10の動作は、情報処理プログラムの処理に相当する。
<ステップS1>
ステップS1では、第1画像#1と第2画像#2とから、初期浸水域推定部11が初期浸水域11Aを推定する。
初期浸水域推定部11と、第1画像#1と、第1画像#1よりも過去の日時に撮影された第2画像#2との比較から、第1画像#1と第2画像#2との両方に存在する領域であって浸水している領域を示す初期浸水域11Aを推定する。以下に具体的に説明する。
第1画像#1と第2画像#2とは、飛翔体に搭載された撮影装置によって撮影されたリモートセンシングデータである。飛翔体とは、航空機、UAVの他、人工衛星である。初期浸水域推定部11は、入力データとして、第1画像#1と第2画像#2とが入力される。第1画像#1は、ある日時を示す時期T1に取得された、リモートセンシングデータである。第2画像#2は、ある時期T1よりも古いある日時を示す時期T2に取得されたリモートセンシングデータである。第2画像#2と第1画像#1とは、同一の領域を含む。第2画像#2と第1画像#1とは、同一領域の差分が比較される。初期浸水域推定部11は、第1画像#1と第2画像#2とを比較し、比較結果から、初期浸水域11Aを推定する。
ここで「初期浸水域11A」における「初期」とは、浸水域充填部13へ入力される前の「浸水域」を意味する。浸水域充填部13による補正処理が実施された「最終浸水域133A」との対比において、補正処理が実施前を意味する「初期」を付している。初期浸水域推定部11は、推定結果である初期浸水域11Aを、浸水域充填部13の候補検出部131へ出力する。初期浸水域推定部11による浸水の有無の推定は、例えば、以下のように(1)光学画像、または(2)SAR画像、から抽出可能である。
ステップS1では、第1画像#1と第2画像#2とから、初期浸水域推定部11が初期浸水域11Aを推定する。
初期浸水域推定部11と、第1画像#1と、第1画像#1よりも過去の日時に撮影された第2画像#2との比較から、第1画像#1と第2画像#2との両方に存在する領域であって浸水している領域を示す初期浸水域11Aを推定する。以下に具体的に説明する。
第1画像#1と第2画像#2とは、飛翔体に搭載された撮影装置によって撮影されたリモートセンシングデータである。飛翔体とは、航空機、UAVの他、人工衛星である。初期浸水域推定部11は、入力データとして、第1画像#1と第2画像#2とが入力される。第1画像#1は、ある日時を示す時期T1に取得された、リモートセンシングデータである。第2画像#2は、ある時期T1よりも古いある日時を示す時期T2に取得されたリモートセンシングデータである。第2画像#2と第1画像#1とは、同一の領域を含む。第2画像#2と第1画像#1とは、同一領域の差分が比較される。初期浸水域推定部11は、第1画像#1と第2画像#2とを比較し、比較結果から、初期浸水域11Aを推定する。
ここで「初期浸水域11A」における「初期」とは、浸水域充填部13へ入力される前の「浸水域」を意味する。浸水域充填部13による補正処理が実施された「最終浸水域133A」との対比において、補正処理が実施前を意味する「初期」を付している。初期浸水域推定部11は、推定結果である初期浸水域11Aを、浸水域充填部13の候補検出部131へ出力する。初期浸水域推定部11による浸水の有無の推定は、例えば、以下のように(1)光学画像、または(2)SAR画像、から抽出可能である。
(1)光学画像
光学画像から初期浸水域11Aを推定する場合、初期浸水域推定部11は、近赤外帯域の画像を利用した水指標であるNDWI(Normalized Difference water index)を、用いることができる。ρNIR、ρSWIRを、それぞれある地点のNIR(Near Inreared)、SWIR(Short―Wave Infrared)帯域の計測値とする。その場合、NDWIは以下に示す式(1)で表される。初期浸水域推定部1は、第1画像#1と第2画像#2との間でのNDWIの変化を検出することで、初期浸水域11Aを推定可能である。
NDWI=[ρNIR-ρSWIR]/[ρNIR+ρSWIR] 式(1)
近年、赤外帯域の代わりに可視帯域を利用した浸水域の推定手法も提案されている。
初期浸水域推定部11は、可視帯域を利用した手法で初期浸水域11Aを推定することもできる。
(2)SAR画像
SAR画像から初期浸水域11Aを推定する場合、非特許文献1の手法は、水害発生前後のSAR画像を比較し、後方散乱強度が低下した領域を浸水域として抽出する。初期浸水域推定部11は、非特許文献1の手法を用いても良い。
光学画像から初期浸水域11Aを推定する場合、初期浸水域推定部11は、近赤外帯域の画像を利用した水指標であるNDWI(Normalized Difference water index)を、用いることができる。ρNIR、ρSWIRを、それぞれある地点のNIR(Near Inreared)、SWIR(Short―Wave Infrared)帯域の計測値とする。その場合、NDWIは以下に示す式(1)で表される。初期浸水域推定部1は、第1画像#1と第2画像#2との間でのNDWIの変化を検出することで、初期浸水域11Aを推定可能である。
NDWI=[ρNIR-ρSWIR]/[ρNIR+ρSWIR] 式(1)
近年、赤外帯域の代わりに可視帯域を利用した浸水域の推定手法も提案されている。
初期浸水域推定部11は、可視帯域を利用した手法で初期浸水域11Aを推定することもできる。
(2)SAR画像
SAR画像から初期浸水域11Aを推定する場合、非特許文献1の手法は、水害発生前後のSAR画像を比較し、後方散乱強度が低下した領域を浸水域として抽出する。初期浸水域推定部11は、非特許文献1の手法を用いても良い。
以上に説明した(1)光学画像、(2)SAR画像の手法は、リモートセンシングデータの一例である。本明細書の情報処理装置に対しては、センサと計測装置との組み合わせにより、様々なリモートセンシングデータを入力できる。
<ステップS2>
ステップS2では、窪地検出部12が標高情報30を取得し、取得した標高情報30から窪地領域12Aを検出する。窪地検出部12には、後述の標高情報30が入力される。窪地検出部12は、標高情報30を解析し、解析範囲内から窪地領域12Aを検出する。
ステップS2では、窪地検出部12が標高情報30を取得し、取得した標高情報30から窪地領域12Aを検出する。窪地検出部12には、後述の標高情報30が入力される。窪地検出部12は、標高情報30を解析し、解析範囲内から窪地領域12Aを検出する。
<標高情報30>
標高情報30としては、リモートセンシング技術または測量によって作成されたDEM(Digital Elevation Model)情報が利用可能である。DEMは、レーザ測量または写真測量などの手法で作成される。DEMは一般ユーザが取得可能なオープンデータである。一般ユーザが取得可能なオープンデータの例として、「国土地理院:基盤地図情報 https://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php」がある。国土地理院が5mメッシュDEM5Aを公開している。全世界ではSRTM-3(Shuttle Rador Topography Mission)が公開されているほか、垂直分解能の高いDEMデータも入手可能である。
標高情報30としては、リモートセンシング技術または測量によって作成されたDEM(Digital Elevation Model)情報が利用可能である。DEMは、レーザ測量または写真測量などの手法で作成される。DEMは一般ユーザが取得可能なオープンデータである。一般ユーザが取得可能なオープンデータの例として、「国土地理院:基盤地図情報 https://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php」がある。国土地理院が5mメッシュDEM5Aを公開している。全世界ではSRTM-3(Shuttle Rador Topography Mission)が公開されているほか、垂直分解能の高いDEMデータも入手可能である。
<窪地領域12A>
窪地検出部12は、窪地を勾配のない空間的に接続された領域と見做す。これにより、窪地検出部12は、窪地領域12Aを、標高情報30から検出する。窪地検出部12は、標高情報30の2次元数値勾配を算出し、勾配の絶対値が予め設定した閾値以下となる座標を算出する。窪地検出部12は、算出した座標で構成される連結要素のうち、面積が第1閾値以上、第2閾値未満となる領域を、窪地領域12Aとして検出する。
窪地検出部12は、窪地を勾配のない空間的に接続された領域と見做す。これにより、窪地検出部12は、窪地領域12Aを、標高情報30から検出する。窪地検出部12は、標高情報30の2次元数値勾配を算出し、勾配の絶対値が予め設定した閾値以下となる座標を算出する。窪地検出部12は、算出した座標で構成される連結要素のうち、面積が第1閾値以上、第2閾値未満となる領域を、窪地領域12Aとして検出する。
もしくは、別の実装例として、窪地検出部12は、以下の処理で窪地領域12Aを検出する。窪地検出部12は、標高情報30の2次元数値勾配から各画素の流向を算出し、流向がいずれの方向にも当てはまらない座標を算出する。窪地検出部12は、算出した座標で構成される連結要素のうち、面積が第1閾値以上、第2閾値未満となる領域を、窪地領域12Aとして検出する。
<ステップS3>
ステップS3では、浸水域充填部13は、地形の標高を示す標高情報30について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域に初期浸水域11Aの少なくとも一部が含まれる場合に、窪地領域の浸水の程度を示す指標値を計算する。この窪地領域は、後述の浸水窪地候補である。また指標値の例は、後述のように、割合Rまたは面積Aである。浸水域充填部13は、指標値が閾値以上の場合に、窪地領域を浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、窪地領域を浸水域で充填する。以下に詳しく説明する。
浸水域充填部13は、初期浸水域11Aと、窪地領域12Aとから、浸水している窪地領域を判断する。浸水域充填部13は、浸水していると判断した窪地領域で初期浸水域11Aを充填することで、初期浸水域11Aを高精度化した最終浸水域133Aを算出する。浸水域充填部13は、窪地検出部12によって検出された窪地領域12Aに、ある割合以上で初期浸水域11Aが存在する場合には、該当の窪地領域全体を初期浸水域に充填して最終浸水域133Aとして出力する。
以下に、浸水域充填部13の備える候補検出部131、浸水判断部132、浸水窪地充填部133の動作を説明する。
ステップS3では、浸水域充填部13は、地形の標高を示す標高情報30について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域に初期浸水域11Aの少なくとも一部が含まれる場合に、窪地領域の浸水の程度を示す指標値を計算する。この窪地領域は、後述の浸水窪地候補である。また指標値の例は、後述のように、割合Rまたは面積Aである。浸水域充填部13は、指標値が閾値以上の場合に、窪地領域を浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、窪地領域を浸水域で充填する。以下に詳しく説明する。
浸水域充填部13は、初期浸水域11Aと、窪地領域12Aとから、浸水している窪地領域を判断する。浸水域充填部13は、浸水していると判断した窪地領域で初期浸水域11Aを充填することで、初期浸水域11Aを高精度化した最終浸水域133Aを算出する。浸水域充填部13は、窪地検出部12によって検出された窪地領域12Aに、ある割合以上で初期浸水域11Aが存在する場合には、該当の窪地領域全体を初期浸水域に充填して最終浸水域133Aとして出力する。
以下に、浸水域充填部13の備える候補検出部131、浸水判断部132、浸水窪地充填部133の動作を説明する。
<候補検出部131>
候補検出部131は、初期浸水域11Aが少しでも含まれる窪地領域を、浸水窪地候補131Aとして検出する。
候補検出部131は、初期浸水域11Aが少しでも含まれる窪地領域を、浸水窪地候補131Aとして検出する。
<浸水判断部132>
浸水判断部132は、浸水窪地候補131Aが浸水か非浸水かを判断し、判断結果である浸水判断結果132Aを、浸水窪地充填部133へ出力する。
浸水判断結果132Aは、「浸水」と「非浸水」とのどちらかを示す。
以下に具体的に説明する。
図4は、浸水窪地候補131Aと初期浸水域11Aとを示す。図04では、浸水窪地候補131Aに初期浸水域11Aの少なくとも一部が含まれている。
浸水判断部132は、浸水窪地候補131Aの面積の中に、どれくらいの割合で、もしくはどれくらいの面積の、初期浸水域11Aが含まれるかを算出する。浸水判断部132は以下の(1)(2)(3)のいずれかによって、「浸水窪地候補131Aが浸水している」と判断することができる。
(1)浸水判断部132は、算出した割合が、割合の閾値THr以上の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水している」と判断する。ここで割合を割合Rとすれば、
割合R=[初期浸水域11Aの面積]/[浸水窪地候補131Aの面積]
において、
R≧THr
で、浸水判断部132は、「浸水」と判断する。
(2)浸水判断部132は、算出した面積が、面積の閾値THa以上の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水している」と判断する。
算出した面積は、浸水窪地候補131Aの面積の中における、初期浸水域11Aの面積である。
初期浸水域11Aの面積を面積Aすれば、
A≧THa
で、浸水判断部132は「浸水」と判断する。
(3)浸水判断部132は、算出した割合Rが閾値THr以上、かつ、算出した面積Aが閾値THa以上の場合に、浸水窪地候補131Aが浸水していると判断する。
R≧THr、かつ、A≧THa
で、浸水判断部132は、「浸水」と判断する。
なお、候補検出部131は、(1)(2)(3)のいずれかで判断した場合に、該当しなかった浸水窪地候補131Aは、「非浸水」と判断する。
浸水判断部132は、浸水窪地候補131Aが浸水か非浸水かを判断し、判断結果である浸水判断結果132Aを、浸水窪地充填部133へ出力する。
浸水判断結果132Aは、「浸水」と「非浸水」とのどちらかを示す。
以下に具体的に説明する。
図4は、浸水窪地候補131Aと初期浸水域11Aとを示す。図04では、浸水窪地候補131Aに初期浸水域11Aの少なくとも一部が含まれている。
浸水判断部132は、浸水窪地候補131Aの面積の中に、どれくらいの割合で、もしくはどれくらいの面積の、初期浸水域11Aが含まれるかを算出する。浸水判断部132は以下の(1)(2)(3)のいずれかによって、「浸水窪地候補131Aが浸水している」と判断することができる。
(1)浸水判断部132は、算出した割合が、割合の閾値THr以上の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水している」と判断する。ここで割合を割合Rとすれば、
割合R=[初期浸水域11Aの面積]/[浸水窪地候補131Aの面積]
において、
R≧THr
で、浸水判断部132は、「浸水」と判断する。
(2)浸水判断部132は、算出した面積が、面積の閾値THa以上の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水している」と判断する。
算出した面積は、浸水窪地候補131Aの面積の中における、初期浸水域11Aの面積である。
初期浸水域11Aの面積を面積Aすれば、
A≧THa
で、浸水判断部132は「浸水」と判断する。
(3)浸水判断部132は、算出した割合Rが閾値THr以上、かつ、算出した面積Aが閾値THa以上の場合に、浸水窪地候補131Aが浸水していると判断する。
R≧THr、かつ、A≧THa
で、浸水判断部132は、「浸水」と判断する。
なお、候補検出部131は、(1)(2)(3)のいずれかで判断した場合に、該当しなかった浸水窪地候補131Aは、「非浸水」と判断する。
また、浸水窪地候補131Aの面積中、一定未満の割合で、もしくは一定未満の面積で、初期浸水域11Aが含まれる場合、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断してもよい。すなわち、浸水判断部132は、以下の(4)(5)(6)のいずれかによって、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断してもよい。逆に言えば、浸水判断部132が以下の(4)(5)(6)のいずれかで判断した場合に、該当しなかった浸水窪地候補131Aは、「浸水」と判断する。
(4)浸水判断部132は、算出した割合Rが、閾値THr未満の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断する。
R<THr
で、浸水判断部132は「非浸水」と判断する。
(5)浸水判断部132は、算出した面積Aが、面積の閾値THa未満の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断する。
A<THa
で、浸水判断部132は、「非浸水」と判断する。
(6)浸水判断部132は、算出した割合Rが閾値THr未満、かつ、算出した面積Aが閾値THa未満の場合に、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断する。
R<THr、かつ、A<THa
で、浸水判断部132は、「非浸水」と判断する。
(4)浸水判断部132は、算出した割合Rが、閾値THr未満の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断する。
R<THr
で、浸水判断部132は「非浸水」と判断する。
(5)浸水判断部132は、算出した面積Aが、面積の閾値THa未満の場合、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断する。
A<THa
で、浸水判断部132は、「非浸水」と判断する。
(6)浸水判断部132は、算出した割合Rが閾値THr未満、かつ、算出した面積Aが閾値THa未満の場合に、「浸水窪地候補131Aが浸水していない」と判断する。
R<THr、かつ、A<THa
で、浸水判断部132は、「非浸水」と判断する。
<浸水窪地充填部133>
浸水窪地充填部133は、浸水判断部132の判断結果に基づいて、窪地領域である浸水窪津候補を浸水域で充填する。以下に説明する。
(1)浸水域充填部13の浸水窪地充填部133は、「浸水」を示す浸水判断結果132Aに基づいて、窪地領域である浸水窪地候補131Aに含まれる初期浸水域11Aの一部を浸水域として用いることにより、浸水窪地候補131Aを浸水域で充填する。浸水窪地充填部133は、この充填結果を最終浸水域133Aとして出力する。
(2)あるいは、浸水域充填部13は、「浸水」を示す浸水判断結果132Aに基づいて、
浸水窪地候補131Aの全体を浸水域として用いることにより、浸水窪地候補131Aを浸水域で充填する。浸水窪地充填部133は、この充填結果を最終浸水域133Aとして出力する。
(3)また、浸水域充填部13は、指標値が閾値未満の場合に、浸水窪地候補131Aを「非浸水」と判断し、「非浸水」を示す浸水判断結果132Aに基づいて、浸水窪地候補131Aに含まれる初期浸水域11Aの一部を初期浸水域11Aから除外する。浸水窪地充填部133は、この充填結果を反映した初期浸水域11Aを、最終浸水域133Aとして出力する。
浸水窪地充填部133は、浸水判断部132の判断結果に基づいて、窪地領域である浸水窪津候補を浸水域で充填する。以下に説明する。
(1)浸水域充填部13の浸水窪地充填部133は、「浸水」を示す浸水判断結果132Aに基づいて、窪地領域である浸水窪地候補131Aに含まれる初期浸水域11Aの一部を浸水域として用いることにより、浸水窪地候補131Aを浸水域で充填する。浸水窪地充填部133は、この充填結果を最終浸水域133Aとして出力する。
(2)あるいは、浸水域充填部13は、「浸水」を示す浸水判断結果132Aに基づいて、
浸水窪地候補131Aの全体を浸水域として用いることにより、浸水窪地候補131Aを浸水域で充填する。浸水窪地充填部133は、この充填結果を最終浸水域133Aとして出力する。
(3)また、浸水域充填部13は、指標値が閾値未満の場合に、浸水窪地候補131Aを「非浸水」と判断し、「非浸水」を示す浸水判断結果132Aに基づいて、浸水窪地候補131Aに含まれる初期浸水域11Aの一部を初期浸水域11Aから除外する。浸水窪地充填部133は、この充填結果を反映した初期浸水域11Aを、最終浸水域133Aとして出力する。
***実施の形態1の効果の説明***
以上のように、情報処理装置10によれば、入力画像である第1画像#1、第2画像#2の画質と撮像条件依存との少なくもいずれかで発生する、疎らな初期浸水域11Aを補正し、高精度に浸水域を推定することができる。即ち、使用するリモートセンシングデータの画質及び撮像条件に関わらず、高精度に浸水域を推定できる。
以上のように、情報処理装置10によれば、入力画像である第1画像#1、第2画像#2の画質と撮像条件依存との少なくもいずれかで発生する、疎らな初期浸水域11Aを補正し、高精度に浸水域を推定することができる。即ち、使用するリモートセンシングデータの画質及び撮像条件に関わらず、高精度に浸水域を推定できる。
なお、実施の形態1の情報処理装置10では、窪地検出部12で検出された窪地領域12Aを用いて、初期浸水域11Aの改善処理を行っているが、このような例に限定されない。例えば、情報処理装置10は、情報処理装置10とは異なる他のシステムあるいは装置のような外部システムから、窪地領域12Aを取得し、取得した窪地領域12Aを浸水域充填部13が用いることにより、最終浸水域133Aを算出してもよい。この構成を変形例として以下に説明する。
<変形例>
図5は、情報処理装置10の変形例である情報処理装置20の機能構成図を示す。図5は図1に対応する。情報処理装置20のハードウェア構成は、図2の情報処理装置10のハードウェア構成と同様である。情報処理装置20は、外部システムから、窪地領域を取得し、浸水域充填部13に入力される点以外は情報処理装置10と同じ構成である。
図5は、情報処理装置10の変形例である情報処理装置20の機能構成図を示す。図5は図1に対応する。情報処理装置20のハードウェア構成は、図2の情報処理装置10のハードウェア構成と同様である。情報処理装置20は、外部システムから、窪地領域を取得し、浸水域充填部13に入力される点以外は情報処理装置10と同じ構成である。
変形例の窪地領域12Aは、例えば、自治体が公開している窪地情報を利用可能である。自治体が公開している窪地情報は、地形情報から、周囲と比較して地盤面が低い領域を手作業で検出したものがある。情報処理装置10のように窪地検出部12が、標高情報30から自動で窪地領域12Aを算出する場合と比較して、手作業で検する場合、高精度に窪地を検出できている場合がある。
***変形例の効果の説明***
情報処理装置20によれば、標高情報30を利用する必要が無く、高精度に浸水域を推定できる点で、解析の迅速性が高くなる。また、情報処理装置20によれば、利用する窪地情報の精度によっては、更に高精度に浸水域を推定可能である。
情報処理装置20によれば、標高情報30を利用する必要が無く、高精度に浸水域を推定できる点で、解析の迅速性が高くなる。また、情報処理装置20によれば、利用する窪地情報の精度によっては、更に高精度に浸水域を推定可能である。
<ハードウェア構成の補足>
情報処理装置10、20では情報処理装置10の機能がソフトウェアで実現される場合を図2で述べた。しかし、情報処理装置10、20の機能がハードウェアで実現されてもよい。
図6は、情報処理装置10,20の機能がハードウェアで実現される構成を示す。以下では情報処理装置10を例に説明する。図6の電子回路90は、情報処理装置10の、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路90は、信号線91に接続している。電子回路90は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field-Programmable Gate Arrayの略語である。情報処理装置10の構成要素の機能は、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。また、情報処理装置10の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
情報処理装置10、20では情報処理装置10の機能がソフトウェアで実現される場合を図2で述べた。しかし、情報処理装置10、20の機能がハードウェアで実現されてもよい。
図6は、情報処理装置10,20の機能がハードウェアで実現される構成を示す。以下では情報処理装置10を例に説明する。図6の電子回路90は、情報処理装置10の、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路90は、信号線91に接続している。電子回路90は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field-Programmable Gate Arrayの略語である。情報処理装置10の構成要素の機能は、1つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。また、情報処理装置10の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されてもよい。
プロセッサ510と電子回路90の各々は、プロセッシングサーキットリあるいはサーキットリとも呼ばれる。情報処理装置10において、初期浸水域推定部11、窪地検出部12、浸水域充填部13の機能がサーキットリにより実現されてもよい。
以上、実施の形態1について説明した。実施の形態1に含まれる複数の技術事項のうち、1つの技術事項を部分的に実施しても構わない。あるいは、実施の形態1に含まれる技術事項どうしを、部分的に組み合わせて実施しても構わない。
10,20 情報処理装置、11 初期浸水域推定部、11A 初期浸水域、12 窪地検出部、12A 窪地領域、13 浸水域充填部、131 候補検出部、131A 浸水窪地候補、132 浸水判断部、132A 浸水判断結果、133 浸水窪地充填部、133A 最終浸水域、30 標高情報、510 プロセッサ、520 主記憶装置、530 補助記憶装置、540 入力インタフェース、550 出力インタフェース、560 通信インタフェース、570 信号線、90 電子回路、91 信号線。
Claims (8)
- 第1画像と、前記第1画像よりも過去の日時に撮影された第2画像との比較から、前記第1画像と前記第2画像との両方に存在する領域であって浸水している領域を示す初期浸水域を推定する推定部と、
地形の標高を示す標高情報について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域に前記初期浸水域の少なくとも一部が含まれる場合に、前記窪地領域の浸水の程度を示す指標値を計算し、前記指標値が閾値以上の場合に、前記窪地領域を浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、前記窪地領域を浸水域で充填する浸水域充填部と、
を備える情報処理装置。 - 前記浸水域充填部は、
前記窪地領域に含まれる前記初期浸水域の一部を前記浸水域として用いることにより、前記窪地領域を充填する請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記浸水域充填部は、
前記窪地領域の全体を前記浸水域として用いることにより、前記窪地領域を充填する請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記浸水域充填部は、
前記指標値が閾値未満の場合に、前記窪地領域を非浸水と判断し、非浸水を示す判断結果に基づいて、前記窪地領域に含まれる前記初期浸水域の一部を前記初期浸水域から除外する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記情報処理装置は、さらに、
前記標高情報を取得し、取得した前記標高情報から窪地領域を検出する窪地検出部を備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記第1画像と前記第2画像とは、
飛翔体に搭載された撮影装置によって撮影されたリモートセンシングデータである請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - コンピュータに、
第1画像と、前記第1画像よりも過去の日時に撮影された第2画像との比較から、前記第1画像と前記第2画像との両方に存在する領域であって浸水している領域を示す初期浸水域を推定する推定処理と、
地形の標高を示す標高情報について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域に前記初期浸水域の少なくとも一部が含まれる場合に、前記窪地領域の浸水の程度を示す指標値を計算し、前記指標値が閾値以上の場合に、前記窪地領域を浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、前記窪地領域を浸水域で充填する浸水域充填処理と、
を実行させる情報処理プログラム。 - コンピュータが、
第1画像と、前記第1画像よりも過去の日時に撮影された第2画像との比較から、前記第1画像と前記第2画像との両方に存在する領域であって浸水している領域を示す初期浸水域を推定し、
地形の標高を示す標高情報について地形勾配を解析することにより得られた窪地領域に前記初期浸水域の少なくとも一部が含まれる場合に、前記窪地領域の浸水の程度を示す指標値を計算し、前記指標値が閾値以上の場合に、前記窪地領域を浸水と判断し、浸水を示す判断結果に基づいて、前記窪地領域を浸水域で充填する、
情報処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022025437A JP2023122016A (ja) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | 情報処理装置、情報処理プログラム及び情報処理方法 |
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