JP5243476B2 - Ground analysis method by airborne electromagnetic survey method - Google Patents

Ground analysis method by airborne electromagnetic survey method Download PDF

Info

Publication number
JP5243476B2
JP5243476B2 JP2010091934A JP2010091934A JP5243476B2 JP 5243476 B2 JP5243476 B2 JP 5243476B2 JP 2010091934 A JP2010091934 A JP 2010091934A JP 2010091934 A JP2010091934 A JP 2010091934A JP 5243476 B2 JP5243476 B2 JP 5243476B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
grid
resistivity
specific resistance
flight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010091934A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011220911A (en
Inventor
克志 河戸
稔 奥村
Original Assignee
大日本コンサルタント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大日本コンサルタント株式会社 filed Critical 大日本コンサルタント株式会社
Priority to JP2010091934A priority Critical patent/JP5243476B2/en
Publication of JP2011220911A publication Critical patent/JP2011220911A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5243476B2 publication Critical patent/JP5243476B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ground analysis method capable of visualizing geological feature and content states of groundwater and clay mineral, and performing the evaluation highly accurately, without undergoing classification into colors by human work. <P>SOLUTION: Measured data acquired by an electromagnetic search using aerial electromagnetic method undergoes various corrections and leveling. Then, a resistivity value is calculated for each measurement point, grid-form resistivity data is generated for each frequency after interpolating process, and a three-dimensional resistivity model is created by combining the grid-form resistivity data and data of a numerical altitude model. Then, grid-form resistivity data regarding an arbitrary vertical cross section is generated, to which a differential analysis for the resistivity and further, a Laplacian analysis are performed, thereby converting the resistivity value into the evaluated value for output. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、電磁誘導作用を利用して空中から探査を行い、1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を測定して地盤の比抵抗値を求め、そのデータを解析することによって、調査対象地盤の地質及び地下水、粘土鉱物の含有状況を高い精度で評価することができる地盤の解析方法、及び、その解析のためのコンピュータプログラムに関する。   The present invention investigates by searching from the air using electromagnetic induction action, measuring the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field to obtain the specific resistance value of the ground, and analyzing the data. The present invention relates to a ground analysis method capable of evaluating the geology, groundwater, and clay mineral content of a target ground with high accuracy, and a computer program for the analysis.

地山にトンネルを構築しようとする際の事前調査、或いは、斜面の防災維持管理のための調査(例えば、地すべり、土石流などの斜面災害や道路に隣接した斜面で斜面災害の原因となる地質・地下水の調査など)を行う場合、調査対象地盤の地質及び地下水や粘土鉱物の含有状況を把握する必要があり、そのための有効な方法の一つとして、HEM(Helicopter-borne ElectroMagnetic method、ヘリコプタを用いた空中電磁法)と呼ばれる電磁探査法が知られている。   Preliminary surveys when building tunnels in natural mountains, or surveys for disaster prevention and maintenance of slopes (for example, slope disasters such as landslides and debris flows, and geological features that cause slope disasters on slopes adjacent to roads) When conducting groundwater surveys, etc., it is necessary to understand the geology of the surveyed ground and the content of groundwater and clay minerals. One effective method for this purpose is to use a helicopter-borne electromagetic method (HEM). An electromagnetic exploration method called the airborne electromagnetic method) is known.

HEMは、図1に示すように、ヘリコプタ1の機体下方に電磁探査機器2を吊り下げ、この状態で調査対象域の上空を飛行させて探査を実行し、地盤の比抵抗(単位断面積を通る電流に対する単位長さ当たりの電気抵抗のことで、断面積S(m)、長さL(m)の均質な導体の電気抵抗R(Ω)は、R=ρL/Sで表され、このときの比抵抗定数ρを比抵抗と呼ぶ。)を計算するためのデータを3次元的に取得し、それらのデータに基づいて算出した地盤の比抵抗値から地質及び地下水、粘土鉱物の含有状況を把握しようとするものである。 As shown in FIG. 1, the HEM suspends the electromagnetic exploration device 2 below the helicopter 1 body, and in this state, flies over the survey area and conducts exploration, and the specific resistance of the ground (unit cross-sectional area is calculated). The electric resistance per unit length with respect to the passing current, and the electric resistance R (Ω) of a homogeneous conductor having a cross-sectional area S (m 2 ) and a length L (m) is represented by R = ρL / S, The specific resistance constant ρ at this time is called the specific resistance.) Data for calculating the three-dimensional data is obtained, and the geological, groundwater, and clay mineral content is calculated from the specific resistance value of the ground calculated based on the data. It tries to grasp the situation.

より具体的には、電磁探査機器2に備えられている送信コイル3(ループコイル)に空中で交流電流を流し、交流磁場(1次磁場)を発生させ、この交流磁場による電磁波を調査対象地盤4中に透入させる。そうすると、電磁誘導現象により地盤中において渦電流5が誘起され、別の交流磁場(2次磁場)が発生する。この2次磁場の強さは地盤の比抵抗と負の相関があるため、電磁探査機器2に備えられている受信コイル6で、1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定し、それらの測定データ(同相成分比I、離相成分比Q)を解析することにより、磁場が透入した深度までの地盤の平均的な比抵抗値を求めることができる。   More specifically, an alternating current is passed through the transmission coil 3 (loop coil) provided in the electromagnetic exploration device 2 in the air to generate an alternating magnetic field (primary magnetic field). 4 to penetrate. Then, the eddy current 5 is induced in the ground due to the electromagnetic induction phenomenon, and another alternating magnetic field (secondary magnetic field) is generated. Since the strength of the secondary magnetic field has a negative correlation with the resistivity of the ground, the receiving coil 6 provided in the electromagnetic exploration device 2 determines the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field as the in-phase component. By separating and measuring the phase separation component, and analyzing the measurement data (in-phase component ratio I, phase separation component ratio Q), the average resistivity value of the ground up to the depth of penetration of the magnetic field Can be sought.

尚、1次磁場の透入深度は、送信する交流電流の周波数に応じて異なる(周波数が高いと透入深度は浅くなり、周波数が低いと透入深度は深くなる)ので、複数の周波数の交流電流を同時に流すことにより、それらの周波数に応じた深度毎のデータ(比抵抗値を計算するためのデータ)を同時に取得することができる。調査対象地では、50m或いは100mなどの間隔をおいて複数の測線で同じ測定を行い、それらを解析することにより、調査対象地盤の比抵抗分布を3次元的に把握することができる。   The penetration depth of the primary magnetic field differs depending on the frequency of the alternating current to be transmitted (the penetration depth is shallower when the frequency is high, and the penetration depth is deeper when the frequency is low). By flowing an alternating current at the same time, it is possible to simultaneously acquire data for each depth (data for calculating a specific resistance value) corresponding to those frequencies. In the survey target area, the same measurement is performed on a plurality of survey lines at intervals of 50 m or 100 m, and the specific resistance distribution of the survey target ground can be grasped three-dimensionally by analyzing them.

特開2003−43157JP 2003-43157 A

従来、HEMなどの電磁探査法によって取得した測定データに基づいて、調査対象地盤の地質及び地下水、粘土鉱物の含有状況を評価しようとする場合、測定データを解析することにより調査対象地盤の比抵抗値を3次元的に求め、各種の手法(レベリング、マッピング等)を用いて適宜データを加工し、比抵抗分布状況を図化することによって行っていた。   Conventionally, when trying to evaluate the geology of the surveyed ground and the groundwater and clay mineral content based on the measurement data obtained by electromagnetic exploration methods such as HEM, the resistivity of the surveyed ground is analyzed by analyzing the measured data. This is done by obtaining the values three-dimensionally, processing the data as appropriate using various methods (leveling, mapping, etc.), and plotting the specific resistance distribution.

例えば、飛行測線間のデータを補間して比抵抗分布平面図を作成したり、調査対象域のDEM(Digital Elevation Model、数値標高モデル)と組み合わせて、仮想の3次元比抵抗モデルを作成し、更に、そこから任意の鉛直断面或いは水平断面の比抵抗分布断面図を作成し、図6に示すように、比抵抗の値に着目して分布状況の特性に応じた色分け区分を行って表示することにより、比抵抗分布状況、ひいては地質及び地下水、粘土鉱物の含有状況を視覚的に表現し、評価するという方法が行われていた。   For example, create a resistivity distribution plan by interpolating data between flight survey lines, or create a virtual three-dimensional resistivity model in combination with the DEM (Digital Elevation Model) of the survey area, Furthermore, a specific resistance distribution sectional view of an arbitrary vertical section or horizontal section is created therefrom, and as shown in FIG. 6, focusing on the value of the specific resistance, color classification according to the characteristics of the distribution state is performed and displayed. Therefore, a method of visually expressing and evaluating the specific resistance distribution state, and consequently the geology, groundwater, and clay mineral content state has been performed.

このように、従来は、電磁探査法によって取得した測定データを加工して、比抵抗の値に着目して、その差異を表現するために人為的な色分け区分を行っていたため、資料を作成する作業者或いは作成された資料に基づいて判断を行う担当者において相応のキャリアや知識レベルが要求されることになり、また、それによって得られる評価も相対的なものに止まり、高い精度で評価を行うことが難しいという問題がある。   Thus, in the past, the measurement data acquired by electromagnetic exploration was processed, focusing on the value of the specific resistance, and artificial color-coded classification was performed to express the difference. Appropriate career and knowledge level are required for workers or those who make judgments based on the prepared materials, and the evaluations obtained by this are limited to relative ones. There is a problem that it is difficult to do.

本発明は、比抵抗値に着目するだけでなく、隣接するグリッド間での比抵抗値の変化の割合に着目することにより、色分け区分の作業を人為的に行うことなく、地質及び地下水、粘土鉱物の含有状況を可視化して、高い精度で評価を行うことができる地盤の解析方法を提供することを目的とする。   The present invention not only pays attention to the specific resistance value but also pays attention to the ratio of the change in specific resistance value between adjacent grids, so that it is possible to perform geological classification, groundwater, clay without artificially performing the work of color classification. An object of the present invention is to provide a ground analysis method capable of visualizing the content of minerals and performing evaluation with high accuracy.

本発明の請求項1に係る地盤の解析方法は、ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データと、数値標高モデルのデータとを組み合わせることにより、3次元比抵抗モデルを作成するステップ6と、ステップ6において作成した3次元比抵抗モデルから、任意の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ7と、ステップ7において生成した任意の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データに対し、深度方向の累積誤差を取り除くために比抵抗差分解析を行うステップ8と、ステップ8において比抵抗差分解析を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、スムージング処理を行い、このスムージング処理を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、ラプラシアンフィルターを適用することにより、当該グリッド形式の比抵抗データを構成するすべての格子点の比抵抗値を、評価値に変換して出力するステップ9とを順次実行することにより、調査対象地盤において着目したい任意の鉛直断面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴としている。   In the ground analysis method according to claim 1 of the present invention, an electromagnetic survey is performed by an aerial electromagnetic method using a helicopter, and the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the surveyed ground is determined as an in-phase component and a phase-separated component. Step 1 for measuring separately, Step 2 for correcting the deviation due to drift for the entire measurement data acquired by the electromagnetic survey in Step 1, and the measurement data for which the overall correction was performed in Step 2 for each flight line Is divided into measurement data, and leveling is performed for each step 3 and the measurement data for each flight survey line that was leveled in step 3 are calculated for specific resistance values at each measurement point, and interpolation processing is performed for each frequency. Grid specific resistivity data is generated, and this grid specific resistivity data and each flight survey line leveled in step 3 are displayed. Input grid data consisting of constant data is generated, grid leveling is performed on the input grid data to obtain leveled grid data by excluding errors two-dimensionally. Step 4 for generating the specific resistance data of the above, and based on the specific resistance data for each flight survey line generated in Step 4, the specific resistance data between the flight survey lines is interpolated, and gridding is performed again for each frequency. Step 5 for generating the specific resistivity data of Step 5, and Step 6 for creating a three-dimensional specific resistance model by combining the specific resistance data in the grid format for each frequency generated in Step 5 and the data of the digital elevation model; From the 3D resistivity model created in Step 6, the grid shape for an arbitrary vertical section Step 7 for generating the specific resistivity data, and Step 8 for performing specific resistance difference analysis for removing the accumulated error in the depth direction with respect to the specific resistivity data in the grid format for the arbitrary vertical cross section generated in Step 7; A smoothing process is performed on the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the specific resistance difference analysis in step 8, and a Laplacian filter is applied to the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the smoothing process. The specific resistance structure for any vertical cross section to be focused on on the ground to be investigated by sequentially executing step 9 of converting the specific resistance values of all grid points constituting the specific resistance data into evaluation values and outputting them. It is characterized by visualizing and outputting.

本発明の請求項2に係る地盤の解析方法は、ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、ステップ2において全体の補正を行った測定データについてレベリングを行うステップ3と、ステップ3においてレベリングを行った測定データから、飛行測線直下の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ4と、ステップ4において生成した飛行測線直下の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データに対し、深度方向の累積誤差を取り除くために比抵抗差分解析を行うステップ5と、ステップ5において比抵抗差分解析を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、スムージング処理を行い、このスムージング処理を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、ラプラシアンフィルターを適用することにより、当該グリッド形式の比抵抗データを構成するすべての格子点の比抵抗値を、評価値に変換して出力するステップ6とを順次実行することにより、飛行測線直下の鉛直断面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴としている。   In the ground analysis method according to claim 2 of the present invention, an electromagnetic survey is performed by an airborne electromagnetic method using a helicopter, and the ratio of the intensity of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the surveyed ground is determined as an in-phase component and a phase-separated component. Step 1 for measuring separately, Step 2 for correcting the deviation due to drift for the entire measurement data acquired by the electromagnetic survey in Step 1, and step for leveling the measurement data for which the overall correction was performed in Step 2 3 and step 4 for generating resistivity data in the grid format for the vertical section directly under the flight survey line from the measurement data leveled in step 3, and the grid format for the vertical section immediately under the flight survey line generated in step 4 Specific resistance difference analysis to remove accumulated errors in the depth direction By applying a Laplacian filter to the grid-type resistivity data subjected to the smoothing processing, the smoothing processing is performed on the resistivity data in the grid format for which the resistivity difference analysis was performed in Step 5 and Step 5. The specific resistance structure for the vertical section directly below the flight survey line is obtained by sequentially executing step 6 of converting the specific resistance values of all grid points constituting the specific resistivity data in the grid format into evaluation values and outputting them. It is characterized by visualizing and outputting.

本発明の請求項3に係る地盤の解析方法は、ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データに対し、スムージング処理を行い、このスムージング処理を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、ラプラシアンフィルターを適用することにより、当該グリッド形式の比抵抗データを構成するすべての格子点の比抵抗値を、評価値に変換して出力するステップ9とを順次実行することにより、調査対象地盤の周波数毎の水平断面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴としている。   In the ground analysis method according to claim 3 of the present invention, an electromagnetic survey is performed by an airborne electromagnetic method using a helicopter, and the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the surveyed ground is determined as an in-phase component and a phase-separated component. Step 1 for measuring separately, Step 2 for correcting the deviation due to drift for the entire measurement data acquired by the electromagnetic survey in Step 1, and the measurement data for which the overall correction was performed in Step 2 for each flight line Is divided into measurement data, and leveling is performed for each step 3 and the measurement data for each flight survey line that was leveled in step 3 are calculated for specific resistance values at each measurement point, and interpolation processing is performed for each frequency. Grid specific resistance data is generated, and the specific resistance data in the grid format and the flight survey line leveled in step 3 above. The input grid data consisting of the measurement data is generated, grid leveling is performed on the input grid data, leveled grid data is obtained by excluding errors two-dimensionally, and the flight survey line is obtained from the leveled grid data. Step 4 for generating specific resistance data for each flight, and interpolating the specific resistance data between flight survey lines based on the specific resistance data for each flight survey line generated in Step 4 and gridding again for each frequency Step 5 for generating the specific resistivity data, smoothing processing is performed on the specific resistance data in the grid format for each frequency generated in Step 5, and Laplacian is applied to the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the smoothing processing. By applying the filter, the specific resistance data in the grid format is constructed. By sequentially executing the step 9 of converting the resistivity values of all grid points into evaluation values and outputting them, it is possible to visualize and output the resistivity structure for the horizontal cross section for each frequency of the investigation target ground. It is a feature.

本発明の請求項4に係る地盤の解析方法は、ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データと、数値標高モデルのデータとを組み合わせることにより、3次元比抵抗モデルを作成するステップ6と、ステップ6において作成した3次元比抵抗モデルから、等間隔の複数の仮想水平断面、或いは、仮想等深度平面についてのグリッド形式の比抵抗データを抽出し、それぞれのグリッド形式の比抵抗データについて、ラプラシアン解析を実行し、それらの結果を再構築するステップ7とを順次実行することにより、調査対象地盤において着目したい任意の水平断面、或いは、等深度平面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴としている。   In the ground analysis method according to claim 4 of the present invention, an electromagnetic survey is performed by an aerial electromagnetic method using a helicopter, and the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the surveyed ground is determined as an in-phase component and a phase-separated component. Step 1 for measuring separately, Step 2 for correcting the deviation due to drift for the entire measurement data acquired by the electromagnetic survey in Step 1, and the measurement data for which the overall correction was performed in Step 2 for each flight line Is divided into measurement data, and leveling is performed for each step 3 and the measurement data for each flight survey line that was leveled in step 3 are calculated for specific resistance values at each measurement point, and interpolation processing is performed for each frequency. Grid specific resistance data is generated, and the specific resistance data in the grid format and the flight survey line leveled in step 3 above. The input grid data consisting of the measurement data is generated, grid leveling is performed on the input grid data, leveled grid data is obtained by excluding errors two-dimensionally, and the flight survey line is obtained from the leveled grid data. Step 4 for generating specific resistance data for each flight, and interpolating the specific resistance data between flight survey lines based on the specific resistance data for each flight survey line generated in Step 4 and gridding again for each frequency Step 5 for generating specific resistivity data, and Step 6 for creating a three-dimensional resistivity model by combining the resistivity data in the grid format for each frequency generated in Step 5 and the data of the digital elevation model From the three-dimensional resistivity model created in step 6, a plurality of equidistant virtual horizontal sections, or Extract the resistivity data in the grid format for the virtual equi-depth plane, perform Laplacian analysis for each resistivity data in the grid format, and sequentially execute step 7 for reconstructing the results. In addition, it is characterized by visualizing and outputting a specific resistance structure with respect to an arbitrary horizontal cross section or an iso-depth plane desired to be focused on the investigation target ground.

本発明の請求項5に係る地盤の解析方法は、ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データと、数値標高モデルのデータとを組み合わせることにより、3次元比抵抗モデルを作成するステップ6と、ステップ6において作成した3次元比抵抗モデルから、等間隔の複数の仮想鉛直断面、及び/又は、仮想水平断面についてのグリッド形式の比抵抗データを抽出し、それぞれのグリッド形式の比抵抗データについて、ラプラシアン解析を実行し、それらの結果を再構築するステップ7とを順次実行することにより、調査対象地盤において着目したい複数の鉛直断面、及び/又は、水平断面についての複合的な比抵抗構造を容易に把握できる鳥瞰図を出力することを特徴としている。   In the ground analysis method according to claim 5 of the present invention, an electromagnetic survey is performed by an aerial electromagnetic method using a helicopter, and the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the surveyed ground is determined as an in-phase component and a phase-separated component. Step 1 for measuring separately, Step 2 for correcting the deviation due to drift for the entire measurement data acquired by the electromagnetic survey in Step 1, and the measurement data for which the overall correction was performed in Step 2 for each flight line Is divided into measurement data, and leveling is performed for each step 3 and the measurement data for each flight survey line that was leveled in step 3 are calculated for specific resistance values at each measurement point, and interpolation processing is performed for each frequency. Grid specific resistance data is generated, and the specific resistance data in the grid format and the flight survey line leveled in step 3 above. The input grid data consisting of the measurement data is generated, grid leveling is performed on the input grid data, leveled grid data is obtained by excluding errors two-dimensionally, and the flight survey line is obtained from the leveled grid data. Step 4 for generating specific resistance data for each flight, and interpolating the specific resistance data between flight survey lines based on the specific resistance data for each flight survey line generated in Step 4 and gridding again for each frequency Step 5 for generating specific resistivity data, and Step 6 for creating a three-dimensional resistivity model by combining the resistivity data in the grid format for each frequency generated in Step 5 and the data of the digital elevation model From the three-dimensional resistivity model created in Step 6, a plurality of virtual vertical cross sections at equal intervals, and Or by extracting specific data in grid format for the virtual horizontal section, performing Laplacian analysis for each specific data in grid format, and sequentially executing step 7 for reconstructing the results. In addition, it is characterized in that a bird's-eye view that can easily grasp a composite specific resistance structure with respect to a plurality of vertical sections and / or horizontal sections to be focused on in the investigation target ground is output.

本発明の地盤の解析方法は、比抵抗の値そのものを評価するのではなく、比抵抗値が、その周辺の比抵抗値に対しどのような相対関係になっているかという点に着目して、評価することとしており、調査対象地盤中における比抵抗の相対変化を抽出し、強調して出力することができるので、変化が微細であったとしても、調査対象地盤中に地下水或いは断層破砕帯が存在している場合には、その存在をより明確に、より客観的に表現することができる。従って、色分け区分の作業を人為的に行うことなく、地質及び地下水、粘土鉱物の含有状況を可視化して、高い精度で評価を行うことができる。   The ground analysis method of the present invention does not evaluate the resistivity value itself, but pays attention to the relative relationship between the resistivity value and the surrounding resistivity value. Since it is possible to extract and emphasize and output the relative change of the resistivity in the investigation target ground, even if the change is fine, there is no groundwater or fault fracture zone in the investigation target ground. If it exists, it can be expressed more clearly and objectively. Therefore, it is possible to visualize the geology, the groundwater content, and the clay mineral content and perform the evaluation with high accuracy without manually performing the color classification.

図1は、ヘリコプタを用いた空中電磁法の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an airborne electromagnetic method using a helicopter. 図2は、本発明に係る地盤の解析方法において用いられるデータアクセスプログラムの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a data access program used in the ground analysis method according to the present invention. 図3は、本発明に係る地盤の解析方法において行う比抵抗差分解析の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of specific resistance difference analysis performed in the ground analysis method according to the present invention. 図4は、本発明に係る地盤の解析方法において用いられる比抵抗構造グリッドデータの可視化プログラムの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a visualization program of specific resistance structure grid data used in the ground analysis method according to the present invention. 図5は、本発明に係る地盤の解析方法において、ラプラシアン鉛直断面解析を行って出力した任意の鉛直断面についての比抵抗構造を示す断面図の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a cross-sectional view showing a specific resistance structure for an arbitrary vertical section output by performing a Laplacian vertical section analysis in the ground analysis method according to the present invention. 図6は、空中電磁法による測定データに基づき、従来の方法によって作成した比抵抗断面図の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a specific resistance cross-sectional view created by a conventional method based on measurement data obtained by an airborne electromagnetic method.

以下、本発明「地盤の解析方法」の実施形態について説明する。まず、本発明の第1の実施形態に係る「地盤の解析方法」について説明する。   Hereinafter, embodiments of the “ground analysis method” of the present invention will be described. First, the “ground analysis method” according to the first embodiment of the present invention will be described.

第1の実施形態の「地盤の解析方法」は、調査対象地盤において着目したい任意の鉛直断面についての比抵抗構造を可視化して出力するものであり、下記のステップ1〜9を順次実行することによって実施される。
ステップ1:測定
ステップ2:測定データ全体のレベリング
ステップ3:飛行測線毎の測定データのレベリング
ステップ4:グリッディング及びグリッドレベリング
ステップ5:周波数毎のマッピング
ステップ6:DEMを利用した3次元比抵抗モデルの作成
ステップ7:任意の比抵抗鉛直断面図の作成
ステップ8:比抵抗差分解析
ステップ9:ラプラシアン鉛直断面解析
以下、上記各ステップについてそれぞれ詳細に説明する。
The “ground analysis method” according to the first embodiment visualizes and outputs a specific resistance structure for an arbitrary vertical section to be focused on in the investigation target ground, and sequentially executes steps 1 to 9 below. Implemented by:
Step 1: Measurement step 2: Leveling of entire measurement data Step 3: Leveling of measurement data for each flight line Step 4: Gridding and grid leveling Step 5: Mapping for each frequency Step 6: Three-dimensional resistivity model using DEM Step 7: Arbitrary resistivity vertical section creation Step 8: Specific resistance difference analysis step 9: Laplacian vertical section analysis Each of the above steps will be described in detail below.

(ステップ1:測定)
HEM(ヘリコプタを用いた空中電磁法)による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定する。より具体的には、調査対象域に対して予め設定した飛行ルート(調査対象域を、複数本の平行な直線によって均一な幅(例えば、50m)の細長い帯状の領域に分割し、それらの分割された各領域の中央線を順番に縦断していくようなルート)に沿ってヘリコプタを飛行させながら連続的に電磁波の送受信を行い、予め設定した時間間隔(例えば、0.1秒間隔)をおいて測定データ(同相成分比I、離相成分比Q)を取得する。また、測定中に実際にヘリコプタが飛行したルート(飛行測線)、及び、飛行測線上の測定点(送受信を行った地点)の位置データ(緯度、経度情報)及び高度を、GPS及び高度計により記録する。尚、電磁波の送受信は、本実施形態においては、異なる六つの周波数(340Hz、1,500Hz、3,300Hz、6,900Hz、31,000Hz、140,000Hz)について同時に行う。
(Step 1: Measurement)
Electromagnetic exploration by HEM (aerial electromagnetic method using a helicopter) is performed, and the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the investigation target ground is measured separately for the in-phase component and the phase separation component. More specifically, the flight route set in advance for the investigation target area (the investigation target area is divided into a plurality of parallel straight lines into elongated strip-like areas having a uniform width (for example, 50 m), and these divisions are performed. A route that crosses the center line of each region in order), while transmitting and receiving electromagnetic waves continuously while flying a helicopter, a preset time interval (for example, 0.1 second interval) Then, measurement data (in-phase component ratio I, phase separation component ratio Q) is acquired. Also, the location data (latitude and longitude information) and altitude of the route where the helicopter actually flew during the measurement (flight survey line), and the measurement points on the flight survey line (points where transmission and reception were performed) and altitude are recorded by GPS and altimeter. To do. In the present embodiment, transmission and reception of electromagnetic waves are simultaneously performed for six different frequencies (340 Hz, 1,500 Hz, 3,300 Hz, 6,900 Hz, 31,000 Hz, and 140,000 Hz).

測定には、低ノイズのデジタルセンサーを搭載し、送信コイルの近くに小さなバッキングコイル(受信コイルと逆巻き直列接続)を配置した電磁探査機器を用いる。地盤中において発生する2次磁場よりも、送信コイルへの通電によって発生する1次磁場の方がはるかに大きいため、バッキングコイルを配置することにより、受信コイルに及ぼされる1次磁場の影響を相殺することができ、2次磁場を好適に測定することができる。   For the measurement, an electromagnetic exploration device equipped with a low-noise digital sensor and a small backing coil (reverse winding series connection with the receiving coil) is used near the transmitting coil. Since the primary magnetic field generated by energizing the transmitting coil is much larger than the secondary magnetic field generated in the ground, the effect of the primary magnetic field exerted on the receiving coil is offset by arranging a backing coil. The secondary magnetic field can be suitably measured.

電磁探査による測定を行う場合、測定前に、電磁探査機器について空中キャリブレーションを行う。電磁探査機器のキャリブレーションは、従来、地上で行われていたが、地盤の影響を受けてしまうため不可避的な誤差が生じていた。本実施形態においては、地盤の影響を受けない高高度(例えば、高度1500フィート以上)でキャリブレーションを行うことにより、誤差を解消することができ、測定データを高い精度で取得することができる。   When performing measurement by electromagnetic exploration, air calibration is performed for the electromagnetic exploration equipment before measurement. Conventionally, calibration of electromagnetic exploration equipment has been performed on the ground, but since it is affected by the ground, inevitable errors have occurred. In this embodiment, by performing calibration at a high altitude that is not affected by the ground (for example, an altitude of 1500 feet or more), errors can be eliminated and measurement data can be acquired with high accuracy.

また、測定の途中、電磁探査機器をリセットして、後に行う補正(レベリング)のための基準ポイントを作成する。空中電磁法においては、測定値にある程度の「ずれ」が生じてしまうことがある。例えば、測定の途中や終了時に、地盤の影響を受けない高高度(地盤中において発生させた2次磁場による電磁波を受信できない高度)に上昇した場合、電磁波は記録されないはずであるところ(つまり、測定値は0レベルとなるべきところ)、あるレベルで電磁波が記録されてしまうという問題がある(ドリフト)。この問題を解決して精度の高い測定データを得るためには、測定データを構成する連続した実測値のそれぞれに含まれる「ずれ」の大きさを把握し、それらを加減して測定データを補正する必要がある。   In addition, during the measurement, the electromagnetic exploration device is reset to create a reference point for correction (leveling) to be performed later. In the airborne electromagnetic method, a certain amount of “deviation” may occur in the measured value. For example, when the measurement rises to a high altitude that is not affected by the ground (altitude that cannot receive electromagnetic waves due to the secondary magnetic field generated in the ground) during or after the measurement, the electromagnetic waves should not be recorded (that is, There is a problem that electromagnetic waves are recorded at a certain level (drift) where the measured value should be zero level). In order to solve this problem and obtain high-precision measurement data, grasp the magnitude of the “deviation” contained in each of the continuous measurement values that make up the measurement data, and correct the measurement data by adjusting them. There is a need to.

但し、2次磁場による電磁波の受信中(2次磁場の電磁波を受信できる高度を飛行中)は、「ずれ」の大きさを把握することができない。一方、地盤中において発生させた2次磁場による電磁波を受信できない高高度に上昇した場合には、測定値は0レベルとなるはずであるため、「ずれ」が生じているとすれば、その大きさを把握することができる。従って、測定データを構成する連続した測定値の中に、本来0レベルとなるべき基準ポイントを作成しておけば、当該基準ポイントにおける「ずれ」の大きさの値に基づいて、測定データ全体を補正することができる。   However, during reception of electromagnetic waves by the secondary magnetic field (in flight at an altitude at which electromagnetic waves of the secondary magnetic field can be received), the magnitude of “deviation” cannot be grasped. On the other hand, in the case of rising to a high altitude where electromagnetic waves generated by the secondary magnetic field generated in the ground cannot be received, the measured value should be zero level. I can grasp the situation. Therefore, if a reference point that should be essentially zero level is created among the continuous measurement values constituting the measurement data, the entire measurement data is calculated based on the value of the magnitude of “deviation” at the reference point. It can be corrected.

本実施形態においては、測定の開始前、測定の途中(例えば、15〜20分に1回)と測定終了後に、2次磁場による電磁波の測定値が本来0レベルとなるべき高高度に上昇し、電磁探査機器をリセットするとともにその位置(GPSで取得した位置データ)を記録して基準ポイントを作成し、当該基準ポイントにおける「ずれ」の大きさを把握することにより、後に行う補正に備えるようになっている。尚、基準ポイント作成のための高高度飛行を行う間、調査対象域の内外を問わず測定を継続的に行い、測定データを連続取得する。   In the present embodiment, before the start of measurement, during measurement (for example, once every 15 to 20 minutes) and after the measurement, the measured value of the electromagnetic wave by the secondary magnetic field rises to a high altitude that should be essentially zero level. , Reset the electromagnetic exploration device and record its position (position data acquired by GPS) to create a reference point and grasp the magnitude of “deviation” at the reference point to prepare for later correction It has become. During high altitude flight for creating reference points, measurement is continuously performed regardless of inside or outside the survey area, and measurement data is continuously acquired.

(ステップ2:測定データ全体のレベリング)
ステップ1の電磁探査によって取得した未加工の測定データは相対値であり、しかも、上述したようなドリフトによる「ずれ」を含んでいるため、測定中に高高度で電磁探査機器をリセットすることによって作成した基準ポイント(及び当該基準ポイントにおける「ずれ」の大きさの値)を利用して、測定データ全体の補正(レベリング)を行う。尚、この作業は、電磁探査(フライト)の終了後、地上にて行う。
(Step 2: Leveling the entire measurement data)
The raw measurement data obtained by electromagnetic exploration in Step 1 is a relative value and includes the “deviation” due to the drift as described above. By resetting the electromagnetic exploration equipment at a high altitude during the measurement, Using the created reference point (and the value of the magnitude of “deviation” at the reference point), the entire measurement data is corrected (leveled). This work is performed on the ground after the end of electromagnetic exploration (flight).

(ステップ3:飛行測線毎の測定データのレベリング)
ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データ(測線データ)に分割し、測線データ毎に、それぞれレベリングを行う。具体的には、測線データのうち、周波数間の値に矛盾(ずれている点)が無いかどうか、また、飛行測線間の連続性から、エラーが無いかどうか目視によりチェックし、適宜測定データに修正量を手入力して修正する。
(Step 3: Leveling measurement data for each flight line)
The measurement data subjected to the overall correction in step 2 is divided into measurement data (measurement line data) for each flight survey line, and leveling is performed for each survey line data. Specifically, of the survey line data, it is visually checked whether there is any contradiction (displaced point) between the values between frequencies, and there is no error from the continuity between flight survey lines. Manually input the correction amount to.

(ステップ4:グリッディング及びグリッドレベリング)
ステップ3における測定データのレベリングは、飛行測線単位のデータ調整(上下オフセット)であり、単純な平滑化のプロセスである。この段階では、測線単位のデータ内部には、有用な情報とエラーが混在している。そこで、ステップ3においてレベリングを行った測定データに対し、グリッディング及びグリッドレベリングを行う。グリッドレベリングは、飛行測線単位の測定データ内部からノイズを除去する作業であり、単純な平滑化のプロセスではない。
(Step 4: Gridding and grid leveling)
The leveling of the measurement data in step 3 is data adjustment (up / down offset) in units of flight survey lines, and is a simple smoothing process. At this stage, useful information and errors are mixed in the data for each survey line. Therefore, gridding and grid leveling are performed on the measurement data leveled in step 3. Grid leveling is an operation for removing noise from the measurement data in flight line units, and is not a simple smoothing process.

a)グリッディング(入力格子データの生成)
測定中にGPSによって取得した位置データを用いて、ステップ3においてレベリングを行った測定データから、調査対象域外の測定データを除外し、調査対象域内の測定データを抽出する。次に、抽出した測定データを構成する同相成分比I及び離相成分比Qの各値から、各測定点における比抵抗の値を計算する。尚、測定データを構成する飛行測線毎の測定値は、前述の通り、予め設定された時間間隔(0.1秒間隔)で取得されるが、飛行速度は必ずしも一定ではないため、飛行測線上の各測定点間の距離は均一にはならない。また、飛行測線についても、必ずしも直線であるとは限らず、更に、各飛行測線の間隔も均等ではない。
a) Gridding (generation of input grid data)
Using the position data acquired by the GPS during measurement, the measurement data outside the survey target area is excluded from the measurement data leveled in step 3, and the measurement data within the survey target area is extracted. Next, a specific resistance value at each measurement point is calculated from each value of the in-phase component ratio I and the phase separation component ratio Q constituting the extracted measurement data. As described above, the measurement values for each flight survey line constituting the measurement data are acquired at a preset time interval (0.1 second interval), but the flight speed is not necessarily constant. The distance between each measurement point is not uniform. Also, flight survey lines are not necessarily straight lines, and the intervals between the flight survey lines are not uniform.

従って、すべての測定点を調査対象域の平面座標上に表現すると、それらは不規則に分布することになる。そこで、本実施形態においては、それらの不規則に分布する各測定点間における比抵抗の値について補間処理を行うとともに、飛行測線間における比抵抗の値についても補間処理を行い、更に、調査対象域を縦方向及び横方向へ等間隔(例えば、10m間隔)に区分する格子状の座標をプロットし、周波数毎に、格子の各交点(格子点)の座標における比抵抗の値を計算することにより、グリッド形式の比抵抗データを生成する。そして、このグリッド形式の比抵抗データと、測線データとからなる入力格子データを生成する。   Therefore, when all the measurement points are expressed on the plane coordinates of the investigation target area, they are irregularly distributed. Therefore, in the present embodiment, interpolation processing is performed on the specific resistance values between the irregularly distributed measurement points, and specific resistance values between the flight survey lines are also interpolated to further investigate the object to be investigated. Plot grid-like coordinates that divide the region in the vertical and horizontal directions at equal intervals (for example, 10 m intervals), and calculate the value of resistivity at the coordinates of each intersection (grid point) of the grid for each frequency. Thus, specific resistance data in a grid format is generated. Then, input grid data including the grid-type specific resistance data and the survey line data is generated.

b)グリッドレベリング
入力格子データには、測線方向に延びる縞状構造のエラーが含まれている可能性があるので、2次元的にこのエラーを除外する。より具体的には、同じ周波数の比抵抗値は平面的に急変しないため、一定の基準値を設けて周辺の格子点における比抵抗の値との比較を行い、エラーを除外する。
b) Grid leveling Since there is a possibility that the input grid data includes an error of a striped structure extending in the survey line direction, this error is excluded two-dimensionally. More specifically, since the specific resistance value of the same frequency does not change suddenly in a plane, a constant reference value is provided and compared with the specific resistance values at the surrounding lattice points to eliminate errors.

b−1)2次元長方形領域フィルター処理
まず、入力格子データからバックグラウンド格子データを生成する。バックグラウンドは、ステップ3においてレベリングを行った測定データの長周期の傾向を示すものであり、バックグラウンド格子データは、入力格子データ上で、測線に直交する方向を長辺に、測線方向を短辺とする長方形領域を基本単位とするメディアンフィルター処理(2次元長方形領域フィルター処理)で得られる。これは、短辺も解析グリッドを複数含むことから2次元フィルター処理となる。メディアンフィルターの処理単位の形状は、測線データ間でも共通する長周期成分(バックグラウンド)と測線データに包含される有用な短周期成分の大きさから決定する。
b-1) Two-dimensional rectangular area filter processing First, background grid data is generated from input grid data. The background indicates the tendency of the long period of the measurement data leveled in step 3, and the background grid data has a long direction in the direction perpendicular to the survey line and a short survey direction in the input grid data. It is obtained by median filter processing (two-dimensional rectangular region filter processing) using a rectangular region as a side as a basic unit. This is a two-dimensional filter process because the short side includes a plurality of analysis grids. The shape of the processing unit of the median filter is determined from the size of a long-period component (background) that is common among the survey line data and the useful short-period component included in the survey line data.

b−2)差分処理A
次に、入力格子データから、バックグラウンド格子データを差し引くこと(差分処理)により、測線データの内部に包含される長周期成分を除去する。この処理によって得られたデータを、便宜上「仮出力格子データ」と呼ぶこととする。この仮出力格子データは、入力格子データの内部に包含される長周期成分を除去したに過ぎず、未だ、有用な情報とエラーが混在している。
b-2) Difference processing A
Next, by subtracting the background grid data from the input grid data (difference processing), long-period components included in the survey line data are removed. The data obtained by this processing will be referred to as “temporary output grid data” for convenience. This temporary output grid data is merely a removal of long-period components included in the input grid data, and still contains useful information and errors.

b−3)1次元フィルター処理
ここで、エラー成分を分離するため、あえて有用な情報である短周期成分を除去する。短周期成分の除去は、仮出力格子データの測線方向を長辺、解析グリッドサイズを短辺とする処理単位(解析グリッドサイズは基本単位であることから1次元フィルターとなる)で、メディアンフィルター処理(1次元フィルター処理)を行うことで達成できる。尚、この処理の結果得られる格子データを、便宜上「エラー値格子データ」と呼ぶこととする。
b-3) One-dimensional filter processing Here, in order to separate error components, short-period components that are useful information are intentionally removed. The removal of short period components is a median filter process in a processing unit (the analysis grid size is a basic unit because the analysis grid size is a basic unit) with the long line in the line direction of temporary output grid data and the short side in the analysis grid size. This can be achieved by performing (one-dimensional filter processing). Note that the grid data obtained as a result of this processing is referred to as “error value grid data” for convenience.

b−4)差分処理B
そして、入力格子データからエラー値格子データを差し引くこと(差分処理)により、有用な情報のみを反映したレベリング済み格子データを生成する。
b-4) Difference processing B
Then, leveled grid data reflecting only useful information is generated by subtracting error value grid data from the input grid data (difference processing).

以上のように、2次元の入力格子データから、バックグラウンド格子データを仲介して作成したエラー値格子データを除去することにより、有用な情報のみを反映したレベリング済み格子データを求めるプロセスが「グリッドレベリング」である。   As described above, the process of obtaining leveled grid data that reflects only useful information by removing error value grid data created by mediating background grid data from the two-dimensional input grid data is “grid Leveling ".

そして、レベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成する。ここで生成した飛行測線毎の比抵抗データは、ステップ3においてレベリングを行うことによってエラーを除外した飛行測線毎の測定データよりも、更に、調査対象地盤の比抵抗値を正確に反映したものとなる。   Then, specific resistance data for each flight survey line is generated from the leveled grid data. The resistivity data for each flight survey line generated here more accurately reflects the resistivity value of the surveyed ground than the measurement data for each flight survey line that excludes errors by performing leveling in Step 3. Become.

(ステップ5:周波数毎のマッピング)
ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、周波数毎に比抵抗平面図を作成する。補間は、例えば、クリギング法によって行う。
(Step 5: Mapping for each frequency)
Based on the resistivity data for each flight survey line generated in step 4, the resistivity data between flight survey lines is interpolated and gridding is performed again to generate grid-type resistivity data for each frequency. Create a resistivity plan. Interpolation is performed by, for example, the Kriging method.

(ステップ6:DEMを利用した3次元比抵抗モデルの作成)
空中電磁法によって取得した測定データには、各測定点の地盤標高の情報は含まれていない。そのため、調査対象地盤の3次元的な比抵抗モデルを作成するためには、地表面の数値標高モデル(DEM)が必要となる。本実施形態においては、ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データと、別途準備したDEMデータとを組み合わせることにより、任意の3次元位置の比抵抗値を取り出せる比抵抗モデルを作成する。尚、この3次元比抵抗モデルは、2次元データのセット(ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データ(比抵抗平面図)、及び、DEM)と、それにアクセスするプログラム(データアクセスプログラム)によって作成する。
(Step 6: Creation of 3D resistivity model using DEM)
The measurement data acquired by the airborne electromagnetic method does not include the ground elevation information at each measurement point. Therefore, in order to create a three-dimensional specific resistance model of the investigation target ground, a digital elevation model (DEM) of the ground surface is required. In the present embodiment, a specific resistance model capable of extracting a specific resistance value at an arbitrary three-dimensional position is created by combining the specific resistance data in the grid format for each frequency generated in step 5 and DEM data prepared separately. . This three-dimensional specific resistance model is a set of two-dimensional data (specific resistance data (specific resistance plan view) and DEM in grid format for each frequency generated in step 5) and a program (data access) Program).

このデータアクセスプログラムは、図2(データアクセスプログラムの概念図)に示すように、鉛直断面の位置、標高、或いは、深度を入力することにより、2次元データのセットから、任意の鉛直断面、等標高断面、或いは、等深度断面を出力するように構成されており、このプログラムを用いることにより、空中電磁法によって取得した比抵抗値の測定データを3次元情報として活用することができる。尚、このデータアクセスプログラムは、2次元データのセットの平面座標を一元的に管理する機能と、入力データの処理に必要なデータ(セット)を任意の平面分解能で2次元データのセットから取得する機能と、ある平面座標位置に対して取得した各周波数の比抵抗値に対して表示深度を計算する機能と、ある平面座標位置に対して取得した全周波数の比抵抗値と、計算した表示深度の組合せで、任意の鉛直間隔の1次元補間を行う機能と、ある平面座標位置に対して取得した標高との組み合わせで深度と標高の表示変換を行う機能と、個別のアクセス、変換結果を統合して、グリッド形式のデータとして出力する機能とを有している。   As shown in FIG. 2 (conceptual diagram of the data access program), this data access program can input an arbitrary vertical section from a set of two-dimensional data by inputting the position, altitude, or depth of a vertical section. It is configured to output an elevation cross section or an equal depth cross section, and by using this program, the measurement data of the specific resistance value obtained by the air electromagnetic method can be utilized as three-dimensional information. This data access program acquires the data (set) necessary for processing the input data from the two-dimensional data set with an arbitrary plane resolution, and a function for centrally managing the plane coordinates of the two-dimensional data set. Function, the function to calculate the display depth for the specific resistance value of each frequency acquired for a certain plane coordinate position, the specific resistance value of all frequencies acquired for a certain plane coordinate position, and the calculated display depth Combines the function of performing one-dimensional interpolation at an arbitrary vertical interval with a combination of the above, the function of performing display conversion of depth and elevation with a combination of elevation obtained for a certain plane coordinate position, and individual access and conversion results Thus, it has a function of outputting as grid format data.

この段階で、例えばボクセルのような3次元データ構造を作り、画一化したモデル化(例えば10m×10m×10mのサイコロ化)を行うと、データの品質が落ちしてしまうという問題があるが、本実施形態においては、上述の通り、必要に応じて必要箇所(XYZ)の値を、必要な処理(補間やフィルター)を行って取り出すようにしているため、データの品質が落ちてしまうという問題を好適に回避することができる。   At this stage, if a three-dimensional data structure such as a voxel is created and uniformized modeling (for example, dice of 10 m × 10 m × 10 m) is performed, there is a problem that the quality of the data deteriorates. In the present embodiment, as described above, the value of the necessary part (XYZ) is extracted by performing necessary processing (interpolation or filter) as necessary, so that the data quality is deteriorated. The problem can be preferably avoided.

(ステップ7:任意の比抵抗鉛直断面図の作成)
ステップ6において作成した3次元比抵抗モデルから、調査対象地盤において着目したい任意の鉛直断面についての比抵抗分布を図化して出力する。具体的には、当該断面における地盤の輪郭形状、及び、グリッド間隔を1mに設定した格子座標をプロットするとともに、各格子点の座標に係るグリッド形式の比抵抗データを生成し、これを図化して比抵抗鉛直断面図を作成する。尚、ここでは、着目したい任意の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データから、比抵抗鉛直断面図を作成しているが、次のステップを実行するためには、グリッド形式の比抵抗データが得られればよく、必ずしも図化を行って比抵抗鉛直断面図を作成しなければならない訳ではない。
(Step 7: Creation of arbitrary specific resistance vertical section)
From the three-dimensional resistivity model created in Step 6, the resistivity distribution for an arbitrary vertical section to be focused on in the investigation target ground is plotted and output. Specifically, the ground contour shape in the cross section and the grid coordinates where the grid interval is set to 1 m are plotted, and grid-type specific resistance data relating to the coordinates of each grid point is generated, and this is plotted. Create a specific resistivity vertical cross-section. Here, a specific resistance vertical cross section is created from the specific resistivity data in the grid format for an arbitrary vertical cross section to be focused on. However, in order to execute the next step, the specific resistivity data in the grid format is It does not necessarily have to create a specific resistance vertical sectional view by plotting.

また、3次元比抵抗モデルは、データ密度に異方性があるが、入手できるDEMがレーザープロファイラーデータの1mメッシュが主流であること、空中電磁法のデータが測線直下で概ね1m間隔で取得することから、密な方に合わせて1m間隔の格子を標準とする(測線と測線の間は飛行計画に依存する。また、深度方向の分解能はコイル数に依存する)。   The three-dimensional resistivity model has anisotropy in the data density, but the available DEM is that the 1m mesh of the laser profiler data is the mainstream, and the data of the air electromagnetic method is obtained at intervals of approximately 1m immediately below the survey line. For this reason, a grid with a 1 m interval is used as the standard for the denser one (the distance between the survey lines depends on the flight plan, and the resolution in the depth direction depends on the number of coils).

(ステップ8:比抵抗差分解析)
空中電磁法による電磁探査においては、送信される電磁波の周波数が低いほど、地盤中への透入深度は深くなる。従って、低い周波数の電磁波によって取得された比抵抗データは、高い周波数の電磁波によって取得された比抵抗データよりも深い位置の地盤情報を反映していることになる。但し、送信される電磁波は地表から投入されるため、低い周波数の電磁波によって取得された比抵抗データは、より浅い地盤(より高い周波数の透入深度の地盤)の影響を受けることになり、その結果、ステップ7において作成した比抵抗鉛直断面図(当該断面図の元となる鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データ)においては、深部ほど、誤差の累積が大きくなる。そこで、この深度方向の累積誤差を取り除くために、ステップ7において作成した比抵抗鉛直断面図の元となる鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データに対し、比抵抗差分解析を行う。
(Step 8: Specific resistance difference analysis)
In electromagnetic exploration using the airborne electromagnetic method, the lower the frequency of the transmitted electromagnetic wave, the deeper the penetration depth into the ground. Therefore, the specific resistance data acquired by the low frequency electromagnetic wave reflects the ground information at a deeper position than the specific resistance data acquired by the high frequency electromagnetic wave. However, since the transmitted electromagnetic wave is input from the ground surface, the resistivity data acquired by the low frequency electromagnetic wave is affected by the shallower ground (the ground of the higher frequency penetration depth), As a result, in the specific resistance vertical cross section created in Step 7 (specific resistance data in a grid format for the vertical cross section that is the basis of the cross section), the accumulation of errors increases as the depth increases. Therefore, in order to remove the accumulated error in the depth direction, a specific resistance difference analysis is performed on the specific resistance data in the grid format for the vertical section that is the basis of the specific resistance vertical section created in Step 7.

ここで行う比抵抗差分解析は、ある周波数の深度(差分深度)と比抵抗(差分比抵抗)を、その周波数よりも1ランク高い周波数についての所定の項目値との差から求めるというものであり、より具体的には、本実施形態において使用される六つの電磁波の周波数のうち、最も高い140,000Hzを「周波数A」とし、以降、周波数の高い順に、31,000Hzを「周波数B」、6,900Hzを「周波数C」、3,300Hzを「周波数D」、1,500Hzを「周波数E」、340Hzを「周波数F」としたとき、周波数Bの差分深度Bと差分比抵抗Bを、周波数Aとの差から求め、周波数Cの差分深度Cと差分比抵抗Cを、周波数Bとの差から求め、更に同様に、周波数D、E、Fの差分深度と差分比抵抗を、それぞれ周波数C、D、Eとの差から求める。   In the specific resistance difference analysis performed here, a depth (differential depth) and a specific resistance (differential specific resistance) of a certain frequency are obtained from a difference from a predetermined item value for a frequency one rank higher than the frequency. More specifically, among the frequencies of the six electromagnetic waves used in the present embodiment, the highest 140,000 Hz is defined as “frequency A”, and thereafter, 31,000 Hz is defined as “frequency B” in descending order of frequency. When 6,900 Hz is “frequency C”, 3,300 Hz is “frequency D”, 1,500 Hz is “frequency E”, and 340 Hz is “frequency F”, the differential depth B and differential specific resistance B of frequency B are The difference depth C and the difference specific resistance C of the frequency C are obtained from the difference from the frequency A, and the difference depth and the difference specific resistance of the frequencies D, E, and F are respectively obtained in the same manner. C D, determined from the difference between E.

例えば、周波数Bの差分深度Bと差分比抵抗Bを、周波数Aとの差から求める場合、図3に示すように、まず、周波数Aについて、見掛比抵抗A(解析前の比抵抗)、及び、見掛深度A(解析前の深度)を計算する。次に、下記の計算式(数1〜3)を用いて、表皮深度A、有効深度A、及び、コンダクタンスAを求める。
For example, when the difference depth B and the difference specific resistance B of the frequency B are obtained from the difference from the frequency A, as shown in FIG. 3, first, the apparent specific resistance A (specific resistance before analysis) for the frequency A, And the apparent depth A (depth before analysis) is calculated. Next, the skin depth A, the effective depth A, and the conductance A are obtained using the following calculation formulas (Equations 1 to 3).

一方、周波数Bについても、見掛比抵抗B、及び、見掛深度Bを計算し、上記計算式と同様の式により、見掛比抵抗Bと周波数Bから表皮深度Bを求め、見掛深度Bと表皮深度Bから有効深度Bを求め、見掛比抵抗Bと表皮深度BからコンダクタンスBを求める。   On the other hand, for the frequency B, the apparent specific resistance B and the apparent depth B are calculated, and the skin depth B is obtained from the apparent specific resistance B and the frequency B by the same formula as the above formula. The effective depth B is obtained from B and the skin depth B, and the conductance B is obtained from the apparent specific resistance B and the skin depth B.

次に、有効深度Bから有効深度Aを減じることによって「有効深度の差」を求め(有効深度の差=有効深度B−有効深度A)、更に、コンダクタンスBからコンダクタンスAを減じることによって「コンダクタンスの差」を求める(コンダクタンスの差=コンダクタンスB−コンダクタンスA)。そして、下記の計算式(数4、数5)により、差分深度B(解析後の深度)、及び、差分比抵抗(解析後の比抵抗)を求める。
Next, by subtracting the effective depth A from the effective depth B, the “difference in effective depth” is obtained (difference in effective depth = effective depth B−effective depth A). Difference ”is determined (conductance difference = conductance B−conductance A). Then, the differential depth B (the depth after analysis) and the differential specific resistance (the specific resistance after analysis) are obtained by the following calculation formulas (Equations 4 and 5).

上記のような、周波数Bについての差分深度B及び差分比抵抗Bの計算(比抵抗差分解析)を、同様の要領により、周波数C〜Fについてもそれぞれ実行する。   The calculation of the differential depth B and the differential specific resistance B for the frequency B (specific resistance differential analysis) as described above is performed for the frequencies C to F in the same manner.

(ステップ9:ラプラシアン鉛直断面解析)
調査対象地盤において着目したい任意の鉛直断面について、ステップ7により生成したグリッド形式の比抵抗データを用いてコンター図を作成し、比抵抗分布を可視化すれば、その断面における比抵抗構造が把握できる。しかし、コンター図によって比抵抗分布を可視化しただけでは、探査の目的となる地盤の状況を明確に表現できない場合がある。より具体的には、調査対象地盤中における地下水或いは断層破砕帯の検出を目的として探査を行う場合、次のような問題がある。
(Step 9: Laplacian vertical section analysis)
Constructing a contour map using the specific resistivity data in the grid format generated in step 7 for any vertical cross section to be focused on in the investigation target ground, and visualizing the specific resistance distribution makes it possible to grasp the specific resistance structure in that cross section. However, just visualizing the specific resistance distribution with a contour map may not be able to clearly express the condition of the ground that is the purpose of exploration. More specifically, when exploration is performed for the purpose of detecting groundwater or a fault fracture zone in the investigation target ground, there are the following problems.

調査対象地盤中に地下水が存在する場合には、深度方向に比抵抗の値が変化するため、理論的には、そのような比抵抗値の変化を読み取ることによって地下水の有無を検出することができると考えられる。しかしながら現実には、標準的な空中電磁法における深度方向の分解能が十分ではないため(粗いため)、コンター図では、比抵抗値の変化を明瞭に読み取ることができない場合が多い。また、地下水が飽和状態であるか、不飽和状態であるかによって比抵抗の値が異なることを利用して地下水の有無を判断しようとする場合、地質の違い(例えば、砂であるか、粘土であるか)によって、地下水の有無以上の比抵抗値の変化を示すことがあり、この場合もコンター図での判断は難しい。   If there is groundwater in the surveyed ground, the resistivity value changes in the depth direction, so theoretically, it is possible to detect the presence or absence of groundwater by reading such a change in resistivity value. It is considered possible. However, in reality, since the resolution in the depth direction in the standard aerial electromagnetic method is not sufficient (because it is coarse), the contour diagram often cannot clearly read the change in the specific resistance value. In addition, when trying to determine the presence or absence of groundwater using the fact that the value of specific resistance varies depending on whether the groundwater is saturated or unsaturated, the difference in geology (for example, whether it is sand or clay Depending on whether or not there is a change in the specific resistance value more than the presence or absence of groundwater.

また、断層破砕帯を検出しようとする場合、層厚が5〜10m程度で、縦(垂直または斜め)方向に延在する断層破砕帯は、その周辺の領域と比べて低比抵抗となる構造が想定される。このような断層破砕帯が存在している場合、比抵抗断面図において比抵抗コンターの曲線の一部が細長く下方へ突出し、垂れ下がっているような形状として検出されることが多いが、その判読は客観性に欠ける。   In addition, when a fault crush zone is to be detected, the fault crush zone having a layer thickness of about 5 to 10 m and extending in the longitudinal (vertical or diagonal) direction has a lower specific resistance than the surrounding area. Is assumed. When such a fault fracture zone exists, a part of the curve of the resistivity contour in the resistivity sectional view is often detected as a shape that protrudes downward and hangs down, but its interpretation is It lacks objectivity.

調査対象地盤中に地下水或いは断層破砕帯が存在する場合、その領域は、その周辺の領域と比べ、相対的に低比抵抗域となることが多い。従って、そのような比抵抗の相対変化を抽出し、強調して出力することができれば、変化が微細であったとしても、地下水或いは断層破砕帯が地盤中に存在している場合には、その存在をより明確に、より客観的に表現することができる。   When groundwater or a fault fracture zone exists in the investigation target ground, the region is often a relatively low resistivity region compared to the surrounding region. Therefore, if such a relative change in specific resistance can be extracted and emphasized and output, even if the change is fine, if groundwater or fault fracture zone exists in the ground, Existence can be expressed more clearly and objectively.

ところで、画像処理の技術分野では、周辺画素データとの相対変化を抽出し、強調表示するための手法として、ラプラシアンフィルターを使用することが知られている。これは、例えばデジタルカメラで取得した画像データに対し、エッジ(色分け模様の輪郭)を抽出する処理を行う際に用いられるものであり、格子状に配列された画素データを二次微分するものである。   By the way, in the technical field of image processing, it is known to use a Laplacian filter as a method for extracting and highlighting a relative change from surrounding pixel data. This is used when, for example, image data acquired by a digital camera is subjected to processing for extracting an edge (the contour of a color-coded pattern), and secondarily differentiates pixel data arranged in a grid pattern. is there.

画像データに対し、ラプラシアンフィルターを用いてエッジの抽出処理を行うという手法を、空中電磁法の測定データに基づいて算出した比抵抗データの処理に応用しようとする場合、データ密度の異方性と、そのために生じる補間領域の処理が問題となる。この点について具体的に説明すると、デジタルカメラの場合は、データ密度が均質で、基本的にエラーを含まない格子状の画素データが得られるのに対し、空中電磁法による比抵抗データは、必要な情報以上にノイズが強調されてしまう可能性がある。従って、空中電磁法による比抵抗データの処理に際し、ラプラシアンフィルターを用いた手法を単純に適用しただけでは、調査対象地盤の特質を的確に表現することはできない。   When applying the method of edge extraction processing to image data using Laplacian filter to the processing of resistivity data calculated based on the measurement data of airborne electromagnetic method, the data density anisotropy and Therefore, the processing of the interpolation area generated for that purpose becomes a problem. Specifically, in the case of digital cameras, data density is uniform, and grid-like pixel data that does not contain errors can be obtained. On the other hand, resistivity data by the air electromagnetic method is necessary. There is a possibility that noise will be emphasized over more information. Therefore, when processing the resistivity data by the aerial electromagnetic method, the characteristics of the investigation target ground cannot be accurately expressed by simply applying the method using the Laplacian filter.

本実施形態においては、次のような要領で、ラプラシアンフィルターを用いた比抵抗データの処理を実施する。これにより、上述のような問題を回避し、調査対象地盤の特質を的確に表現することができる。   In the present embodiment, specific resistance data processing using a Laplacian filter is performed in the following manner. Thereby, the above problems can be avoided and the characteristics of the investigation target ground can be accurately expressed.

まず、ステップ8において比抵抗差分解析を行ったグリッド形式の比抵抗データ(調査対象地盤において着目したい任意の鉛直断面のグリッド形式の比抵抗データ)に対し、スムージング処理を行う。この処理は、ステップ8において解析を行ったグリッド形式の比抵抗データに含まれるすべての格子点の比抵抗値を、その周辺において一定の距離にある複数(例えば、441個)の格子点の比抵抗値の平均値に置き換える、というものである。   First, the smoothing process is performed on the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the specific resistance difference analysis in Step 8 (the specific resistance data in the grid format of an arbitrary vertical section to be focused on the investigation target ground). In this process, the specific resistance values of all grid points included in the specific resistance data in the grid format analyzed in step 8 are converted into a ratio of a plurality of (for example, 441) grid points at a certain distance in the periphery. It replaces with the average value of the resistance value.

次に、スムージング処理を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、ラプラシアンフィルターを適用することにより、当該グリッド形式の比抵抗データを構成するすべての格子点の比抵抗値を、評価値に変換して出力する。具体的には、グリッド形式の比抵抗データを構成する各格子点(評価対象となる格子点)の比抵抗値を、その周辺(上方、下方、右方、及び、左方)に位置する他の四つの格子点(比較対象となる格子点)の比抵抗値と比較(差を計算)して比較値(差)を出力し、その比較値(差)の総和を、評価対象となる格子点についての比抵抗値と置き換え、評価値として出力する。   Next, by applying a Laplacian filter to the grid-type resistivity data that has been smoothed, the resistivity values of all grid points that make up the grid-type resistivity data are converted into evaluation values. Output. Specifically, the specific resistance value of each grid point (grid point to be evaluated) constituting the grid-type specific resistance data is positioned in the vicinity (upper, lower, right and left). Compares (calculates the difference) with the specific resistance value of the four grid points (comparison target) and outputs a comparison value (difference). The sum of the comparison values (difference) is the grid to be evaluated. Replace with the specific resistance value for the point and output as an evaluation value.

このように、ある格子点(評価対象となる格子点)の比抵抗値を、その周辺の格子点(比較対象となる格子点)の比抵抗値と比較する意図乃至目的は、評価対象となる格子点の比抵抗値が、その周辺の格子点の比抵抗値に対しどのような相対関係になっているかという点に着目して、その格子点の比抵抗値を評価しようとするところにある。また、ステップ8において解析を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、そのままラプラシアンフィルターを適用した場合、比抵抗値の相対関係を評価しようとするうえで本質に関係のないノイズが顕著となる場合が多く、顕在化させたい構造をうまく出現させることができないという問題があり、本実施形態においてはこのような問題を回避すべく、ラプラシアンフィルターの適用前に、上述のようなスムージング処理を行うこととしている。   Thus, the intention or purpose of comparing the specific resistance value of a certain grid point (lattice point to be evaluated) with the specific resistance value of the surrounding grid point (lattice point to be compared) is an evaluation target. Focusing on the relative relationship between the specific resistance value of a lattice point and the specific resistance value of the surrounding lattice points, we are trying to evaluate the specific resistance value of that lattice point. . In addition, when the Laplacian filter is applied as it is to the grid-type resistivity data analyzed in Step 8, noise that is irrelevant to the essence becomes significant when trying to evaluate the relative relationship of the resistivity values. In order to avoid such a problem in this embodiment, the smoothing process as described above is performed before applying the Laplacian filter. It is said.

尚、画像処理の技術分野においてラプラシアンフィルターを用いる場合、比較対象となるのは、処理対象となる画素データの「周囲に隣接する」画素データであるのに対し、本実施形態において比較対象となるのは、評価対象となる格子点の周辺において、上方、下方、右方、及び、左方へ一定の距離Dをおいた位置にある四つの格子点である。尚、距離Dの値は、測定データの密度や、検出しようとする対象(地下水、断層破砕帯など)の深度や大きさに応じて、比較を行う際に、適正な値をその都度設定する。例えば、比較的浅部の地下水の検出を対象とする場合は5m(上方、下方、右方、及び、左方へそれぞれ5m)、深部のトンネル付近の断層破砕帯の検出を対象とする場合は10m(上方、下方、右方、及び、左方へそれぞれ10m)が標準となる。   In the case of using a Laplacian filter in the technical field of image processing, the comparison target is pixel data “adjacent to the surroundings” of the pixel data to be processed, but is a comparison target in the present embodiment. These are four grid points located at a certain distance D upward, downward, rightward, and leftward around the grid point to be evaluated. Note that the value of the distance D is set to an appropriate value each time the comparison is performed according to the density of the measurement data and the depth and size of the target (groundwater, fault fracture zone, etc.) to be detected. . For example, 5 m (upper, lower, right, and left 5 m each) when detecting relatively shallow groundwater, and when detecting a fault fracture zone near a deep tunnel 10 m (10 m each upward, downward, right, and left) is the standard.

評価対象となる格子点の比抵抗値と、比較対象となる四つの格子点の比抵抗値との比較(差の計算)、及び、評価値の出力は、次のようにして行う。評価対象となる格子点の比抵抗値をMとし、比較対象となる四つの格子点の比抵抗値をA1〜A4とした場合、Mと、A1〜A4それぞれとの差を計算すると、M−A1、M−A2、M−A3、M−A4となる。ここで、Mが比較対象より小さい場合には、比較値は負の値に、Mが比較対象より大きい場合には、比較値は正の値となる。これら四つの比較値の総和(4M−A1−A2−A3−A4)を計算し、これを評価対象となる格子点における評価値として出力する。例えば、四つの比較値がすべて負の場合は、大きな負の値として累積することになり、正負が入り乱れた場合や、比抵抗値に殆ど差が無い場合には、0に近い値となる。   Comparison (specific calculation) of the specific resistance values of the lattice points to be evaluated with the specific resistance values of the four lattice points to be compared, and output of the evaluation values are performed as follows. When the specific resistance value of the lattice point to be evaluated is M and the specific resistance values of the four lattice points to be compared are A1 to A4, the difference between M and each of A1 to A4 is calculated as M− A1, M-A2, M-A3, and M-A4. Here, when M is smaller than the comparison target, the comparison value is a negative value, and when M is larger than the comparison target, the comparison value is a positive value. The sum (4M-A1-A2-A3-A4) of these four comparison values is calculated and output as an evaluation value at the lattice point to be evaluated. For example, when all the four comparison values are negative, they are accumulated as large negative values. When positive and negative values are disturbed or when there is almost no difference in specific resistance values, the values are close to zero.

このようにして、グリッド形式の比抵抗データにラプラシアンフィルターを適用することにより、すべての格子点の比抵抗値について、その周辺の格子点の比抵抗値との相対比較を行い、評価値に置き換えて出力する。そして、出力されたグリッド形式のデータ(比抵抗構造グリッドデータ)を、コンピュータプログラム(比抵抗構造グリッドデータの可視化プログラム)によって図化(可視化)し、コンピュータの画面或いは紙面に出力する。   In this way, by applying a Laplacian filter to the resistivity data in the grid format, the relative resistance values of all lattice points are compared with the resistivity values of surrounding lattice points and replaced with evaluation values. Output. Then, the output grid format data (resistivity structure grid data) is plotted (visualized) by a computer program (resistivity structure grid data visualization program) and output to a computer screen or paper.

ここで用いる比抵抗構造グリッドデータの可視化プログラムは、図4に示すように、比抵抗構造鉛直断面図や、等標高比抵抗構造断面図(水平断面図)、等深度比抵抗構造断面図等、比抵抗構造を示すグリッド形式のデータを活用するために、色調や、鳥瞰図における視点を調整して出力することにより可視化するものであり、入力値の正負、中間(ゼロ近傍の正負反転が過敏な領域)に対して独立して色調を設定できる機能、入力値の正負に対してそれぞれヒストグラムを作成し、コントラストを調整する機能、着色した結果をコンピュータのディスプレイに表示するとともに、必要に応じて紙面に印刷する機能、複数の比抵抗構造鉛直断面図(グリッド形式)(或いは、複数の比抵抗構造水平断面図)を統合し、比抵抗構造鳥瞰図を作成し、視点等を調整してコンピュータの画面に表示するとともに、必要に応じて紙面に印刷する機能を有している。   The resistivity structure grid data visualization program used here is, as shown in FIG. 4, a specific resistivity structure vertical sectional view, an iso-elevated resistivity structure sectional view (horizontal sectional view), a constant depth resistivity structure sectional view, etc. In order to utilize the grid format data indicating the resistivity structure, it is visualized by adjusting the color tone and the viewpoint in the bird's-eye view and outputting it, and the input value is positive / negative, intermediate (positive / negative inversion near zero is sensitive) A function that allows you to set the color tone independently for each area), a function that creates a histogram for each of the positive and negative values, and a function that adjusts the contrast. Integrate multiple resistivity structures vertical cross section (grid format) (or multiple resistivity structure horizontal sectional views) to create a bird's eye view of resistivity structure , And displays on the computer screen by adjusting the viewpoint, and has a function of printing on paper if necessary.

図5は、ステップ9のラプラシアン鉛直断面解析を行って出力した任意の鉛直断面についての比抵抗構造を示す断面図の例である。この図において、地表面を示す線の下側に表示されているグラデーション模様のうち、「青色表示」と示されている部分(コンピュータのディスプレイ上或いは紙面上においては青色に表示される)は、周囲より相対的に比抵抗が高い(色が濃い部分は高比抵抗の度合いが大きく、色が薄い部分は高比抵抗の度合いが小さい)ところを表し、それ以外のグラデーション模様の部分(コンピュータのディスプレイ上或いは紙面上においては赤色に表示される)は、周囲より相対的に比抵抗が低い(色が濃い部分は低比抵抗の度合いが大きく、色が薄い部分は低比抵抗の度合いが小さい)ところを表している。また、グラデーション模様が表示されていない白い部分は、比抵抗が周囲と相対的に変化していないところを表している。   FIG. 5 is an example of a cross-sectional view showing a specific resistance structure for an arbitrary vertical cross section output by performing the Laplacian vertical cross section analysis in Step 9. In this figure, of the gradation pattern displayed on the lower side of the line indicating the ground surface, the portion indicated as “blue display” (displayed in blue on the computer display or on the paper surface) Represents a place where the specific resistance is relatively higher than the surroundings (the dark part has a high degree of high specific resistance, and the light part has a low high specific resistance). The specific resistance is relatively lower than that of the surroundings (displayed in red on the display or on the paper surface) (the dark portion has a high degree of low specific resistance, and the light color portion has a low degree of low specific resistance). ) Moreover, the white part in which the gradation pattern is not displayed represents a place where the specific resistance does not change relative to the surroundings.

本実施形態の地盤の解析方法は、図5の例に示すように、評価対象となる格子点の比抵抗の値そのものを評価するのではなく、隣接する格子点間での比抵抗値の変化の割合に着目することにより、つまり、評価対象となる格子点の比抵抗値が、その周辺の格子点の比抵抗値に対しどのような相対関係になっているかという点に着目して、その格子点の比抵抗値を評価することとしているため、色分け区分の作業を人為的に行うことなく、地質及び地下水、粘土鉱物の含有状況を可視化して、高い精度で評価を行うことができる。上述の通り、調査対象地盤中に地下水或いは断層破砕帯が存在する場合、その領域は、その周辺の領域と比べ、相対的に低比抵抗域となることが多いが、本実施形態の地盤の解析方法によれば、そのような比抵抗の相対変化を抽出し、強調して出力することができるので、変化が微細であったとしても、地下水或いは断層破砕帯が地盤中に存在している場合には、その存在をより明確に、より客観的に表現することができる。   As shown in the example of FIG. 5, the ground analysis method according to the present embodiment does not evaluate the specific resistance value of the lattice point to be evaluated, but changes the specific resistance value between adjacent lattice points. In other words, by focusing on the relative value of the specific resistance value of the lattice point to be evaluated with respect to the specific resistance value of the surrounding lattice points, Since the specific resistance value of the lattice points is evaluated, it is possible to evaluate with high accuracy by visualizing the geology, the groundwater content, and the clay mineral content without manually performing the color classification work. As described above, when groundwater or fault fracture zone exists in the investigation target ground, the area is often a relatively low specific resistance area compared to the surrounding area, but the ground of the present embodiment According to the analysis method, such a relative change in specific resistance can be extracted, emphasized and output, so even if the change is fine, groundwater or fault crushing zone exists in the ground. In some cases, its existence can be expressed more clearly and objectively.

第2の実施形態に係る「地盤の解析方法」は、飛行測線直下の鉛直断面についての比抵抗構造を可視化して出力するものであり、下記のステップ1〜6を順次実行することによって実施される。
ステップ1:測定
ステップ2:測定データ全体のレベリング
ステップ3:飛行測線の測定データのレベリング
ステップ4:飛行測線直下の比抵抗鉛直断面図の作成
ステップ5:比抵抗差分解析
ステップ6:ラプラシアン鉛直断面解析
The “ground analysis method” according to the second embodiment visualizes and outputs the specific resistance structure of the vertical section directly below the flight survey line, and is executed by sequentially executing the following steps 1 to 6. The
Step 1: Measurement step 2: Leveling the entire measurement data Step 3: Leveling the measurement data of the flight line Step 4: Creating a specific resistance vertical section immediately below the flight line Step 5: Resistivity difference analysis step 6: Laplacian vertical section analysis

本実施形態における地盤の解析方法は、地山にトンネルを構築しようとする際の事前調査等において、計画路線直上のルートに沿ってヘリコプタを飛行させることによって測定データを得ることができたような場合を想定している。このような場合には、第1の実施形態におけるステップ4〜6を実行せずに、ステップ3において飛行測線(計画路線直上の飛行測線)の測定データについてレベリングを行った後、ステップ4として、そのレベリングを行った測定データから、直接的に比抵抗鉛直断面図(第1の実施形態におけるステップ7において作成する比抵抗鉛直断面図に相当)を作成した方が、マッピングによる品質低下を避ける意味で有効な場合があるからである。   The ground analysis method in the present embodiment is such that the measurement data can be obtained by flying the helicopter along the route immediately above the planned route in a preliminary survey or the like when attempting to construct a tunnel in the natural ground. Assume the case. In such a case, without performing steps 4 to 6 in the first embodiment, after leveling the measurement data of the flight survey line (the flight survey line directly above the planned route) in step 3, as step 4, Creating a specific resistivity vertical cross section (corresponding to the specific resistance vertical cross section created in step 7 in the first embodiment) directly from the leveled measurement data means avoiding quality degradation due to mapping. This is because it may be effective.

従って、本実施形態においては、ステップ1〜3(第1の実施形態におけるステップ1〜3と同一)を実行した後、ステップ4として、第1の実施形態におけるステップ7に相当する断面図の作成を行い、ステップ5として、比抵抗差分解析(第1の実施形態におけるステップ8と同一)を行い、ステップ6として、ラプラシアン鉛直断面解析(第1の実施形態におけるステップ9と同一)を行うこととしている。これらのステップを順次実行することにより、第1の実施形態と同様の効果を期待することができる。   Therefore, in the present embodiment, after executing Steps 1 to 3 (same as Steps 1 to 3 in the first embodiment), as Step 4, a cross-sectional view corresponding to Step 7 in the first embodiment is created. As step 5, a specific resistance difference analysis (same as step 8 in the first embodiment) is performed, and as a step 6, a Laplacian vertical section analysis (same as step 9 in the first embodiment) is performed. Yes. By sequentially executing these steps, the same effects as those of the first embodiment can be expected.

第3の実施形態に係る「地盤の解析方法」は、調査対象地盤の水平断面(周波数毎)についての比抵抗構造を可視化して出力するものであり、下記のステップ1〜6を順次実行することによって実施される。
ステップ1:測定
ステップ2:測定データ全体のレベリング
ステップ3:飛行測線毎の測定データのレベリング
ステップ4:グリッディング及びグリッドレベリング
ステップ5:周波数毎のマッピング
ステップ6:周波数毎のラプラシアン平面解析
The “ground analysis method” according to the third embodiment visualizes and outputs the specific resistance structure for the horizontal cross section (for each frequency) of the investigation target ground, and sequentially executes steps 1 to 6 below. To be implemented.
Step 1: Measurement step 2: Leveling of entire measurement data Step 3: Leveling of measurement data for each flight line Step 4: Gridding and grid leveling Step 5: Mapping for each frequency Step 6: Laplacian plane analysis for each frequency

本実施形態においては、周波数毎の水平断面の比抵抗構造を解析対象としているため、第1の実施形態におけるステップ6〜8は不要である。従って、本実施形態においては、ステップ1〜5(第1の実施形態におけるステップ1〜5と同一)を実行した後、ステップ6として、第1の実施形態におけるステップ9に相当するラプラシアン解析を行うこととしている。より詳細には、ステップ6として、ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データ(周波数毎の比抵抗平面図)に対し、ラプラシアン解析(第1の実施形態のステップ9のラプラシアン解析と同一)を実行する。これにより、調査対象地盤の水平断面(周波数毎)についての比抵抗構造を可視化して出力することができる。   In this embodiment, since the specific resistance structure of the horizontal cross section for every frequency is made into the analysis object, steps 6-8 in 1st Embodiment are unnecessary. Therefore, in this embodiment, after executing Steps 1 to 5 (same as Steps 1 to 5 in the first embodiment), a Laplacian analysis corresponding to Step 9 in the first embodiment is performed as Step 6. I am going to do that. More specifically, as step 6, the Laplacian analysis (the Laplacian analysis of step 9 of the first embodiment) is performed on the specific resistance data in the grid format for each frequency generated in step 5 (resistivity plan view for each frequency). The same). Thereby, the specific resistance structure about the horizontal cross section (for each frequency) of the investigation target ground can be visualized and output.

第4の実施形態に係る「地盤の解析方法」は、調査対象地盤において着目したい任意の水平断面、或いは、等深度平面についての比抵抗構造を可視化して出力するものであり、下記のステップ1〜7を順次実行することによって実施される。
ステップ1:測定
ステップ2:測定データ全体のレベリング
ステップ3:飛行測線毎の測定データのレベリング
ステップ4:グリッディング及びグリッドレベリング
ステップ5:周波数毎のマッピング
ステップ6:DEMを利用した3次元比抵抗モデルの作成
ステップ7:ラプラシアン水平断面解析・等深度平面解析
The “ground analysis method” according to the fourth embodiment is to visualize and output a specific resistance structure for an arbitrary horizontal cross section or an equal depth plane to be focused on in the investigation target ground. This is implemented by sequentially executing ˜7.
Step 1: Measurement step 2: Leveling of entire measurement data Step 3: Leveling of measurement data for each flight line Step 4: Gridding and grid leveling Step 5: Mapping for each frequency Step 6: Three-dimensional resistivity model using DEM Step 7: Laplacian horizontal section analysis and iso-depth plane analysis

本実施形態における地盤の解析方法は、着目したい任意の水平断面、或いは、等深度平面についての比抵抗構造を可視化しようとするものであるため、第1の実施形態におけるステップ7(任意の比抵抗鉛直断面図の作成)は不要である。   Since the ground analysis method in this embodiment is intended to visualize a specific resistance structure for an arbitrary horizontal cross section or an iso-depth plane to be focused, step 7 in the first embodiment (an arbitrary specific resistance) The creation of a vertical cross-section is not necessary.

従って、本実施形態においては、ステップ1〜6(第1の実施形態におけるステップ1〜6と同一)を実行した後、ステップ7として、第1の実施形態におけるステップ9に相当するラプラシアン解析を行うこととしている。より詳細には、ステップ7として、ステップ6において生成した3次元比抵抗モデルから、等間隔(例えば、5m間隔)の複数の仮想水平断面、或いは、仮想等深度平面についてのグリッド形式の比抵抗データを抽出し、それぞれのグリッド形式の比抵抗データについて、ラプラシアン解析(第1の実施形態のステップ9のラプラシアン解析と同一)を実行し、それらの結果を再構築する。これにより、調査対象地盤の任意の水平断面、或いは、等深度平面についての比抵抗構造を可視化して出力することができる。   Therefore, in this embodiment, after executing Steps 1 to 6 (same as Steps 1 to 6 in the first embodiment), Laplacian analysis corresponding to Step 9 in the first embodiment is performed as Step 7. I am going to do that. More specifically, as step 7, from the three-dimensional resistivity model generated in step 6, a plurality of virtual horizontal sections at equal intervals (for example, 5 m intervals) or grid-type resistivity data for virtual iso-depth planes Are extracted, and Laplacian analysis (same as Laplacian analysis in Step 9 of the first embodiment) is performed on the resistivity data of each grid format, and the results are reconstructed. Thereby, it is possible to visualize and output a specific resistance structure with respect to an arbitrary horizontal section of the investigation target ground or an equal depth plane.

尚、ステップ6において生成した3次元比抵抗モデルから、着目したい任意の比抵抗水平断面、或いは、等深度平面を抽出し、その抽出された断面、或いは、平面についてのみラプラシアン解析を行うと、精度が低下してしまう可能性があり、好ましくない。このため、本実施形態においては、上述の通り、3次元比抵抗モデルから、等間隔の複数の仮想水平断面等についての比抵抗データを抽出して、それぞれについてラプラシアン解析を実行するとともに、それらの結果を再構築することとしている。これにより、精度の低下を好適に防止することができる。   It should be noted that, from the three-dimensional specific resistance model generated in step 6, an arbitrary specific resistance horizontal cross section or iso-depth plane to be focused on is extracted, and Laplacian analysis is performed only on the extracted cross section or plane. May decrease, which is not preferable. Therefore, in the present embodiment, as described above, specific resistance data for a plurality of equidistant virtual horizontal sections and the like is extracted from the three-dimensional specific resistance model, and a Laplacian analysis is performed for each of them. We are going to reconstruct the results. Thereby, the fall of precision can be prevented suitably.

第5の実施形態に係る「地盤の解析方法」は、調査対象地盤において着目したい複数の鉛直断面、及び/又は、水平断面等についての複合的(立体的)な比抵抗構造を容易に把握できる鳥瞰図を出力するものであり、下記のステップ1〜7を順次実行することによって実施される。
ステップ1:測定
ステップ2:測定データ全体のレベリング
ステップ3:飛行測線毎の測定データのレベリング
ステップ4:グリッディング及びグリッドレベリング
ステップ5:周波数毎のマッピング
ステップ6:DEMを利用した3次元比抵抗モデルの作成
ステップ7:ラプラシアン鳥瞰解析
The “ground analysis method” according to the fifth embodiment can easily grasp a complex (three-dimensional) specific resistance structure for a plurality of vertical cross sections and / or horizontal cross sections to be focused on in the investigation target ground. A bird's-eye view is output, and is executed by sequentially executing the following steps 1-7.
Step 1: Measurement step 2: Leveling of entire measurement data Step 3: Leveling of measurement data for each flight line Step 4: Gridding and grid leveling Step 5: Mapping for each frequency Step 6: Three-dimensional resistivity model using DEM Step 7: Laplacian bird's-eye analysis

本実施形態においては、ステップ1〜6(第1の実施形態におけるステップ1〜6と同一)を実行した後、ステップ7として、第1の実施形態におけるステップ9に相当するラプラシアン解析を行うこととしている。より詳細には、ステップ7として、ステップ6において生成した3次元比抵抗モデルから、等間隔(例えば、5m間隔)の複数の仮想鉛直断面、及び/又は、仮想水平断面についてのグリッド形式の比抵抗データを抽出し、それぞれのグリッド形式の比抵抗データについて、ラプラシアン解析(第1の実施形態のステップ9のラプラシアン解析と同一)を実行し、それらの結果を再構築する。これにより、着目したい複数の鉛直断面、及び/又は、水平断面等についての複合的、立体的な比抵抗構造を容易に把握できる鳥瞰図を出力することができる。   In this embodiment, after executing Steps 1 to 6 (same as Steps 1 to 6 in the first embodiment), a Laplacian analysis corresponding to Step 9 in the first embodiment is performed as Step 7. Yes. More specifically, as step 7, from the three-dimensional specific resistance model generated in step 6, a plurality of virtual vertical cross sections and / or virtual horizontal cross sections with equal intervals (for example, 5 m intervals) Data is extracted, Laplacian analysis (same as Laplacian analysis in Step 9 of the first embodiment) is performed on each grid type resistivity data, and the results are reconstructed. Thereby, the bird's-eye view which can grasp | ascertain easily the composite and three-dimensional specific resistance structure about several vertical cross sections and / or a horizontal cross section etc. which should pay attention can be output.

尚、ステップ6において生成した3次元比抵抗モデルから、着目したい複数の鉛直断面、及び/又は、水平断面を抽出し、その抽出された断面についてのみラプラシアン解析を行うと、精度が低下してしまう可能性があり、好ましくない。このため、本実施形態においては、上述の通り、3次元比抵抗モデルから、等間隔の複数の鉛直断面、及び/又は、水平断面についてのグリッド形式の比抵抗データを抽出して、それぞれについてラプラシアン解析を実行するとともに、それらの結果を再構築することとしている。これにより、精度の低下を好適に防止することができる。   If a plurality of vertical sections and / or horizontal sections to be focused on are extracted from the three-dimensional resistivity model generated in step 6, and Laplacian analysis is performed only on the extracted sections, the accuracy is lowered. It is possible and not preferred. For this reason, in the present embodiment, as described above, grid-type resistivity data for a plurality of equally spaced vertical cross sections and / or horizontal cross sections is extracted from the three-dimensional specific resistance model, and Laplacian for each. The analysis is performed and the results are reconstructed. Thereby, the fall of precision can be prevented suitably.

1:ヘリコプタ、
2:電磁探査機器、
3:送信コイル、
4:地盤、
5:渦電流、
6:受信コイル
1: helicopter,
2: Electromagnetic exploration equipment,
3: Transmitting coil,
4: Ground,
5: Eddy current,
6: Receiver coil

Claims (5)

ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、
前記ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、
前記ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、
前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、
前記ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、
前記ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データと、数値標高モデルのデータとを組み合わせることにより、3次元比抵抗モデルを作成するステップ6と、
前記ステップ6において作成した3次元比抵抗モデルから、任意の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ7と、
前記ステップ7において生成した任意の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データに対し、深度方向の累積誤差を取り除くために比抵抗差分解析を行うステップ8と、
前記ステップ8において比抵抗差分解析を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、スムージング処理を行い、このスムージング処理を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、ラプラシアンフィルターを適用することにより、当該グリッド形式の比抵抗データを構成するすべての格子点の比抵抗値を、評価値に変換して出力するステップ9とを順次実行することにより、調査対象地盤において着目したい任意の鉛直断面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴とする地盤の解析方法。
Step 1 of conducting an electromagnetic exploration by aerial electromagnetic method using a helicopter and measuring the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the investigation target ground separately into the in-phase component and the out-of-phase component;
Step 2 for correcting deviation due to drift for the entire measurement data acquired by electromagnetic survey in Step 1;
Step 3 in which the measurement data subjected to the overall correction in Step 2 is divided into measurement data for each flight line, and leveling is performed, respectively.
The specific resistance value at each measurement point is calculated from the measurement data for each flight survey line that has been leveled in the step 3, interpolation processing is performed, and specific resistance data in a grid format is generated for each frequency. Generate input grid data consisting of specific resistance data and measurement data for each flight survey line leveled in step 3, grid leveling is performed on this input grid data, and errors are excluded two-dimensionally. Step 4 for obtaining leveled grid data and generating resistivity data for each flight line from the leveled grid data;
Step 5 for interpolating the resistivity data between flight survey lines based on the resistivity data for each flight survey line generated in Step 4 and performing gridding again to generate grid-type resistivity data for each frequency; ,
Step 6 of creating a three-dimensional resistivity model by combining the resistivity data in the grid format for each frequency generated in Step 5 and the data of the digital elevation model;
Generating grid-type resistivity data for an arbitrary vertical section from the three-dimensional resistivity model created in step 6;
Step 8 of performing a resistivity difference analysis on the resistivity data in the grid format for the arbitrary vertical section generated in Step 7 in order to remove accumulated errors in the depth direction;
A smoothing process is performed on the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the specific resistance difference analysis in Step 8, and a Laplacian filter is applied to the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the smoothing process. The specific resistance value of any vertical cross section to be focused on in the surveyed ground is obtained by sequentially executing step 9 of converting the specific resistance values of all grid points constituting the specific resistivity data into evaluation values and outputting them. A ground analysis method characterized by visualizing and outputting the structure.
ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、
前記ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、
前記ステップ2において全体の補正を行った測定データについてレベリングを行うステップ3と、
前記ステップ3においてレベリングを行った測定データから、飛行測線直下の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ4と、
前記ステップ4において生成した飛行測線直下の鉛直断面についてのグリッド形式の比抵抗データに対し、深度方向の累積誤差を取り除くために比抵抗差分解析を行うステップ5と、
前記ステップ5において比抵抗差分解析を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、スムージング処理を行い、このスムージング処理を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、ラプラシアンフィルターを適用することにより、当該グリッド形式の比抵抗データを構成するすべての格子点の比抵抗値を、評価値に変換して出力するステップ6とを順次実行することにより、飛行測線直下の鉛直断面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴とする地盤の解析方法。
Step 1 of conducting an electromagnetic exploration by aerial electromagnetic method using a helicopter and measuring the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the investigation target ground separately into the in-phase component and the out-of-phase component;
Step 2 for correcting deviation due to drift for the entire measurement data acquired by electromagnetic survey in Step 1;
Step 3 for leveling the measurement data subjected to the overall correction in Step 2;
Step 4 of generating resistivity data in the form of a grid for a vertical section immediately below the flight line from the measurement data leveled in Step 3;
Step 5 for performing a resistivity difference analysis to remove accumulated errors in the depth direction with respect to the grid-type resistivity data for the vertical section directly under the flight survey line generated in Step 4;
A smoothing process is performed on the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the specific resistance difference analysis in step 5, and the Laplacian filter is applied to the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the smoothing process. Visualize the resistivity structure of the vertical section directly below the flight line by sequentially executing Step 6 of converting the resistivity values of all grid points constituting the specific resistivity data into evaluation values and outputting them. A ground analysis method characterized by the output of
ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、
前記ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、
前記ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、
前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、
前記ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、
前記ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データに対し、スムージング処理を行い、このスムージング処理を行ったグリッド形式の比抵抗データに対し、ラプラシアンフィルターを適用することにより、当該グリッド形式の比抵抗データを構成するすべての格子点の比抵抗値を、評価値に変換して出力するステップ9とを順次実行することにより、調査対象地盤の周波数毎の水平断面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴とする地盤の解析方法。
Step 1 of conducting an electromagnetic exploration by aerial electromagnetic method using a helicopter and measuring the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the investigation target ground separately into the in-phase component and the out-of-phase component;
Step 2 for correcting deviation due to drift for the entire measurement data acquired by electromagnetic survey in Step 1;
Step 3 in which the measurement data subjected to the overall correction in Step 2 is divided into measurement data for each flight line, and leveling is performed, respectively.
The specific resistance value at each measurement point is calculated from the measurement data for each flight survey line that has been leveled in the step 3, interpolation processing is performed, and specific resistance data in a grid format is generated for each frequency. Generate input grid data consisting of specific resistance data and measurement data for each flight survey line leveled in step 3, grid leveling is performed on this input grid data, and errors are excluded two-dimensionally. Step 4 for obtaining leveled grid data and generating resistivity data for each flight line from the leveled grid data;
Step 5 for interpolating the resistivity data between flight survey lines based on the resistivity data for each flight survey line generated in Step 4 and performing gridding again to generate grid-type resistivity data for each frequency; ,
The smoothing process is performed on the specific resistance data in the grid format for each frequency generated in the step 5, and the Laplacian filter is applied to the specific resistance data in the grid format that has been subjected to the smoothing process. Visualize the resistivity structure of the horizontal section for each frequency of the surveyed ground by sequentially executing Step 9 of converting the resistivity values of all grid points constituting the resistivity data into evaluation values and outputting them. A ground analysis method characterized by output.
ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、
前記ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、
前記ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、
前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、
前記ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、
前記ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データと、数値標高モデルのデータとを組み合わせることにより、3次元比抵抗モデルを作成するステップ6と、
前記ステップ6において作成した3次元比抵抗モデルから、等間隔の複数の仮想水平断面、或いは、仮想等深度平面についてのグリッド形式の比抵抗データを抽出し、それぞれのグリッド形式の比抵抗データについて、ラプラシアン解析を実行し、それらの結果を再構築するステップ7とを順次実行することにより、調査対象地盤において着目したい任意の水平断面、或いは、等深度平面についての比抵抗構造を可視化して出力することを特徴とする地盤の解析方法。
Step 1 of conducting an electromagnetic exploration by aerial electromagnetic method using a helicopter and measuring the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the investigation target ground separately into the in-phase component and the out-of-phase component;
Step 2 for correcting deviation due to drift for the entire measurement data acquired by electromagnetic survey in Step 1;
Step 3 in which the measurement data subjected to the overall correction in Step 2 is divided into measurement data for each flight line, and leveling is performed, respectively.
The specific resistance value at each measurement point is calculated from the measurement data for each flight survey line that has been leveled in the step 3, interpolation processing is performed, and specific resistance data in a grid format is generated for each frequency. Generate input grid data consisting of specific resistance data and measurement data for each flight survey line leveled in step 3, grid leveling is performed on this input grid data, and errors are excluded two-dimensionally. Step 4 for obtaining leveled grid data and generating resistivity data for each flight line from the leveled grid data;
Step 5 for interpolating the resistivity data between flight survey lines based on the resistivity data for each flight survey line generated in Step 4 and performing gridding again to generate grid-type resistivity data for each frequency; ,
Step 6 of creating a three-dimensional resistivity model by combining the resistivity data in the grid format for each frequency generated in Step 5 and the data of the digital elevation model;
From the three-dimensional resistivity model created in the step 6, a plurality of equidistant virtual horizontal sections or grid-type resistivity data for virtual iso-depth planes are extracted, and for each grid-type resistivity data, By executing Laplacian analysis and sequentially executing Step 7 for reconstructing the results, the specific resistance structure of an arbitrary horizontal section or iso-depth plane to be focused on in the investigation target ground is visualized and output. A ground analysis method characterized by this.
ヘリコプタを用いた空中電磁法による電磁探査を行い、調査対象地盤における1次磁場に対する2次磁場の強さの割合を同相成分と離相成分とに分離して測定するステップ1と、
前記ステップ1の電磁探査によって取得した測定データ全体について、ドリフトによるずれを補正するステップ2と、
前記ステップ2において全体の補正を行った測定データを、飛行測線毎の測定データに分割し、それぞれレベリングを行うステップ3と、
前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データから、各測定点における比抵抗の値を計算し、補間処理を行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成し、このグリッド形式の比抵抗データと、前記ステップ3においてレベリングを行った飛行測線毎の測定データとからなる入力格子データを生成し、この入力格子データに対しグリッドレベリングを行って、2次元的にエラーを除外してレベリング済み格子データを求め、このレベリング済み格子データから、飛行測線毎の比抵抗データを生成するステップ4と、
前記ステップ4において生成した飛行測線毎の比抵抗データを基に、飛行測線間の比抵抗データを補間するとともに、再びグリッディングを行い、周波数毎にグリッド形式の比抵抗データを生成するステップ5と、
前記ステップ5において生成した周波数毎のグリッド形式の比抵抗データと、数値標高モデルのデータとを組み合わせることにより、3次元比抵抗モデルを作成するステップ6と、
前記ステップ6において作成した3次元比抵抗モデルから、等間隔の複数の仮想鉛直断面、及び/又は、仮想水平断面についてのグリッド形式の比抵抗データを抽出し、それぞれのグリッド形式の比抵抗データについて、ラプラシアン解析を実行し、それらの結果を再構築するステップ7とを順次実行することにより、調査対象地盤において着目したい複数の鉛直断面、及び/又は、水平断面についての複合的な比抵抗構造を容易に把握できる鳥瞰図を出力することを特徴とする地盤の解析方法。
Step 1 of conducting an electromagnetic exploration by aerial electromagnetic method using a helicopter and measuring the ratio of the strength of the secondary magnetic field to the primary magnetic field in the investigation target ground separately into the in-phase component and the out-of-phase component;
Step 2 for correcting deviation due to drift for the entire measurement data acquired by electromagnetic survey in Step 1;
Step 3 in which the measurement data subjected to the overall correction in Step 2 is divided into measurement data for each flight line, and leveling is performed, respectively.
The specific resistance value at each measurement point is calculated from the measurement data for each flight survey line that has been leveled in the step 3, interpolation processing is performed, and specific resistance data in a grid format is generated for each frequency. Generate input grid data consisting of specific resistance data and measurement data for each flight survey line leveled in step 3, grid leveling is performed on this input grid data, and errors are excluded two-dimensionally. Step 4 for obtaining leveled grid data and generating resistivity data for each flight line from the leveled grid data;
Step 5 for interpolating the resistivity data between flight survey lines based on the resistivity data for each flight survey line generated in Step 4 and performing gridding again to generate grid-type resistivity data for each frequency; ,
Step 6 of creating a three-dimensional resistivity model by combining the resistivity data in the grid format for each frequency generated in Step 5 and the data of the digital elevation model;
From the three-dimensional resistivity model created in step 6, grid-type resistivity data for a plurality of equally spaced virtual vertical cross sections and / or virtual horizontal cross sections is extracted. , By executing Laplacian analysis and sequentially executing step 7 for reconstructing the results, a composite resistivity structure for a plurality of vertical sections and / or horizontal sections to be focused on in the investigation target ground is obtained. A ground analysis method characterized by outputting a bird's eye view that can be easily grasped.
JP2010091934A 2010-04-13 2010-04-13 Ground analysis method by airborne electromagnetic survey method Active JP5243476B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010091934A JP5243476B2 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Ground analysis method by airborne electromagnetic survey method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010091934A JP5243476B2 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Ground analysis method by airborne electromagnetic survey method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011220911A JP2011220911A (en) 2011-11-04
JP5243476B2 true JP5243476B2 (en) 2013-07-24

Family

ID=45038072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010091934A Active JP5243476B2 (en) 2010-04-13 2010-04-13 Ground analysis method by airborne electromagnetic survey method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5243476B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105572753A (en) * 2015-12-11 2016-05-11 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Contour line mapping and high-resistance region identifying method of transient electromagnetic detection data

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5636227B2 (en) * 2010-08-31 2014-12-03 アジア航測株式会社 Ground 3D display system
JP6021454B2 (en) 2011-10-05 2016-11-09 ギガフォトン株式会社 Extreme ultraviolet light generation apparatus and extreme ultraviolet light generation method
CN106226828B (en) * 2016-07-18 2017-11-24 吉林大学 Time domain aviation electromagnetic data constraint fitting of a polynomial leveling method
KR101979936B1 (en) * 2018-06-29 2019-05-21 한국지질자원연구원 Real-time 3D geochemical anomaly detection model generating system, model generating method and computer-readable medium having a program recorded therein for executing the same
JP7240574B2 (en) * 2019-05-30 2023-03-16 株式会社ジオ・ヴェスト Exploring method, program, computer-readable recording medium storing program and computer
CN113960677B (en) * 2021-10-26 2023-09-15 北京卫星环境工程研究所 Method for rapidly judging inclination direction of target body
CN115147022B (en) 2022-09-05 2022-12-02 中国科学院地质与地球物理研究所 Engineering geological zoning method and system for complex mountain area long and large linear engineering

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003043157A (en) * 2001-07-31 2003-02-13 Hisatoshi Konishi Drift correcting method of airborne electromagnetic survey method
JP2003294853A (en) * 2002-04-04 2003-10-15 Oyo Corp Air underground structure-probing method
JP3828843B2 (en) * 2002-08-02 2006-10-04 アンリツ産機システム株式会社 X-ray foreign object detection device, X-ray foreign object detection method, and X-ray foreign object detection program
JP2009074953A (en) * 2007-09-21 2009-04-09 Kyushu Univ Electromagnetic surveying device, electromagnetic surveying method, and program
JP2009168746A (en) * 2008-01-18 2009-07-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Inspection method and inspection device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105572753A (en) * 2015-12-11 2016-05-11 云南电网有限责任公司电力科学研究院 Contour line mapping and high-resistance region identifying method of transient electromagnetic detection data

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011220911A (en) 2011-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5243476B2 (en) Ground analysis method by airborne electromagnetic survey method
Salvini et al. The use of an unmanned aerial vehicle for fracture mapping within a marble quarry (Carrara, Italy): photogrammetry and discrete fracture network modelling
Watkins et al. Appraisal of fracture sampling methods and a new workflow to characterise heterogeneous fracture networks at outcrop
Casini et al. Fracture characterization and modeling from virtual outcrops
RU2442193C2 (en) Terrain correction systems
Haddad et al. Applications of airborne and terrestrial laser scanning to paleoseismology
DE102015211801A1 (en) Locating system with hand-held locating unit
AU2013293585B2 (en) System and method for migration velocity modeling
Minisini et al. Geological data extraction from lidar 3-D photorealistic models: A case study in an organic-rich mudstone, Eagle Ford Formation, Texas
Corradetti et al. Quantitative analysis of folds by means of orthorectified photogrammetric 3D models: a case study from Mt. Catria, Northern Apennines, Italy
Wiegand et al. Regolith structure analysis—a contribution to understanding the local occurrence of shallow landslides (Austrian Tyrol)
Bonetto et al. A new application of CurvaTool semi-automatic approach to qualitatively detect geological lineaments
Schmidt et al. Raster was yesterday: using vector engines to process geophysical data
CN105241428A (en) Water depth retrieval method with hyper-spectrum
Deparis et al. Combined use of geophysical methods and remote techniques for characterizing the fracture network of a potentially unstable cliff site (the ‘Roche du Midi’, Vercors massif, France)
Colica et al. Evaluating characteristics of an active coastal spreading area combining geophysical data with satellite, aerial, and unmanned aerial vehicles images
JP2003294853A (en) Air underground structure-probing method
Calvo et al. Unlocking the correlation in fluvial outcrops by using a DOM-derived virtual datum: Method description and field tests in the Huesca fluvial fan, Ebro Basin (Spain)
CN111551956B (en) Geological disaster detection and identification method based on airborne laser radar
Tronicke et al. Vertical radar profiling: Combined analysis of traveltimes, amplitudes, and reflections
Holland et al. Evolution of fractures in a highly dynamic thermal, hydraulic, and mechanical system-(II) Remote sensing fracture analysis, Jabal Shams, Oman Mountains
Oliveira et al. Geophysical data fusion of ground-penetrating radar and magnetic datasets using 2D wavelet transform and singular value decomposition
JP5671184B1 (en) Tomographic map creating apparatus, tomographic map creating method and tomographic map creating program
Peña et al. Cover surfaces as a new technique for 3D GPR image enhancement. Archaeological applications
Ovaskainen Scalability of lineament and fracture networks within the crystalline Wiborg Rapakivi Batholith, SE Finland

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130111

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130404

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5243476

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350