JP4139229B2 - 地盤災害予測方法、地盤災害予測システム及び地盤災害予測プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標地物の位置座標と、該位置座標から選定された観測点との間の距離変動をＧＰＳ地心座標で連続測定し、せん断応力場が形成されている地殻プレート付近の観測点における座標の変動量に基づいて地盤災害を予測する地盤災害予測方法、地盤災害予測システム及び地盤災害予測プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、地殻の変動を地表における距離の変動として把握し、その距離の変動を地図上の水平変動として解析し、その解析結果に基づいて地震を含む地盤災害等の予測を行っていた。
また、従来の地盤災害予測方法では、地殻変動の測定にＧＰＳを用いて地表面の距離の変動を観測していたが、その際に、観測データとして得られるＧＰＳ座標を地図座標に変換してデータの解析を行っていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２５０６２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の地震を含む地盤災害の予測方法では、３次元の地殻の変動を地図表面（準拠楕円体）上の水平変動、すなわち、２次元における変動として歪曲して把握していたが、本発明では、この過ちを正すことで、災害予知を可能なものとする。
地殻プレートの微小部分において、ＸＹＺ直交座標系で考えると、例えば、Ｚ方向に応力が加わると、その微小部分はＸ方向、またはＹ方向に変位する。したがって、地殻変動を微小なものまで正確に把握するには、ＸＹＺ直交座標系で地殻の変動を観測する場合には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各座標について観測する必要があるが、従来方法では、実際に小さな地殻変動はもとより、大きな地殻変動が生じても、体感・視認に至る状況にならない限り、誤差として異常が無視されてしまう研究基板になっていた。
【０００５】
また、従来の地盤災害予測方法では、地殻変動の測定にＧＰＳを用いて地表面の距離の変動を観測していたが、その際に、観測データとして得られるＧＰＳ座標を地図座標に変換していたために、地下での微小な動きが誤差に埋もれてしまい、精密に地殻変動を把握することができないという問題が有った。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能な地盤災害予測方法、地盤災害予測システム及び地盤災害予測プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するものであり、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１０】
また、この発明によれば、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００１２】
また、この発明によれば、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に地心座標順列で配列した観測基準点の近傍においてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１３】
また、本発明は、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する観測基準点設定手段と、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する測定手段と、前記測定手段により定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する判定手段と、を有し、前記測定手段は、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記演算手段は、前記測定手段の観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、前記判定手段は、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する観測基準点設定手段と、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する測定手段と、前記測定手段により定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する判定手段とを有するので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１６】
また、この発明によれば、測定手段は、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記演算手段は、前記測定手段の観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００１８】
また、この発明によれば、前記判定手段は、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、コンピュータに、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する第１のステップと、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する第２のステップと、前記第２のステップにより定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する第３のステップと、前記第３のステップにより算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する第４のステップと、を実現させるための地盤災害予測プログラムであり、前記第２のステップでは、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにより観測された観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、前記第４のステップでは、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定することを実現させるための地盤災害予測プログラムを要旨とする。
【００２０】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する第１のステップと、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する第２のステップと、前記第２のステップにより定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する第３のステップと、前記第３のステップにより算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する第４のステップとをコンピュータに実行させるための地盤災害予測プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００２２】
また、この発明によれば、前記第２のステップでは、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにより観測された観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００２４】
また、この発明によれば、前記第４のステップでは、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の実施形態に係る地盤災害予測システムの構成を示す。この地盤災害予測システムは、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知することを特徴とする地盤災害予測方法を実施するためのシステムである。
【００２６】
同図において、本実施形態に係る地盤災害予測システムは、システム全体に各種指示を行うための操作部１０と、目標地物の測定点と、目標地物の測定点を囲むように選定された観測基準点との間の距離を観測する距離測定部１１と、記憶部２０と、観測基準点の座標の変動量を算出する座標変動量演算部３０と、判定部４０と、表示部５０と、プリンタ６０と、通信部７０とを有している。
【００２７】
距離測定部１１は、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標（地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）について、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する。
また、距離測定部１１は、目標地物の測定点と観測基準点の位置を測定する位置測定装置１２と、位置測定装置１２により測定された測定データを記憶するメモリ１３と、メモリ１３に記憶された目標地物の測定点及び観測基準点の位置データに基づいて目標地物の測定点と観測基準点の２点間の距離を演算する距離演算部１４とを有している。
【００２８】
また、記憶部２０には、距離演算部１４により演算された距離データ及び座標変動量演算部３０により演算された目標地物の測定点と観測基準点の２点間の距離に対する観測基準点の座標の変動量を示すデータが格納される。
さらに、記憶部２０には、地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標における地盤災害を発生する各座標の閾値Ｆx（地心Ｘ座標閾値），Ｆy（地心Ｙ座標閾値），Ｆz（地心Ｚ座標閾値）、地図データ等の固定データが格納されている。
【００２９】
座標変動量演算部３０は、距離測定部１１により観測された観測結果に基づいて上記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に上記目標地物の測定点と観測基準点との２点間における距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する。この変動量は、目標地物の測定点と観測基準点との２点間における距離に対する各観測基準点の座標の変化分の割合を意味し、例えば、ＰＰＭで表される。
また、判定部４０は、座標変動量演算部３０により演算された上記観測基準点と測定点との２点間における距離変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知する。
【００３０】
すなわち、判定部４０は、上記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、該変動量の変動方向が逆転した観測基準点が有る場合に該観測基準点近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたものと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値（Ｆx（地心Ｘ座標閾値），Ｆy（地心Ｙ座標閾値），Ｆz（地心Ｚ座標閾値））とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する。
なお、上記せん断応力場はＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に地心座標順列下で配列した観測点（観測基準点を意味する）の近傍においてのみ形成される。
【００３１】
表示部５０は、判定部４０により出力された各観測基準点の座標の区間変動量、推定された地盤災害予測地点／災害地域予測情報を表示する。
また、プリンタ６０は、判定部４０により出力された各観測基準点の座標の区間変動量、地盤災害予測地点／災害地域予測情報を印字出力する。
さらに、通信部７０は、通信ネットワークを介して関係箇所に各観測基準点の座標の区間変動量、地盤災害予測地点／災害地域予測情報を自動配信する。
【００３２】
次に、位置測定装置１２による観測基準点及び測定点の位置測定方法を図２及び図３を参照して説明する。図２は、時空間三角網平均による宇宙測量法を説明するためのＧＰＳシステムの概要図である。図２において、１ａ、１ｂ、１ｃはそれぞれ異なるＧＰＳ衛星であり、地上約２万キロメートルの円軌道を周回しながら２周波の測距用電波を連続的に送信している。２ａ、２ｂ、２ｃは、地盤等の変位を測定する地上の観測基準点または測定点に設置され、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃから送信される電波を受信するＧＰＳ受信機である。
【００３３】
３は、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃと地上面との間を飛行する飛行機に搭載されたＧＰＳ受信機である。
また、ＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３には、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃから受信した信号を位置データとして記録する記録装置が接続されているものとする。さらに、１２はＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３で受信した位置データに基づいて、観測基準点または測定点の位置情報を確定するための位置測定装置である。
【００３４】
図３は、位置測定装置１２の構成を示すブロック図である。図３において、１２１および１２２はそれぞれ地上の測定点におけるＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃで受信した位置データを入力する入力手段、および飛行機に搭載したＧＰＳ受信機３で受信した位置データを入力する入力手段である。
１２３は、入力手段１２１、１２２から入力したＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３の位置データを記憶する記憶手段である。１２４は、記憶手段１２３に記憶された位置データを取り出す取出手段である。
【００３５】
１２５は、取り出した位置データに基づいて、ある時刻における測定点のＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃおよび飛行機に搭載されたＧＰＳ受信機３の位置を頂点として三角錐を構成する三角網構成手段である。三角網構成手段１２５では、測定点を多数設けることによって多くの三角錐を構成することができ、３次の三角網を構成することができる。
１２６は、三角網構成手段１２５で構成した３次元の三角網を網平均計算することによってＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３の位置データを調整する調整手段である。また、１２７は調整手段１２６で調整した位置データを出力する出力手段である。
【００３６】
次に、時空間三角網平均による宇宙測量法の手順について説明する。本実施の形態では、ＧＰＳ受信機３を搭載した飛行機にＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃの上空を飛行させる。このとき、地上の観測基準点または測定点のＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃおよび飛行機に搭載したＧＰＳ受信機３は、複数のＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃから送信される信号を受信する。そして、その受信信号は位置データとしてＧＰＳ受信機に接続されたそれぞれの記録装置に記録される。
【００３７】
次に、ＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３に接続されている記録装置からそれぞれの位置データを取り出し、入力手段１２１および１２２から位置測定装置１２に入力する。入力されたそれぞれの位置データは記憶手段１２３に一旦記憶される。そして、記憶手段１２３から取出手段１２４によって取り出され、三角網構成手段１２５によって３次元の三角網を構成する。
【００３８】
一般に、地形等の測量においては実際に測定した測定点の位置データを測定点全体の関係から調整して確定する。このために、測定点の位置データから三角網を構成し、網平均計算を行う。ここで三角網とは、測定点を三角形の頂点として互いに直線で結ぶことによって構成される三角形の集合体である。また、網平均計算とは、この三角形の頂点の位置を角条件や辺条件といった制約条件の下で最小二乗法を行うことによって位置データを確定する計算方法である。このような網平均計算については、例えば「最小二乗法の理論とその応用」（田島稔他著、東洋書店）等に詳述されている。
【００３９】
このような計算を調整手段１２６で行うことによって、三角網構成手段１２５で構成した３次元の三角網を用いて、ＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３の位置データを確定する（ステップＳ５）。本実施形態のように、網平均計算において地上の観測基準点または測定点となるＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃだけでなくＧＰＳ受信機３の位置データを三角網に含めることによって、水平方向だけでなく垂直方向の測定精度を高くすることができる。このようにして求めた位置データを出力手段１２７から取り出すことができる。
【００４０】
上述した手法で、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標（地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）について位置測定装置１２により目標地物の測定点と目標地物を囲む各観測基準点の位置が測定される。目標地物（災害予想地点、ユーザの希望箇所等）を囲む水平距離２０〜３００ｋｍ以内の観測基準点（ＧＰＳ電子基準点）を常時監視点としたＧＰＳ監視網を構築し、各観測基準点の地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標の変動量を観測する。
なお、本実施形態では、目標地物の測定点の近傍の観測基準点を常時監視点として選定する。常時監視点は、６点以上（目標地物を除く、同一の地心ＸＹＺ座標系列上で２点以上）とする。図５は、目標地物を挟んで常時監視点としての観測基準点Ｐ１、Ｐ２が選定された状態を示している。
【００４１】
次に、図１に示した本実施形態に係る地盤災害予測システムの動作を図４のフローチャートを参照して説明する。同図において、操作部１０を操作することにより地盤災害予測システムの動作が開始され、まず、位置測定装置１２を含むＧＰＳシステム（図２）により目標地物の測定点及び選定された各観測基準点の位置が測定され、位置測定装置１２より目標地物の測定点及び各観測基準点の位置データが出力される。
この位置データはメモリ１３に取り込まれ、記憶される（ステップ２００、２０１）。
【００４２】
次いで、距離演算部１４により、メモリ１３に記憶された目標地物の測定点及び各観測基準点の位置データに基づいて該測定点と各観測基準点との２点間の距離が算出され（ステップ２０２）、この算出された距離データは記憶部２０に格納される（ステップ２０３）。上述したステップ２００からステップ２０３に至る処理は定期的に行われ、目標地物の測定点と各観測基準点との間の距離（区間距離）は定期的に演算される。
座標変動量演算部３０では、観測基準点と各測定点との間の区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量をＸ，Ｙ，Ｚ座標について各々、一定期間毎に演算し、その演算結果を記憶部２０に格納する（ステップ２０４）。
【００４３】
判定部４０では、記憶部２０に格納されている目標地物の測定点と各観測基準点との間の区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量の変動方向に基づいてせん断応力場が形成されているか否かを判定する（ステップ２０５）。
すなわち、各観測基準点における座標の変動量を観測し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定する。
【００４４】
図６は、目標地物の測定点Ｐ０付近の地点にせん断応力場が形成されている状態を示している。同図において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は目標地物の測定点Ｐ０を囲む観測基準点であり、１回目の観測では、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の各観測基準点の座標に変化はないが、２回目以降の観測では、観測基準点Ｐ１、Ｐ２側では各観測基準点の座標の変動量が＋方向、すなわち増加する方向に変化して引張場が形成され、観測基準点Ｐ３、Ｐ４では各観測基準点の座標の変動量が−方向、すなわち減少する方向に変化して圧縮場が形成されている。
【００４５】
この結果、隣接する観測基準点Ｐ２、Ｐ３間である測定点Ｐ０付近の地点にせん断応力場が形成されていることが判る。図６では、各観測基準点の座標は、地心Ｘ座標について観測した例について示しているが、地心Ｙ座標、地心Ｚ座標についても同様である。地心Ｘ、Ｙ、Ｚ座標のうちいずれかについてせん断応力場が形成されているか否かを判定する。
また、ステップ２０５でせん断応力場が形成されていないと判定した場合には、ステップ２００に戻り、既述した処理を繰り返す。
【００４６】
次いで、判定部４０は、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する（ステップ２０６）。ここで、観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値は、過去の地盤災害発生時における観測データから決定される。
【００４７】
すなわち、目標地物の測定点と常時観測される観測基準点との間の区間距離変動量は周期的に反復伸縮し、最大振幅量が地盤破壊強度を超えるときに地盤災害が発生すると推測される。そこで、過去の災害地における観測データと整合性のとれた災害注意報、災害警報を出すようにする。災害注意報は観測基準点の最大振幅量が閾値の８０〜１００％であるときに、災害警報は観測基準点の最大振幅量が閾値の１００％以上であるときに出すようにする。
【００４８】
図７は地盤のせん断面に作用するせん断力とせん断抵抗との関係について示している。同図において、地球の重心を原点とする、ＸＹＺ直交座標系において、せん断応力場が形成されている地盤におけるせん断面ΔＳに対し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸にそれぞれ、直交する方向にせん断力τｘ（地心Ｘ座標最大振幅量），τｙ（地心Ｙ座標最大振幅量），τｚ（地心Ｚ座標最大振幅量）が作用する。Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚは、せん断抵抗であり、せん断力τｘ，τｙ，τｚに対してそれぞれ、反対方向に作用する。また、Ｆｘは地心Ｘ座標閾値，Ｆｙは地心Ｙ座標閾値，Ｆｚは地心Ｚ座標閾値である。
せん断破壊条件は、τｘ＞Ｆｘ，τｙ＞Ｆｙ，τｚ＞Ｆｚである。
【００４９】
次に、ステップ２０７では、ステップ２０６の判定結果、すなわち、災害注意報または災害警報等の災害予測情報、さらには、常時監視点である観測基準点の座標の変動量を示す情報（座標の変動量のうち年変動、月変動、日変動等を示す図表）を表示部５０に表示し、その表示内容をプリンタ６０でプリントアウトする。また、ステップ２０８では、ステップ２０７でプリントアウトされる災害予測情報及び観測基準点の座標の変動量を示す情報を通信部７０により図示していない通信ネットワークを介して関係箇所に電子配信する。
【００５０】
なお、図１に示した地盤災害予測システムの機能を、図４に示す処理内容の地盤災害予測プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより実現してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５１】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５２】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５３】
以上、本実施の形態に係る地盤災害予測システムによれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態に係る地盤災害予測システムによれば、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００５５】
さらに、本実施の形態係る地盤災害予測システムによれば、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた観測基準点と目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５７】
また、この発明によれば、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００５８】
また、この発明によれば、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた観測基準点と目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に地心座標順列で配列した観測基準点の近傍においてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５９】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する観測基準点設定手段と、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する測定手段と、前記測定手段により定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する判定手段とを有するので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００６０】
また、この発明によれば、測定手段は、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記演算手段は、前記測定手段の観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００６１】
また、この発明によれば、前記判定手段は、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００６２】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する第１のステップと、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する第２のステップと、前記第２のステップにより定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する第３のステップと、前記第３のステップにより算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する第４のステップとをコンピュータに実行させるための地盤災害予測プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００６３】
また、この発明によれば、前記第２のステップでは、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにより観測された観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００６４】
また、この発明によれば、前記第４のステップでは、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る地震予測システムの構成を示すブロック図。
【図２】 時空間三角網平均による宇宙測量法を説明するためのＧＰＳシステムの概要図。
【図３】 図１に示した本発明の実施形態に係る地盤災害予測システムにおける位置測定装置の具体的構成を示すブロック図。
【図４】 図１に示した本発明の実施形態に係る地盤災害予測システムの動作を示すフローチャート。
【図５】 目標地物の測定点と常時監視点として選定された観測基準点との関係を示す説明図。
【図６】 目標地物の測定点付近の地点にせん断応力場が形成されている状態を示す説明図。
【図７】 地盤のせん断面に作用するせん断力とせん断抵抗との関係を示す説明図。
【符号の説明】
１０ 操作部
１１ 距離測定部（観測基準点設定手段、測定手段）
１２ 位置測定装置
１３ メモリ
１４ 距離演算部
２０ 記憶部
３０ 座標変動量演算部（演算手段）
４０ 判定部（判定手段）
５０ 表示部
６０ プリンタ
７０ 通信部
【発明の属する技術分野】
本発明は、目標地物の位置座標と、該位置座標から選定された観測点との間の距離変動をＧＰＳ地心座標で連続測定し、せん断応力場が形成されている地殻プレート付近の観測点における座標の変動量に基づいて地盤災害を予測する地盤災害予測方法、地盤災害予測システム及び地盤災害予測プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、地殻の変動を地表における距離の変動として把握し、その距離の変動を地図上の水平変動として解析し、その解析結果に基づいて地震を含む地盤災害等の予測を行っていた。
また、従来の地盤災害予測方法では、地殻変動の測定にＧＰＳを用いて地表面の距離の変動を観測していたが、その際に、観測データとして得られるＧＰＳ座標を地図座標に変換してデータの解析を行っていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２５０６２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の地震を含む地盤災害の予測方法では、３次元の地殻の変動を地図表面（準拠楕円体）上の水平変動、すなわち、２次元における変動として歪曲して把握していたが、本発明では、この過ちを正すことで、災害予知を可能なものとする。
地殻プレートの微小部分において、ＸＹＺ直交座標系で考えると、例えば、Ｚ方向に応力が加わると、その微小部分はＸ方向、またはＹ方向に変位する。したがって、地殻変動を微小なものまで正確に把握するには、ＸＹＺ直交座標系で地殻の変動を観測する場合には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各座標について観測する必要があるが、従来方法では、実際に小さな地殻変動はもとより、大きな地殻変動が生じても、体感・視認に至る状況にならない限り、誤差として異常が無視されてしまう研究基板になっていた。
【０００５】
また、従来の地盤災害予測方法では、地殻変動の測定にＧＰＳを用いて地表面の距離の変動を観測していたが、その際に、観測データとして得られるＧＰＳ座標を地図座標に変換していたために、地下での微小な動きが誤差に埋もれてしまい、精密に地殻変動を把握することができないという問題が有った。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能な地盤災害予測方法、地盤災害予測システム及び地盤災害予測プログラムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するものであり、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１０】
また、この発明によれば、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００１２】
また、この発明によれば、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に地心座標順列で配列した観測基準点の近傍においてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１３】
また、本発明は、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する観測基準点設定手段と、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する測定手段と、前記測定手段により定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する判定手段と、を有し、前記測定手段は、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記演算手段は、前記測定手段の観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、前記判定手段は、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定することを特徴とする。
【００１４】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する観測基準点設定手段と、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する測定手段と、前記測定手段により定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する判定手段とを有するので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１６】
また、この発明によれば、測定手段は、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記演算手段は、前記測定手段の観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００１８】
また、この発明によれば、前記判定手段は、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００１９】
また、本発明は、コンピュータに、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する第１のステップと、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する第２のステップと、前記第２のステップにより定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する第３のステップと、前記第３のステップにより算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する第４のステップと、を実現させるための地盤災害予測プログラムであり、前記第２のステップでは、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにより観測された観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、前記第４のステップでは、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定することを実現させるための地盤災害予測プログラムを要旨とする。
【００２０】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する第１のステップと、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する第２のステップと、前記第２のステップにより定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する第３のステップと、前記第３のステップにより算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する第４のステップとをコンピュータに実行させるための地盤災害予測プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００２２】
また、この発明によれば、前記第２のステップでは、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにより観測された観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００２４】
また、この発明によれば、前記第４のステップでは、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１に本発明の実施形態に係る地盤災害予測システムの構成を示す。この地盤災害予測システムは、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知することを特徴とする地盤災害予測方法を実施するためのシステムである。
【００２６】
同図において、本実施形態に係る地盤災害予測システムは、システム全体に各種指示を行うための操作部１０と、目標地物の測定点と、目標地物の測定点を囲むように選定された観測基準点との間の距離を観測する距離測定部１１と、記憶部２０と、観測基準点の座標の変動量を算出する座標変動量演算部３０と、判定部４０と、表示部５０と、プリンタ６０と、通信部７０とを有している。
【００２７】
距離測定部１１は、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標（地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）について、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する。
また、距離測定部１１は、目標地物の測定点と観測基準点の位置を測定する位置測定装置１２と、位置測定装置１２により測定された測定データを記憶するメモリ１３と、メモリ１３に記憶された目標地物の測定点及び観測基準点の位置データに基づいて目標地物の測定点と観測基準点の２点間の距離を演算する距離演算部１４とを有している。
【００２８】
また、記憶部２０には、距離演算部１４により演算された距離データ及び座標変動量演算部３０により演算された目標地物の測定点と観測基準点の２点間の距離に対する観測基準点の座標の変動量を示すデータが格納される。
さらに、記憶部２０には、地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標における地盤災害を発生する各座標の閾値Ｆx（地心Ｘ座標閾値），Ｆy（地心Ｙ座標閾値），Ｆz（地心Ｚ座標閾値）、地図データ等の固定データが格納されている。
【００２９】
座標変動量演算部３０は、距離測定部１１により観測された観測結果に基づいて上記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に上記目標地物の測定点と観測基準点との２点間における距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する。この変動量は、目標地物の測定点と観測基準点との２点間における距離に対する各観測基準点の座標の変化分の割合を意味し、例えば、ＰＰＭで表される。
また、判定部４０は、座標変動量演算部３０により演算された上記観測基準点と測定点との２点間における距離変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知する。
【００３０】
すなわち、判定部４０は、上記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、該変動量の変動方向が逆転した観測基準点が有る場合に該観測基準点近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたものと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値（Ｆx（地心Ｘ座標閾値），Ｆy（地心Ｙ座標閾値），Ｆz（地心Ｚ座標閾値））とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する。
なお、上記せん断応力場はＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に地心座標順列下で配列した観測点（観測基準点を意味する）の近傍においてのみ形成される。
【００３１】
表示部５０は、判定部４０により出力された各観測基準点の座標の区間変動量、推定された地盤災害予測地点／災害地域予測情報を表示する。
また、プリンタ６０は、判定部４０により出力された各観測基準点の座標の区間変動量、地盤災害予測地点／災害地域予測情報を印字出力する。
さらに、通信部７０は、通信ネットワークを介して関係箇所に各観測基準点の座標の区間変動量、地盤災害予測地点／災害地域予測情報を自動配信する。
【００３２】
次に、位置測定装置１２による観測基準点及び測定点の位置測定方法を図２及び図３を参照して説明する。図２は、時空間三角網平均による宇宙測量法を説明するためのＧＰＳシステムの概要図である。図２において、１ａ、１ｂ、１ｃはそれぞれ異なるＧＰＳ衛星であり、地上約２万キロメートルの円軌道を周回しながら２周波の測距用電波を連続的に送信している。２ａ、２ｂ、２ｃは、地盤等の変位を測定する地上の観測基準点または測定点に設置され、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃから送信される電波を受信するＧＰＳ受信機である。
【００３３】
３は、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃと地上面との間を飛行する飛行機に搭載されたＧＰＳ受信機である。
また、ＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３には、ＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃから受信した信号を位置データとして記録する記録装置が接続されているものとする。さらに、１２はＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３で受信した位置データに基づいて、観測基準点または測定点の位置情報を確定するための位置測定装置である。
【００３４】
図３は、位置測定装置１２の構成を示すブロック図である。図３において、１２１および１２２はそれぞれ地上の測定点におけるＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃで受信した位置データを入力する入力手段、および飛行機に搭載したＧＰＳ受信機３で受信した位置データを入力する入力手段である。
１２３は、入力手段１２１、１２２から入力したＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３の位置データを記憶する記憶手段である。１２４は、記憶手段１２３に記憶された位置データを取り出す取出手段である。
【００３５】
１２５は、取り出した位置データに基づいて、ある時刻における測定点のＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃおよび飛行機に搭載されたＧＰＳ受信機３の位置を頂点として三角錐を構成する三角網構成手段である。三角網構成手段１２５では、測定点を多数設けることによって多くの三角錐を構成することができ、３次の三角網を構成することができる。
１２６は、三角網構成手段１２５で構成した３次元の三角網を網平均計算することによってＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３の位置データを調整する調整手段である。また、１２７は調整手段１２６で調整した位置データを出力する出力手段である。
【００３６】
次に、時空間三角網平均による宇宙測量法の手順について説明する。本実施の形態では、ＧＰＳ受信機３を搭載した飛行機にＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃの上空を飛行させる。このとき、地上の観測基準点または測定点のＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃおよび飛行機に搭載したＧＰＳ受信機３は、複数のＧＰＳ衛星１ａ、１ｂ、１ｃから送信される信号を受信する。そして、その受信信号は位置データとしてＧＰＳ受信機に接続されたそれぞれの記録装置に記録される。
【００３７】
次に、ＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３に接続されている記録装置からそれぞれの位置データを取り出し、入力手段１２１および１２２から位置測定装置１２に入力する。入力されたそれぞれの位置データは記憶手段１２３に一旦記憶される。そして、記憶手段１２３から取出手段１２４によって取り出され、三角網構成手段１２５によって３次元の三角網を構成する。
【００３８】
一般に、地形等の測量においては実際に測定した測定点の位置データを測定点全体の関係から調整して確定する。このために、測定点の位置データから三角網を構成し、網平均計算を行う。ここで三角網とは、測定点を三角形の頂点として互いに直線で結ぶことによって構成される三角形の集合体である。また、網平均計算とは、この三角形の頂点の位置を角条件や辺条件といった制約条件の下で最小二乗法を行うことによって位置データを確定する計算方法である。このような網平均計算については、例えば「最小二乗法の理論とその応用」（田島稔他著、東洋書店）等に詳述されている。
【００３９】
このような計算を調整手段１２６で行うことによって、三角網構成手段１２５で構成した３次元の三角網を用いて、ＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃ、３の位置データを確定する（ステップＳ５）。本実施形態のように、網平均計算において地上の観測基準点または測定点となるＧＰＳ受信機２ａ、２ｂ、２ｃだけでなくＧＰＳ受信機３の位置データを三角網に含めることによって、水平方向だけでなく垂直方向の測定精度を高くすることができる。このようにして求めた位置データを出力手段１２７から取り出すことができる。
【００４０】
上述した手法で、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標（地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）について位置測定装置１２により目標地物の測定点と目標地物を囲む各観測基準点の位置が測定される。目標地物（災害予想地点、ユーザの希望箇所等）を囲む水平距離２０〜３００ｋｍ以内の観測基準点（ＧＰＳ電子基準点）を常時監視点としたＧＰＳ監視網を構築し、各観測基準点の地心Ｘ，Ｙ，Ｚ座標の変動量を観測する。
なお、本実施形態では、目標地物の測定点の近傍の観測基準点を常時監視点として選定する。常時監視点は、６点以上（目標地物を除く、同一の地心ＸＹＺ座標系列上で２点以上）とする。図５は、目標地物を挟んで常時監視点としての観測基準点Ｐ１、Ｐ２が選定された状態を示している。
【００４１】
次に、図１に示した本実施形態に係る地盤災害予測システムの動作を図４のフローチャートを参照して説明する。同図において、操作部１０を操作することにより地盤災害予測システムの動作が開始され、まず、位置測定装置１２を含むＧＰＳシステム（図２）により目標地物の測定点及び選定された各観測基準点の位置が測定され、位置測定装置１２より目標地物の測定点及び各観測基準点の位置データが出力される。
この位置データはメモリ１３に取り込まれ、記憶される（ステップ２００、２０１）。
【００４２】
次いで、距離演算部１４により、メモリ１３に記憶された目標地物の測定点及び各観測基準点の位置データに基づいて該測定点と各観測基準点との２点間の距離が算出され（ステップ２０２）、この算出された距離データは記憶部２０に格納される（ステップ２０３）。上述したステップ２００からステップ２０３に至る処理は定期的に行われ、目標地物の測定点と各観測基準点との間の距離（区間距離）は定期的に演算される。
座標変動量演算部３０では、観測基準点と各測定点との間の区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量をＸ，Ｙ，Ｚ座標について各々、一定期間毎に演算し、その演算結果を記憶部２０に格納する（ステップ２０４）。
【００４３】
判定部４０では、記憶部２０に格納されている目標地物の測定点と各観測基準点との間の区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量の変動方向に基づいてせん断応力場が形成されているか否かを判定する（ステップ２０５）。
すなわち、各観測基準点における座標の変動量を観測し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定する。
【００４４】
図６は、目標地物の測定点Ｐ０付近の地点にせん断応力場が形成されている状態を示している。同図において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は目標地物の測定点Ｐ０を囲む観測基準点であり、１回目の観測では、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の各観測基準点の座標に変化はないが、２回目以降の観測では、観測基準点Ｐ１、Ｐ２側では各観測基準点の座標の変動量が＋方向、すなわち増加する方向に変化して引張場が形成され、観測基準点Ｐ３、Ｐ４では各観測基準点の座標の変動量が−方向、すなわち減少する方向に変化して圧縮場が形成されている。
【００４５】
この結果、隣接する観測基準点Ｐ２、Ｐ３間である測定点Ｐ０付近の地点にせん断応力場が形成されていることが判る。図６では、各観測基準点の座標は、地心Ｘ座標について観測した例について示しているが、地心Ｙ座標、地心Ｚ座標についても同様である。地心Ｘ、Ｙ、Ｚ座標のうちいずれかについてせん断応力場が形成されているか否かを判定する。
また、ステップ２０５でせん断応力場が形成されていないと判定した場合には、ステップ２００に戻り、既述した処理を繰り返す。
【００４６】
次いで、判定部４０は、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する（ステップ２０６）。ここで、観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値は、過去の地盤災害発生時における観測データから決定される。
【００４７】
すなわち、目標地物の測定点と常時観測される観測基準点との間の区間距離変動量は周期的に反復伸縮し、最大振幅量が地盤破壊強度を超えるときに地盤災害が発生すると推測される。そこで、過去の災害地における観測データと整合性のとれた災害注意報、災害警報を出すようにする。災害注意報は観測基準点の最大振幅量が閾値の８０〜１００％であるときに、災害警報は観測基準点の最大振幅量が閾値の１００％以上であるときに出すようにする。
【００４８】
図７は地盤のせん断面に作用するせん断力とせん断抵抗との関係について示している。同図において、地球の重心を原点とする、ＸＹＺ直交座標系において、せん断応力場が形成されている地盤におけるせん断面ΔＳに対し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸にそれぞれ、直交する方向にせん断力τｘ（地心Ｘ座標最大振幅量），τｙ（地心Ｙ座標最大振幅量），τｚ（地心Ｚ座標最大振幅量）が作用する。Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚは、せん断抵抗であり、せん断力τｘ，τｙ，τｚに対してそれぞれ、反対方向に作用する。また、Ｆｘは地心Ｘ座標閾値，Ｆｙは地心Ｙ座標閾値，Ｆｚは地心Ｚ座標閾値である。
せん断破壊条件は、τｘ＞Ｆｘ，τｙ＞Ｆｙ，τｚ＞Ｆｚである。
【００４９】
次に、ステップ２０７では、ステップ２０６の判定結果、すなわち、災害注意報または災害警報等の災害予測情報、さらには、常時監視点である観測基準点の座標の変動量を示す情報（座標の変動量のうち年変動、月変動、日変動等を示す図表）を表示部５０に表示し、その表示内容をプリンタ６０でプリントアウトする。また、ステップ２０８では、ステップ２０７でプリントアウトされる災害予測情報及び観測基準点の座標の変動量を示す情報を通信部７０により図示していない通信ネットワークを介して関係箇所に電子配信する。
【００５０】
なお、図１に示した地盤災害予測システムの機能を、図４に示す処理内容の地盤災害予測プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより実現してもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００５１】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５２】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの(伝送媒体ないしは伝送波)、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００５３】
以上、本実施の形態に係る地盤災害予測システムによれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５４】
また、本実施の形態に係る地盤災害予測システムによれば、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００５５】
さらに、本実施の形態係る地盤災害予測システムによれば、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた観測基準点と目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５７】
また、この発明によれば、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００５８】
また、この発明によれば、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた観測基準点と目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量の変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいて、Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に地心座標順列で配列した観測基準点の近傍においてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００５９】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する観測基準点設定手段と、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する測定手段と、前記測定手段により定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する演算手段と、前記演算手段により算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する判定手段とを有するので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００６０】
また、この発明によれば、測定手段は、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記演算手段は、前記測定手段の観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００６１】
また、この発明によれば、前記判定手段は、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００６２】
また、この発明によれば、目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する第１のステップと、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する第２のステップと、前記第２のステップにより定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する第３のステップと、前記第３のステップにより算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する第４のステップとをコンピュータに実行させるための地盤災害予測プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【００６３】
また、この発明によれば、前記第２のステップでは、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、前記第３のステップでは、前記第２のステップにより観測された観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出するようにしたので、地殻変動を漏れなくチェックすることができる。
【００６４】
また、この発明によれば、前記第４のステップでは、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定するようにしたので、異常地盤を精確に把握でき、かつ的確に地盤災害の予測を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る地震予測システムの構成を示すブロック図。
【図２】 時空間三角網平均による宇宙測量法を説明するためのＧＰＳシステムの概要図。
【図３】 図１に示した本発明の実施形態に係る地盤災害予測システムにおける位置測定装置の具体的構成を示すブロック図。
【図４】 図１に示した本発明の実施形態に係る地盤災害予測システムの動作を示すフローチャート。
【図５】 目標地物の測定点と常時監視点として選定された観測基準点との関係を示す説明図。
【図６】 目標地物の測定点付近の地点にせん断応力場が形成されている状態を示す説明図。
【図７】 地盤のせん断面に作用するせん断力とせん断抵抗との関係を示す説明図。
【符号の説明】
１０ 操作部
１１ 距離測定部（観測基準点設定手段、測定手段）
１２ 位置測定装置
１３ メモリ
１４ 距離演算部
２０ 記憶部
３０ 座標変動量演算部（演算手段）
４０ 判定部（判定手段）
５０ 表示部
６０ プリンタ
７０ 通信部
Claims (3)
- 目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定し、前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、該変動量の変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知するものであり、
ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、該観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、
前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定または予知することを特徴とする地盤災害予測方法。 - 目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する観測基準点設定手段と、
前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する測定手段と、
前記測定手段により定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する演算手段と、
前記演算手段により算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する判定手段と、
を有し、
前記測定手段は、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、
前記演算手段は、前記測定手段の観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、
前記判定手段は、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する
ことを特徴とする地盤災害予測システム。 - コンピュータに、
目標地物を囲む所定距離以内に複数の観測基準点を地表面上に設定する第１のステップと、
前記目標地物の測定点と前記複数の観測基準点の各観測基準点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測する第２のステップと、
前記第２のステップにより定期的に観測された前記区間距離及び各観測基準点の座標から前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出する第３のステップと、
前記第３のステップにより算出された前記変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向に基づいて地盤の災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する第４のステップと、
を実現させるための地盤災害予測プログラムであり、
前記第２のステップでは、ＧＰＳを用いて地球の重心を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標について、前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離及び各観測基準点の座標を定期的に観測し、
前記第３のステップでは、前記第２のステップにより観測された観測結果に基づいてＸ，Ｙ，Ｚ座標毎に前記区間距離に対する各観測基準点の座標の変動量を算出し、
前記第４のステップでは、前記Ｘ，Ｙ，Ｚ座標毎に求めた前記観測基準点と前記目標事物の測定点との間における区間距離に対する各観測基準点における座標の変動量を監視し、隣接する観測基準点間で該観測基準点における座標の変動量のＸ，Ｙ，Ｚ座標毎の順列下での変動方向が反転した場合に前記隣接する観測基準点間近傍の地中、または地殻プレートにおいてせん断応力場が形成されたものと判定し、せん断応力場が形成されたと判定された地点付近の観測基準点における座標の変動量と、該観測基準点における座標の変動量の地盤破壊が生じる基準となる閾値とを比較し、該比較結果に応じて災害発生地点及び／または災害発生地域を推定する
ことを実現させるための地盤災害予測プログラム。
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