JP6644970B2 - Observation system - Google Patents

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Description

本願発明は、衛星を用いて観測点の変位を継続的に観測する技術に関するものであり、より具体的には、短時間のサイクルで測位する結果、大量に得られる測位データを活用して観測点における変位ベクトルを求める観測システムに関するものである。   The present invention relates to a technology for continuously observing displacement of an observation point using a satellite. More specifically, the present invention utilizes a large amount of positioning data obtained as a result of positioning in a short cycle. The present invention relates to an observation system for obtaining a displacement vector at a point.

我が国の国土は、その2/3が山地であるといわれており、その結果、斜面を背後とする土地に住居を構えることも多く、道路や線路などは必ずといっていいほど斜面脇を通過する区間がある。そして斜面は、崩壊や地すべりといった災害の可能性を備えており、これまでもたびたび甚大な被害を被ってきた。   It is said that two-thirds of the country's land is mountainous, and as a result, there are often residences on lands behind the slopes, and roads and railways always pass by the side of the slope as much as possible. There is a section. And the slopes have the potential for disasters such as collapses and landslides, and have often suffered enormous damage.

そこで、崩壊のおそれがある斜面(自然斜面や、人工的なのり面を含む)、あるいは地すべりの兆候のある斜面では、その動きを監視するため計測が行われることがある。例えば、地すべり兆候のある斜面では、伸縮計や抜き板を利用した計測、孔内傾斜計による計測、地表面変位計測などが実施されていた。しかしながら、伸縮計や抜き板による計測では、地すべり境界(特に頭部)に亘って設置しなければ効果がなく、孔内伸縮計も地すべり深度を正確に推定しなければ効果がない上に、多数箇所設けるとコストがかかるという問題がある。   Therefore, on a slope that is likely to collapse (including a natural slope or an artificial slope) or a slope that has a sign of landslide, measurement may be performed to monitor the movement. For example, on a slope having a landslide sign, measurement using an extensometer or a punching plate, measurement using an in-hole inclinometer, measurement of ground surface displacement, and the like have been performed. However, measurement using extensometers and punched plates has no effect unless it is installed over the landslide boundary (especially the head), and in-hole extensometers have no effect unless the landslide depth is accurately estimated. There is a problem that the cost is increased if the parts are provided.

地表面変位計測は、斜面上に設置した多数の観測点の座標を求め、経時的な変位を検出することで斜面の動きを監視することから、直接的に異常を把握することができるうえ、伸縮計や孔内傾斜計のようにその効果が計器設置場所に依存することがないという長所がある。ただし従来では、トータルステーションなどを用いて人が観測点を測位していたため、大きな手間とコストを余儀なくされていた。   The ground surface displacement measurement calculates the coordinates of many observation points installed on the slope and monitors the movement of the slope by detecting the displacement over time, so it is possible to grasp the abnormality directly, There is an advantage that the effect does not depend on the installation place of the instrument unlike the extensometer and the inclinometer in the hole. However, in the past, a person had to measure the observation point using a total station or the like, which required a great deal of trouble and cost.

一方、軍事用としてのみ利用されていたGPS(Global Positioning System)が1900年代になると民生用として利用されるようになり、さらに2000年には「意図的に精度を落とす仕組み(SA:Selective Availability)」も撤廃され、容易かつ高精度に、しかもリアルタイムで現在位置を計測できるようになった。これに伴い、斜面における地表面変位計測でもGPSが活用されるようになり、特許文献1でもGPS計測によって斜面の安定性を評価する技術を提示している。   On the other hand, GPS (Global Positioning System), which was used only for military purposes, began to be used for civilian use in the 1900's, and in 2000, a mechanism for intentionally reducing accuracy (SA: Selective Availability) was used. ] Has been eliminated, and it is now possible to measure the current position easily, accurately, and in real time. Along with this, GPS has come to be used for measuring the ground surface displacement on a slope, and Patent Document 1 also discloses a technique for evaluating the stability of a slope by GPS measurement.

特許第3745280号公報Japanese Patent No. 3745280

平成22年には準天頂衛星初号機「みちびき」が上げられるなど、GPSのほか様々な衛星観測システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)が利用できるようになってきた。これは、24時間絶え間なく必要数の衛星が捉えられるようになったことを意味する。さらに、今後順調に準天頂衛星が上がっていけば、我が国では安定的な衛星測位が確約されることとなり、さらにこの手法が加速することが予想される。   In addition to GPS, various satellite observation systems (GNSS: Global Navigation Satellite System) have become available, such as the launch of the first quasi-zenith satellite "Michibiki" in 2010. This means that the required number of satellites can be captured continuously for 24 hours. Furthermore, if the quasi-zenith satellite rises smoothly in the future, stable satellite positioning will be guaranteed in Japan, and it is expected that this method will be further accelerated.

GNSSによる計測の特徴として、大量の計測データが得られる一方で、衛星配置の影響やマルチパスの影響によるデータの乱れ(いわゆるノイズ)が不可避である点が挙げられる。そのため従来では、大量のデータに対してフィルタ処理や平滑化処理を行い、計測結果をモデル化(例えばトレンドモデル)したうえで経時的な変化を監視していた。つまり、結果を得るためには相当の計算時間と計算コストを要していたわけである。   The feature of the measurement by the GNSS is that while a large amount of measurement data is obtained, data disturbance (so-called noise) due to the influence of the satellite arrangement and the influence of the multipath is inevitable. Therefore, in the related art, a filtering process or a smoothing process is performed on a large amount of data, a measurement result is modeled (for example, a trend model), and a change over time is monitored. In other words, considerable time and cost were required to obtain the result.

本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわちフィルタ処理や平滑化処理を行うことなく、計測データを直接的に処理することで、計算時間と計算コストを軽減することのできる観測システムを提供することである。   An object of the present invention is to solve the problems of the related art, that is, to reduce the calculation time and cost by directly processing the measurement data without performing a filtering process or a smoothing process. To provide an observation system that can

本願発明は、例えば同一すべり方向線上にあるなど関連性のある観測点をグループ化し、このグループ単位で評価することで斜面等の変動を判断する、という点に着目したものであり、従来にはなかった発想に基づいてなされた発明である。   The present invention focuses on the point that, for example, observation points that are related to each other, such as being on the same slip direction line, are grouped, and a change in a slope or the like is determined by evaluating the observation points in units of groups. This is an invention made based on an idea that did not exist.

本願発明の観測システムは、測位手段と、測位データ記憶手段、基準値算出手段、変位ベクトル算出手段、変動判定手段を備え、測位衛星によって観測点を測位することで斜面の変動を判定するシステムである。なお、複数の観測点が斜面上に配置され、これら観測点に対して傾斜方向(水平面内で表される方向)が個別に設定され、さらに略同一(同一含む)すべり方向線上にある観測点同士があらかじめグループ化される。測位手段は、測位時刻(測位衛星の恒星日を分割して設定される時刻)ごとに観測点の位置を測位するものであり、測位データ記憶手段は、測位手段によって得られた測位データを記憶するものである。基準値算出手段は、同じ測位時刻に測位された複数の過去の測位データに基づいて観測点ごとに基準値を算出するものであり、変位ベクトル算出手段は、測位データ及びこの測位データに対応する基準値に基づいて観測点の変位ベクトル(変位量及び変位方向からなる)を算出するものである。また変動判定手段は、観測点の変位量が変位量閾値を超え、かつ変位方向の水平成分が傾斜方向を中心とする所定範囲内にあるときに、その観測点が移動したと判断するとともに、同一グループ内の観測点の移動判断に基づいてグループごとに異常を判定し、さらにグループの異常判定に基づいて斜面の変動を判定するものである。なお、測位データに対応する基準値は、その測位データの観測点と同一の観測点を、その測位データの測位時刻と同じ測位時刻に測位した測位データに基づいて求められる基準値である。   The observation system of the present invention is a system that includes a positioning unit, a positioning data storage unit, a reference value calculation unit, a displacement vector calculation unit, and a change determination unit, and determines a change in a slope by positioning an observation point by a positioning satellite. is there. In addition, a plurality of observation points are arranged on the slope, the inclination directions (directions expressed in the horizontal plane) are individually set for these observation points, and the observation points on the substantially same (including the same) slip direction line are further set. They are grouped in advance. The positioning means measures the position of the observation point for each positioning time (time set by dividing the star date of the positioning satellite), and the positioning data storage means stores the positioning data obtained by the positioning means. Is what you do. The reference value calculating means calculates a reference value for each observation point based on a plurality of past positioning data measured at the same positioning time, and the displacement vector calculating means corresponds to the positioning data and the positioning data. The displacement vector (consisting of the displacement amount and the displacement direction) of the observation point is calculated based on the reference value. Further, the fluctuation determination means, when the displacement amount of the observation point exceeds the displacement amount threshold, and when the horizontal component of the displacement direction is within a predetermined range centered on the tilt direction, while determining that the observation point has moved, The abnormality is determined for each group based on the determination of the movement of the observation point in the same group, and the change of the slope is determined based on the abnormality determination of the group. Note that the reference value corresponding to the positioning data is a reference value obtained based on the positioning data obtained by positioning the same observation point as that of the positioning data at the same positioning time as the positioning time of the positioning data.

本願発明の観測システムは、測位周期が経過するたびに新たに基準値を算出するものとすることもできる。この場合、基準値は測位周期内に設定された一部期間内に測位された複数の前記測位データに基づいて求められる。   The observation system of the present invention may calculate a new reference value every time the positioning cycle elapses. In this case, the reference value is obtained based on a plurality of pieces of positioning data measured during a partial period set in the positioning cycle.

本願発明の観測システムは、複数の前記測位データから特異値(測位データ閾値を超える測位データ)を排除したうえで基準値を算出する基準値算出手段を備えたものとすることもできる。   The observation system of the present invention may be provided with a reference value calculating means for calculating a reference value after excluding a singular value (positioning data exceeding a positioning data threshold) from the plurality of pieces of positioning data.

本願発明の観測システムには、次のような効果がある。
(1)フィルタ処理や平滑化処理を行うことなく、計測データを直接的に処理するため、計算時間と計算コストを軽減することができる。
(2)測位データと基準値を照らし合わせるだけで変位ベクトルを算出する結果、略リアルタイムで斜面等の変動判断を行うことができる。
(3)複数の観測点を組み合わせた判断(いわゆる多点相関)とすることで、さらに信頼度の高い変動判定を行うことができる。
The observation system of the present invention has the following effects.
(1) Since the measurement data is directly processed without performing the filtering process and the smoothing process, the calculation time and the calculation cost can be reduced.
(2) As a result of calculating the displacement vector only by comparing the positioning data with the reference value, it is possible to determine the fluctuation of the slope or the like in substantially real time.
(3) By using a combination of a plurality of observation points (so-called multipoint correlation), it is possible to perform a variation determination with higher reliability.

第1の実施形態の観測システムを説明するブロック図。FIG. 1 is a block diagram illustrating an observation system according to a first embodiment. 第1の実施形態の主な処理の流れを示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing a main processing flow of the first embodiment. 標本代表値を説明するモデル図。FIG. 3 is a model diagram illustrating sample representative values. 観測期間内にある標本代表値から求められる観測値を示すモデル図。FIG. 4 is a model diagram showing observation values obtained from sample representative values in an observation period. (a)はX座標について測位データの時系列グラフと観測値の時系列グラフを比較した説明図、(b)はY座標について測位データの時系列グラフと観測値の時系列グラフを比較した説明図、(c)はZ座標について測位データの時系列グラフと観測値の時系列グラフを比較した説明図。(A) is an explanatory diagram comparing a time series graph of positioning data and a time series graph of observed values for the X coordinate, and (b) is an explanatory diagram comparing a time series graph of positioning data and a time series graph of observed values for the Y coordinate. FIG. 3C is an explanatory diagram comparing a time-series graph of positioning data and a time-series graph of observed values for the Z coordinate. 第2の実施形態の観測システムを説明するブロック図。FIG. 4 is a block diagram illustrating an observation system according to a second embodiment. 基準値を求める期間と、基準値を更新する期間を説明するためのモデル図。FIG. 4 is a model diagram for explaining a period for obtaining a reference value and a period for updating the reference value. 基準値の算出方法を説明するためのモデル図。FIG. 4 is a model diagram for explaining a method of calculating a reference value. 第2の実施形態の主な処理の流れを示すフロー図。FIG. 9 is a flowchart showing a main processing flow of the second embodiment.

(第1の実施形態)
本願発明の観測システムの実施形態の第1の例を、図1〜5に基づいて説明する。本願発明の観測システムは、変動する可能性がある対象(以下、「観測対象」という。)を観測するもので、具体的には、観測対象に設置された複数の観測点の動きを把握することによって、観測対象そのものの動きを判断するシステムである。なお、ここでは便宜上、観測対象を斜面とした場合で説明する。
(First embodiment)
A first example of an embodiment of the observation system of the present invention will be described with reference to FIGS. The observation system of the present invention observes an object that may fluctuate (hereinafter, referred to as “observation object”), and specifically, grasps movements of a plurality of observation points installed in the observation object. This is a system that determines the movement of the observation target itself. Here, for convenience, the case where the observation target is a slope will be described.

はじめに、図1を参照しながら本実施形態の観測システム100の構成について説明する。この図に示すように観測システム100は、主に測位手段110とサーバ装置120で構成され、これらは無線通信手段(又は有線通信手段)で接続されている。測位手段110は斜面上の観測点に設置され、サーバ装置120は現地(斜面)から離れた場所に設けられる。なおこの図では、1つのサーバ装置120に対して1つの測位手段110が接続されているが、通常は、1箇所の斜面に複数の測位手段110(つまり観測点)が設置され、しかも複数個所の斜面の測位手段110と1つのサーバ装置120が接続される。   First, the configuration of the observation system 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in this figure, the observation system 100 mainly includes a positioning unit 110 and a server device 120, which are connected by wireless communication means (or wired communication means). The positioning means 110 is provided at an observation point on a slope, and the server device 120 is provided at a location remote from the site (slope). Although one positioning device 110 is connected to one server device 120 in this figure, a plurality of positioning devices 110 (that is, observation points) are usually installed on one slope, and a plurality of And one server device 120 are connected.

測位手段110は、図1に示すように受信手段111と、演算手段112、通信手段113を含んで構成される。受信手段111は、衛星Sからの信号を受信するもので、アンテナと受信機を備えている。ここで受信した記録(観測データ)は演算手段112に受け渡される。   The positioning means 110 includes a receiving means 111, a calculating means 112, and a communication means 113 as shown in FIG. The receiving unit 111 receives a signal from the satellite S, and includes an antenna and a receiver. The record (observation data) received here is passed to the calculating means 112.

演算手段112は、受け取った観測データを演算処理することで、受信機111の設置位置、つまり観測点の座標を算出し「測位データ」として出力する。ところで、観測データに基づいて測位データを算出する方法(測位手法)は、単独測位方式と干渉測位方式に二分され、さらに単独測位方式には絶対単独測位とディファレンシャル測位が、干渉測位方式にはスタティック測位とキネマティック測位があることが知られている。   The calculation means 112 calculates the installation position of the receiver 111, that is, the coordinates of the observation point, by calculating the received observation data, and outputs the result as "positioning data". By the way, the method of calculating the positioning data based on the observation data (positioning method) is divided into a single positioning method and an interference positioning method. It is known that there are positioning and kinematic positioning.

本願発明ではいずれの方式を採用することもできるが、ここでは便宜上、測位手法をキネマティック測位のうち特にリアルタイムキネマティック測位(RTK)とした場合で説明する。したがって、変動しない基準点(参照点)を斜面以外の場所に設けるとともに受信手段111を設置し、基準点と観測点で同時に4以上の衛星から観測データを受信する。なおこの場合、観測点の演算手段112は基準点の観測データを必要とするが、これは無線通信又は有線通信によって基準点の受信手段111から各観測点の測位手段110に送られる。なお、測位データを算出する間隔(エポック)は、測位手法によって大きく異なるが、RTKではエポックを1秒間とするのが主流であり、ここでも測位データの算出を毎秒間隔とした場合で説明する。   Although any method can be adopted in the present invention, a case where the positioning method is kinematic positioning, in particular, real-time kinematic positioning (RTK) will be described for convenience. Therefore, a reference point (reference point) which does not fluctuate is provided at a place other than the slope, and the receiving means 111 is provided. In this case, the observation point calculating means 112 needs the observation data of the reference point, which is transmitted from the reference point receiving means 111 to the positioning means 110 of each observation point by wireless communication or wired communication. The interval (epoch) at which the positioning data is calculated varies greatly depending on the positioning method. However, in the RTK, the epoch is set to one second, and here, the calculation of the positioning data will be described at an interval of every second.

通信手段113は、サーバ装置120に測位データを送信するもので、この測位データは例えばインターネットを経由してサーバ装置120に送られる。なお通信手段113は、測位データを送信するほか、基準点に設置された受信手段111からの観測データや、サーバ装置120からの様々なデータなどを受信することもできる。また測位手段110は、太陽光発電装置といった発電手段114を備えることもできる。データの送受信をすべて無線で行い、さらに発電手段114を利用することで商用電力の使用を回避でき、その結果、斜面上には一切の配線がなくなり景観やメンテナンスの点で好適となる。   The communication unit 113 transmits positioning data to the server device 120, and the positioning data is transmitted to the server device 120 via, for example, the Internet. In addition to transmitting the positioning data, the communication unit 113 can also receive observation data from the receiving unit 111 installed at the reference point, various data from the server device 120, and the like. Further, the positioning means 110 may include a power generation means 114 such as a photovoltaic power generator. By transmitting and receiving data wirelessly and using the power generation means 114, it is possible to avoid the use of commercial power. As a result, there is no wiring on the slope, which is favorable in terms of landscape and maintenance.

本実施形態のサーバ装置120は、図1に示すように測位データ記憶手段121と、標本抽出手段122、標本補正手段123、標本代表値算出手段124、観測値算出手段125、変位ベクトル算出手段126、変動判定手段127を含んで構成される。これらサーバ装置120が備える各手段については、図2のフロー図を参照しながら詳しく説明する。   As shown in FIG. 1, the server device 120 according to the present embodiment includes a positioning data storage unit 121, a sample extraction unit 122, a sample correction unit 123, a sample representative value calculation unit 124, an observation value calculation unit 125, and a displacement vector calculation unit 126. , And a fluctuation determining means 127. Each unit of the server device 120 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

図2は、第1の実施形態の主な処理の流れを示すフロー図であり、中央の列に実施する処理を示し、左列にはその処理に必要な入力情報を、右列にはその処理から生まれる出力情報を示している。はじめに、標本サイズを設定する(Step10)。ここで標本とは、観測時刻における測位データを推定(後述)するために用いられるデータ集合であり、このデータ集合は観測時刻から所定期間遡った範囲内にある観測データの集まりである。つまり標本サイズを設定することは、観測時刻から遡る所定期間を定めることにほかならない。   FIG. 2 is a flowchart showing a main processing flow of the first embodiment, in which processing to be performed is shown in a center column, input information necessary for the processing is shown in a left column, and the input information is shown in a right column. The output information resulting from the processing is shown. First, the sample size is set (Step 10). Here, the sample is a data set used for estimating the positioning data at the observation time (described later), and this data set is a collection of observation data within a range that is retroactive from the observation time for a predetermined period. In other words, setting the sample size is nothing less than determining a predetermined period going back from the observation time.

観測時刻から遡る所定期間は、衛星配置のサイクルを勘案した上で設定するとよい。衛星配置は刻々と変化するが、一定時間が経過すると元の配置に戻る。つまり、ある周期(サイクル)をもって、種々の配置を繰り返しているわけである。このサイクルは、打ち上げられる衛星の数によって変わっていくが、現時点では概ね24時間といわれており、ここでも1サイクルすなわち「観測時刻から遡る所定期間」を24時間とした場合で説明する。したがって本実施形態の例では、標本サイズが24×60×60個で設定される(Step10)。   The predetermined period that precedes the observation time may be set in consideration of the satellite arrangement cycle. Although the satellite configuration changes every moment, it returns to the original configuration after a certain period of time. That is, various arrangements are repeated with a certain cycle (cycle). This cycle varies depending on the number of satellites to be launched, but is currently said to be approximately 24 hours at the present time. Here, one cycle, that is, the "predetermined period from the observation time" is set to 24 hours. Therefore, in the example of the present embodiment, the sample size is set to 24 × 60 × 60 (Step 10).

標本サイズが定まると、バックグラウンド解析を行う(Step20)。バックグラウンド解析とは、観測対象が変動していない状態で所定期間(例えば5〜10日間)だけ観測した結果を解析するもので、具体的にはここで得られた測位データの集合から特異値を抽出し、この特異値を「測位データ閾値」として設定する。例えばバックグラウンド解析期間に得られた測位データ集合が正規分布に従うと考え、測位データ閾値を3σ(σは標準偏差)として設定することができる。つまり、測位データ閾値である±3σを超える計測データは、特異値として認定するわけである。   When the sample size is determined, background analysis is performed (Step 20). The background analysis is to analyze the result of observation for a predetermined period (for example, 5 to 10 days) in a state where the observation target is not changed. Specifically, a singular value is obtained from a set of positioning data obtained here. Is extracted, and this singular value is set as a “positioning data threshold value”. For example, it is considered that the positioning data set obtained during the background analysis period follows a normal distribution, and the positioning data threshold can be set as 3σ (σ is a standard deviation). In other words, measurement data exceeding the positioning data threshold ± 3σ is recognized as a singular value.

ここまでのステップ(Step10〜Step20)はいわば準備段階であり、以降説明するステップが本格的な観測段階となる。観測が開始されると、測位手段110が出力した測位データを、サーバ装置120が受信し、測位データ記憶手段121で記憶していく(図1)。そして標本抽出手段122が、測位データ記憶手段121から標本(以下、「原標本N」という。)を抽出する(Step30)。もちろんここで抽出する原標本Nの大きさは、先に設定した標本サイズ(24時間分の測位データ)である。   The steps up to this point (Step 10 to Step 20) are so-called preparation stages, and the steps to be described below are full-scale observation stages. When the observation is started, the positioning data output by the positioning means 110 is received by the server device 120 and stored in the positioning data storage means 121 (FIG. 1). Then, the sample extracting unit 122 extracts a sample (hereinafter, referred to as “original sample N”) from the positioning data storage unit 121 (Step 30). Of course, the size of the original sample N extracted here is the sample size (positioning data for 24 hours) set previously.

原標本Nが得られると、標本補正手段123(図1)によって、原標本Nを補正する(Step40)。具体的には、バックグラウンド解析(Step20)で設定した測位データ閾値を用いて、原標本Nに含まれる特異値を排除する。その結果得られるのが、「補正標本n」である。   When the original sample N is obtained, the original sample N is corrected by the sample correcting means 123 (FIG. 1) (Step 40). Specifically, the singular value included in the original sample N is eliminated using the positioning data threshold set in the background analysis (Step 20). The result is "corrected sample n".

次に標本代表値算出手段124(図1)が、補正標本nに基づいて、観測時刻における測位データを推定する。観測時刻における測位データは、測位手段110によって直接的に得られるが、本願発明では「観測時刻から遡る所定期間」にある測位データの傾向も勘案したうえで測位データを推定することとしている。具体的には、標本代表値算出手段124が、補正標本nを単純平均したり、観測時直近から重みを付する加重平均としたり、その他種々の統計処理を行うことで、観測時刻における測位データを推定し、これを「標本代表値d」として出力する(Step50)。図3は、標本代表値dを説明するモデル図であり、観測時刻から24時間遡った期間を対象として標本代表値dを推定しており、そして1エポック(ここでは1秒間)につき1つの標本代表値が得られることを示している。   Next, the sample representative value calculating means 124 (FIG. 1) estimates the positioning data at the observation time based on the corrected sample n. The positioning data at the observation time is directly obtained by the positioning means 110. However, in the present invention, the positioning data is estimated in consideration of the tendency of the positioning data in the "predetermined period from the observation time". Specifically, the sample representative value calculation means 124 performs simple averaging of the corrected sample n, weighted averaging with weights immediately after the observation, and various other statistical processes to perform positioning data at the observation time. Is estimated and output as “sample representative value d” (Step 50). FIG. 3 is a model diagram for explaining the sample representative value d, in which the sample representative value d is estimated for a period preceding by 24 hours from the observation time, and one sample per epoch (here, one second). This shows that a representative value can be obtained.

ところで、上記のとおり標本代表値dは毎秒出力されることから、結果的には大量の標本代表値dが蓄積されることになる。これらすべての標本代表値dを対象として評価することは容易ではない。したがって本願発明では、標本代表値dをある程度まとめ、その代表値(後述の観測値)に対して評価することとした。   By the way, since the sample representative value d is output every second as described above, a large amount of the sample representative value d is eventually accumulated. It is not easy to evaluate all of these sample representative values d. Therefore, in the present invention, the sample representative values d are summarized to some extent, and the representative values (observed values to be described later) are evaluated.

図4は、観測期間内にある標本代表値dから求められる「観測値」を示すモデル図である。ここで観測期間とは、複数の標本代表値dを集合させるための期間であり、観測値とは、観測期間内にある標本代表値dを代表する値である。観測値は、観測期間内にある標本代表値dを単純平均したり、観測時直近から重みを付する加重平均としたり、その他種々の統計処理を行うことで算出することができる。この図の例では、観測期間を5分間としており、つまり5×60=300個の標本代表値dに基づいて観測値を求めている。もちろん観測期間は5分に限らず、状況に応じて適宜設計することができる。   FIG. 4 is a model diagram showing “observed values” obtained from the sample representative values d within the observation period. Here, the observation period is a period for collecting a plurality of sample representative values d, and the observation value is a value representing the sample representative value d within the observation period. The observation value can be calculated by simply averaging the sample representative value d within the observation period, by using a weighted average that assigns a weight from the most recent observation, or by performing various other statistical processes. In the example of this figure, the observation period is set to 5 minutes, that is, the observation values are obtained based on 5 × 60 = 300 sample representative values d. Of course, the observation period is not limited to 5 minutes, and can be appropriately designed according to the situation.

図2に示すように、標本代表値dを求めると観測期間を経過したか否かを判断する(Step60)。観測期間経過の起点は、観測開始もしくは前回の観測値算出時刻である。観測期間が経過していなければ(No)、繰り返し標本代表値dを求め(Step30〜Step50)、観測期間が経過するタイミングであれば(Yes)、次のステップに進む。   As shown in FIG. 2, when the sample representative value d is obtained, it is determined whether or not the observation period has elapsed (Step 60). The starting point of the passage of the observation period is the start of the observation or the previous observation value calculation time. If the observation period has not elapsed (No), the sample representative value d is repeatedly obtained (Step 30 to Step 50). If the observation period has elapsed (Yes), the process proceeds to the next step.

観測期間が経過すると、観測値算出手段125(図1)が、観測期間内にある標本代表値dに基づいて観測値(図4)を求める。そして変位ベクトル算出手段126(図1)が、2時期の観測値、すなわち前回の観測値と今回の観測値に基づいて「変位ベクトル」を算出する(Step80)。観測値は当該観測点の3次元座標であるから、2時期の座標により求められる変位ベクトルは、大きさ(変位量)と方向(変位方向)を具備している。変位ベクトルが得られると、変動判定手段127(図1)が、この変位ベクトルに基づいて当該斜面(観測対象)の変動の有無を判定する(Step90)。   After the observation period has elapsed, the observation value calculation means 125 (FIG. 1) obtains the observation value (FIG. 4) based on the sample representative value d within the observation period. Then, the displacement vector calculating means 126 (FIG. 1) calculates a "displacement vector" based on the observation values of the two periods, that is, the previous observation value and the current observation value (Step 80). Since the observed value is the three-dimensional coordinates of the observation point, the displacement vector obtained from the coordinates of two periods has a magnitude (displacement amount) and a direction (displacement direction). When the displacement vector is obtained, the fluctuation determining means 127 (FIG. 1) determines whether or not the slope (observation target) has changed based on the displacement vector (Step 90).

以下、変動判定手段127による変動判定について詳しく説明する。図5は、測位データを時系列でプロットしたグラフ図(左側)と、観測値を時系列でプロットしたグラフ図(右側)を比較した説明図であり、(a)はX座標(例えば南北方向)の変化、(b)はY座標(例えば東西方向)の変化、(c)はZ座標(例えば鉛直方向)の変化を示している。   Hereinafter, the fluctuation determination by the fluctuation determining means 127 will be described in detail. FIG. 5 is an explanatory diagram comparing a graph diagram (left side) in which positioning data is plotted in a time series and a graph diagram (right side) in which observed values are plotted in a time series. ), (B) shows a change in the Y coordinate (for example, east-west direction), and (c) shows a change in the Z coordinate (for example, vertical direction).

この図から分かるように、X座標に関しては観測期間終盤に大きな変位を生じており、Z座標に関しては観測期間中盤に相当の変位を生じている。この変位が、正常な範囲である、あるいは異常値であると判断することによって、当該斜面(観測対象)の変動の有無を判定することができる。そして変動判定手段127が、変位の正常/異常を機械的に判定するため、閾値(以下、「変位量閾値」)が設けられる。すなわち変動判定手段127が、取得した変位量(2時期の観測値に基づいて求められる値)と、あらかじめ定めた変位量閾値を照らし合わせ、変位量が変位量閾値を超えているときに当該斜面が変動していると判定する。なおこの場合、X座標、Y座標、Z座標のいずれか一つでも変位量閾値を超えているときに変動判定することもできるし、2種以上の座標が変位量閾値を超えているときに変動判定することもできる。   As can be seen from this figure, a large displacement occurs at the end of the observation period with respect to the X coordinate, and a considerable displacement occurs during the observation period with respect to the Z coordinate. By determining that this displacement is within a normal range or an abnormal value, it is possible to determine whether or not the slope (observation target) has changed. Then, a threshold (hereinafter, referred to as a “displacement amount threshold”) is provided so that the variation determination unit 127 mechanically determines whether the displacement is normal or abnormal. That is, the fluctuation determining unit 127 collates the acquired displacement amount (a value obtained based on the observation values of the two periods) with a predetermined displacement amount threshold value, and when the displacement amount exceeds the displacement amount threshold value, Is determined to be fluctuating. In this case, the variation can be determined when any one of the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate exceeds the displacement amount threshold, and when two or more types of coordinates exceed the displacement amount threshold The fluctuation can also be determined.

変位ベクトルが変位量と変位方向を具備していることは既に説明したとおりであり、このうち変位量に応じて変動判定する手法について上記のとおり説明した。一方、変位量に加え変位方向に応じて変動判定することもできる。斜面は当然ながら傾斜しており、浅層/深層崩壊や地すべりは概ねこの傾斜に沿って移動していく。つまり、斜面の移動方向として最も危険なのが、この斜面が傾斜する方向である。   The fact that the displacement vector has the displacement amount and the displacement direction is as described above, and among them, the method of determining the variation according to the displacement amount has been described as above. On the other hand, it is also possible to determine the fluctuation in accordance with the displacement direction in addition to the displacement amount. The slope is naturally sloped, and shallow / deep collapses and landslides generally move along this slope. That is, the most dangerous movement direction of the slope is the direction in which the slope is inclined.

そこで、斜面に配置される複数の観測点それぞれに対して、個別に危険な方向を設定し、さらにその方向のうち水平成分を「傾斜方向」として設定する。さらに傾斜方向にある程度の余裕を持たせるため、幅(つまりバッファ)を設定する。具体的には、観測点を起点として傾斜方向を描き、その両側に観測点を中心とする扇形を形成し、この範囲を「危険範囲」として設定する。なお、扇形の中心角は90度未満の任意の角度で設計することができる。そして変動判定手段127が、変位量閾値を超える変位量を示す観測点に対してさらに、取得した変位方向(水平成分)と、あらかじめ定めた危険範囲を照らし合わせ、変位方向が危険範囲に向いているときに当該斜面が変動していると判定する。なおこの場合、1の観測点が危険範囲内に向いているときに変動判定することもできるし、所定数(2以上)の観測点が危険範囲内に向いているときに変動判定することもできる。   Therefore, a dangerous direction is individually set for each of the plurality of observation points arranged on the slope, and the horizontal component among the directions is set as the “tilt direction”. Further, a width (that is, a buffer) is set in order to allow a certain margin in the tilt direction. Specifically, the oblique direction is drawn with the observation point as a starting point, and a sector having the observation point as the center is formed on both sides thereof, and this range is set as a “dangerous area”. The central angle of the sector can be designed at any angle less than 90 degrees. Then, the fluctuation determination unit 127 further illuminates the obtained displacement direction (horizontal component) with the predetermined danger range with respect to the observation point indicating the displacement amount exceeding the displacement amount threshold value, and the displacement direction is directed to the danger range. It is determined that the slope is fluctuating when there is. In this case, the fluctuation can be determined when one observation point is in the danger range, or the fluctuation can be determined when a predetermined number (two or more) of the observation points are in the danger range. it can.

また、多点相関の概念を取り入れた変動判定を行うこともできる。例えば、それぞれ離れた位置にある5点の観測点が異常な動きを示す場合と、ある特定の範囲内にある5点が異常値を示す場合では、明らかに後者の方が斜面にとっては危険である。そこで、斜面上に配置された多数の観測点に対して、関連性のある観測点同士をあらかじめグループ化しておく。ここで関連性を判断する場合、観測点間の距離が近いほど関連があるとしたり、同一測線(すべり方向線)上にあるものを関連があるとしたり、地質分類が同じ位置にあるものを関連があるとしたり、種々の条件に基づいて判断することができる。そしてグループ化された観測点すべてが変位量閾値を超える変位量を示すときに、あるいはグループ化された観測点すべてが変位量閾値を超えかつ変位方向が危険範囲に向いているときに、変動判定手段127は当該斜面が変動していると判定する。なおこの場合、1のグループでも異常があれば変動判定することもできるし、所定数(2以上)のグループが異常を示したときに変動判定することもできる。   Further, it is also possible to perform a variation determination that incorporates the concept of multipoint correlation. For example, in the case where five observation points at distant positions show abnormal movement and the case where five points in a specific range show abnormal values, the latter is obviously more dangerous for slopes. is there. Therefore, with respect to a large number of observation points arranged on the slope, related observation points are grouped in advance. When determining the relevancy here, the closer the distance between the observation points is, the more relevant it is, the one on the same survey line (slip direction line) is considered relevant, and the one with the same geological classification is It can be determined that they are related or can be determined based on various conditions. Then, when all of the grouped observation points indicate a displacement amount exceeding the displacement amount threshold value, or when all of the grouped observation points exceed the displacement amount threshold value and the displacement direction is directed to the dangerous area, the fluctuation determination is performed. Means 127 determines that the slope is changing. In this case, if even one group has an abnormality, the fluctuation can be determined, or the fluctuation can be determined when a predetermined number (two or more) of the groups indicate the abnormality.

上記のほか、単位期間における変位量、すなわち変位速度に基づいて変動判定することもできるし、ある時点からの累積変位量や、観測時刻を基準とした所定期間内の累積変位量に基づいて変動判定することもできる。   In addition to the above, the variation can be determined based on the displacement amount in a unit period, that is, the displacement speed, and the variation can be determined based on the cumulative displacement amount from a certain point in time or the cumulative displacement amount within a predetermined period based on the observation time. It can also be determined.

(第2の実施形態)
本願発明の観測システムの実施形態の第2の例を、図6〜9に基づいて説明する。なお、第1の実施形態で説明した内容と重複する説明は避け、第2の実施形態に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、第1の実施形態で説明したものと同様である。
(Second embodiment)
A second example of the embodiment of the observation system according to the present invention will be described with reference to FIGS. It should be noted that description overlapping with the content described in the first embodiment will be avoided, and only content unique to the second embodiment will be described. That is, the contents not described here are the same as those described in the first embodiment.

はじめに、図6を参照しながら本実施形態の観測システム100の構成について説明する。この図に示すように観測システム100は第1の実施形態と同様、主に測位手段110とサーバ装置120で構成され、これらは無線通信手段(又は有線通信手段)で接続されている。なお測位手段110については、第1の実施形態と同様の内容であるため、ここでの説明は省略する。   First, the configuration of the observation system 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in this figure, as in the first embodiment, the observation system 100 mainly includes a positioning unit 110 and a server device 120, and these are connected by wireless communication means (or wired communication means). Note that the positioning means 110 has the same contents as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

本実施形態のサーバ装置120は、図6に示すように測位データ記憶手段121と、測位データ読出手段128、基準値算出手段129、変位ベクトル算出手段126、変動判定手段127を含んで構成される。   As shown in FIG. 6, the server device 120 according to the present embodiment includes a positioning data storage unit 121, a positioning data reading unit 128, a reference value calculation unit 129, a displacement vector calculation unit 126, and a fluctuation determination unit 127. .

ところで本実施形態は、測位データと「基準値」を照らし合わせて変位ベクトルを算出するという点が一つの特徴となっている。そこで、まずこの基準値について詳しく説明する。図7は、基準値を求める期間(以下、「基準値設定期間」という。)と、基準値を更新する期間(以下、「測位周期」という。)を説明するためのモデル図であり、図8は、基準値の算出方法を説明するためのモデル図である。   By the way, one feature of the present embodiment is that the displacement vector is calculated by comparing the positioning data with the “reference value”. Therefore, the reference value will be described first in detail. FIG. 7 is a model diagram for explaining a period for obtaining a reference value (hereinafter, referred to as “reference value setting period”) and a period for updating the reference value (hereinafter, referred to as “positioning cycle”). FIG. 8 is a model diagram for explaining a method of calculating a reference value.

基準値は、図7に示すようにあらかじめ定めた基準値設定期間内の測位データ(測位衛星で観測点を測位した結果)に基づいて、観測点ごとに算出される。より具体的には、同一の観測点を同じ「測位時刻」で測位した過去の測位データによって求められる。ここで測位時刻とは、太陽を基準とした1日(以下、「太陽日」という。)を基に刻まれる時刻ではなく、測位衛星の動きに合わせて設定される時刻である。測位衛星は、見かけの日周運動に基づく公転周期(以下、「恒星日」という。)で同じ位置に配置され、そしてこの恒星日は太陽日(24時間)よりも3分56秒だけ短い。この恒星日を、一定の間隔(例えば、1秒間)で分割して設定されるのが測位時刻である。   The reference value is calculated for each observation point based on positioning data (result of positioning the observation point by the positioning satellite) within a predetermined reference value setting period as shown in FIG. More specifically, it is obtained from past positioning data obtained by positioning the same observation point at the same “positioning time”. Here, the positioning time is a time set in accordance with the movement of the positioning satellite, not a time stamped on the basis of one day (hereinafter, referred to as a "sunday") based on the sun. The positioning satellites are co-located in a revolving cycle based on the apparent diurnal motion (hereinafter referred to as “stellar day”), and the star day is shorter by 3 minutes and 56 seconds than the solar day (24 hours). It is the positioning time that is set by dividing the star day at regular intervals (for example, one second).

図8では、1の恒星日に対して測位時刻T0〜Tnが設定されており、つまり毎日(毎恒星日)測位時刻T0〜Tnにおいて測位されている。またこの図では、基準値設定期間を最初の5日間(毎恒星日)としている。したがって、例えば測位時刻T5における基準値は、第1日目の測位時刻T5から第5日目の測位時刻T5まで5つの測位データを用いて算出される。基準値の算出手法としては、5つの測位データを単純平均したり、現在時直近から重みを付する加重平均としたり、その他種々の統計処理で算出することができる。なお図8では、測位時刻T5の例で基準値を説明しているが、当然ながら他の測位時刻においても同様にして基準値が求められ、すなわち測位時刻ごとに測位時刻の数だけ基準値は算出される。また基準値設定期間は、5日に限らず任意の期間(例えば測位周期に応じた期間)で設定することができることはいうまでもない。   In FIG. 8, the positioning times T0 to Tn are set for one stellar day, that is, the positioning is performed every day (every stellar day) at the positioning times T0 to Tn. In this figure, the reference value setting period is the first five days (every star day). Therefore, for example, the reference value at the positioning time T5 is calculated using five pieces of positioning data from the positioning time T5 on the first day to the positioning time T5 on the fifth day. As a calculation method of the reference value, a simple average of five pieces of positioning data, a weighted average weighted from the latest at the present time, or a variety of other statistical processing can be used. In FIG. 8, the reference value is described using the example of the positioning time T5. However, the reference value is naturally obtained in other positioning times in the same manner. That is, the reference value is equal to the number of the positioning times for each positioning time. Is calculated. Needless to say, the reference value setting period can be set not only for five days but also for an arbitrary period (for example, a period corresponding to a positioning cycle).

ここまで説明したとおり基準値は、観測点ごとに、しかも測位時刻ごとに求められる。この基準値は、一旦算出した値をそのまま使用し続けることもできるし、図7に示すように測位周期(例えば、恒星日を基準した1ヶ月)が経過するたびに更新(つまり再計算)することもできる。図7では、測位周期のはじめに基準値設定期間(例えば、5恒星日)を設け、残りの期間を「測位期間」としている。つまり、測位周期のはじめに基準値を算出し、この基準値をもって測位期間に測位した測位データと照らし合わせるわけである。そして1の測位周期が経過すると次の測位周期が始まり、新たに基準値が算出される。   As described above, the reference value is obtained for each observation point and for each positioning time. As the reference value, the value once calculated can be used as it is, or as shown in FIG. 7, it is updated (that is, recalculated) every time a positioning cycle (for example, one month based on a stellar day) elapses. You can also. In FIG. 7, a reference value setting period (for example, 5 star days) is provided at the beginning of the positioning cycle, and the remaining period is defined as a “positioning period”. That is, a reference value is calculated at the beginning of the positioning cycle, and the reference value is compared with positioning data measured during the positioning period. When one positioning cycle elapses, the next positioning cycle starts, and a new reference value is calculated.

図7を参照してさらに具体的に説明する。第1測位周期が始まると、第1の基準値設定期間で得られた測位データから第1基準値が算出され、第1の測位期間で得られた測位データと第1基準値が照らし合わされる。そして第2測位周期が始まると、第2の基準値設定期間で得られた測位データから第2基準値が算出され、第2の測位期間で得られた測位データと第2基準値が照らし合わされる。なお、第2の基準値設定期間で得られた測位データと基準値を照らし合わせる場合は、前の測位周期(この場合は第1測位周期)の基準値(この場合は第1基準値)を利用するとよい。以降同様に、測位周期が経過するたびに当該測位周期の基準値として新たに算出し、その基準値を当該測位期間の測位データと照らし合わせていく。   This will be described more specifically with reference to FIG. When the first positioning cycle starts, the first reference value is calculated from the positioning data obtained in the first reference value setting period, and the positioning data obtained in the first positioning period is compared with the first reference value. . When the second positioning cycle starts, a second reference value is calculated from the positioning data obtained in the second reference value setting period, and the positioning data obtained in the second positioning period is compared with the second reference value. You. When the positioning data obtained in the second reference value setting period is compared with the reference value, the reference value (the first reference value in this case) of the previous positioning cycle (in this case, the first positioning cycle) is used. Good to use. Thereafter, similarly, every time the positioning cycle elapses, a new value is calculated as a reference value of the positioning cycle, and the reference value is compared with the positioning data of the positioning period.

図9は、第2の実施形態の主な処理の流れを示すフロー図であり、中央の列に実施する処理を示し、左列にはその処理に必要な入力情報を、右列にはその処理から生まれる出力情報を示している。はじめに第1の実施形態と同様、バックグラウンド解析を行う(Step110)。観測対象が変動していない状態で所定期間(例えば5〜10日間)だけ観測した測位データの集合から特異値を抽出し、この特異値を「測位データ閾値」として設定する。例えばバックグラウンド解析期間に得られた測位データ集合が正規分布に従うと考え、測位データ閾値を3σ(σは標準偏差)として設定することができる。つまり、測位データ閾値である±3σを超える計測データは、特異値として認定するわけである。   FIG. 9 is a flowchart showing a main processing flow of the second embodiment, in which processing to be performed is shown in the center column, input information necessary for the processing is shown in the left column, and the input information is shown in the right column. The output information resulting from the processing is shown. First, as in the first embodiment, background analysis is performed (Step 110). A singular value is extracted from a set of positioning data observed for a predetermined period (for example, 5 to 10 days) while the observation target does not change, and this singular value is set as a “positioning data threshold”. For example, it is considered that the positioning data set obtained during the background analysis period follows a normal distribution, and the positioning data threshold can be set as 3σ (σ is a standard deviation). In other words, measurement data exceeding the positioning data threshold ± 3σ is recognized as a singular value.

バックグラウンド解析により測位データ閾値が得られると、測位時刻ごとに各観測点が測位され、測位データとして測位データ記憶手段121に記憶されていく。そして測位データ読出し手段128が、基準値設定期間に得られた測位データ(ここでは、基準値算出用のデータという意味で「基準データ」という。)を読み出し(Step120)、この基準データに基づいて基準値算出手段129が基準値を算出する(Step140)。このとき、測位データ閾値を用いて測位データから特異値を排除した(Step130)うえで基準値を算出してもよい。   When the positioning data threshold is obtained by the background analysis, each observation point is positioned at each positioning time, and stored in the positioning data storage unit 121 as positioning data. Then, the positioning data reading means 128 reads the positioning data obtained in the reference value setting period (here, referred to as “reference data” in the sense of data for calculating the reference value) (Step 120), and based on the reference data. The reference value calculation means 129 calculates a reference value (Step 140). At this time, the reference value may be calculated after removing the unique value from the positioning data using the positioning data threshold (Step 130).

基準値が得られると、測位期間に得られた測位データ(ここでは、移動判断したい最新のデータという意味で「今回測位データ」という。)を読み出し(Step150)、この今回測位データとこれに対応する基準値に基づいて、変位ベクトル算出手段126が観測点ごとに「変位ベクトル」を算出する(Step160)。今回測位データ及び基準値はそれぞれ観測点の3次元座標であるから、これらの座標値により求められる変位ベクトルは、大きさ(変位量)と方向(変位方向)を具備している。   When the reference value is obtained, the positioning data obtained in the positioning period (here, this data is referred to as “current positioning data” in the sense of the latest data to be determined for movement) is read out (Step 150), and the current positioning data and the corresponding data are read. The displacement vector calculating means 126 calculates a “displacement vector” for each observation point based on the reference value to be performed (Step 160). Since the positioning data and the reference value are three-dimensional coordinates of the observation point each time, the displacement vector obtained from these coordinate values has a magnitude (displacement amount) and a direction (displacement direction).

変位ベクトルが得られると、変動判定手段127がこの変位ベクトルに基づいて当該観測点が移動した否かの移動判断を行う。そして変動判定手段127が、観測点の移動の有無を機械的に判定するため、閾値(以下、「変位量閾値」)が設けられる。すなわち変動判定手段127が、取得した変位ベクトルの変位量と、あらかじめ定めた変位量閾値を照合し、変位量が変位量閾値を超えているときに当該観測点が移動していると判定する。なおこの場合、X座標、Y座標、Z座標のいずれか一つでも変位量閾値を超えているときに移動したと判定することもできるし、2種以上の座標が変位量閾値を超えているときに移動したと判定することもできるし、ベクトルの大きさ(各座標差の二乗和の平方根)が変位量閾値を超えているときに移動したと判定することもできる。   When the displacement vector is obtained, the fluctuation determining means 127 determines whether or not the observation point has moved based on the displacement vector. Then, a threshold (hereinafter, referred to as a “displacement amount threshold”) is provided so that the fluctuation determination unit 127 mechanically determines whether or not the observation point has moved. That is, the fluctuation determining unit 127 compares the obtained displacement amount of the displacement vector with a predetermined displacement amount threshold, and determines that the observation point is moving when the displacement amount exceeds the displacement amount threshold value. In this case, it can be determined that the movement has occurred when any one of the X coordinate, the Y coordinate, and the Z coordinate exceeds the displacement amount threshold, and two or more types of coordinates exceed the displacement amount threshold. It can be determined that the image has moved, and it can be determined that the image has moved when the magnitude of the vector (the square root of the sum of squares of each coordinate difference) exceeds the displacement threshold.

また第1の実施形態と同様、変位量に加え変位方向に応じて変動判定することもできる。斜面に配置される複数の観測点それぞれに対して、個別に危険な方向を設定し、さらにその方向のうち水平成分を「傾斜方向」として設定する。さらに傾斜方向にある程度の余裕を持たせるため、幅(つまりバッファ)を設定する。具体的には、観測点を起点として傾斜方向を描き、その両側に観測点を中心とする扇形を形成し、この範囲を「危険範囲」として設定する。なお、扇形の中心角は90度未満の任意の角度で設計することができる。そして変動判定手段127が、変位量閾値を超える変位量を示す観測点に対してさらに、取得した変位方向(水平成分)と、あらかじめ定めた危険範囲を照合し、変位方向が危険範囲に向いているときに当該観測点が移動していると判定する。   Further, similarly to the first embodiment, it is also possible to determine the fluctuation according to the displacement direction in addition to the displacement amount. A dangerous direction is individually set for each of the plurality of observation points arranged on the slope, and a horizontal component among the directions is set as an “inclination direction”. Further, a width (that is, a buffer) is set in order to allow a certain margin in the tilt direction. Specifically, the oblique direction is drawn with the observation point as a starting point, and a sector having the observation point as the center is formed on both sides thereof, and this range is set as a “dangerous area”. The central angle of the sector can be designed at any angle less than 90 degrees. Then, the variation determination unit 127 further checks the obtained displacement direction (horizontal component) against the observation point indicating the displacement amount exceeding the displacement amount threshold value and a predetermined danger range, and determines that the displacement direction is oriented toward the danger range. When the observation point is moving.

さらに第1の実施形態と同様、多点相関の概念を取り入れた変動判定を行うこともできる。例えば、斜面上に配置された多数の観測点に対して、略同一(同一含む)のすべり方向線上にあるものをあらかじめグループ化しておく。同一のすべり方向という条件に代えて、観測点間の距離が近いほど関連があるとしてグループ化したり、地質分類が同じ位置にあるものを関連があるとしてグループ化したり、その他種々の条件に基づいてグループ化することもできる。   Further, similarly to the first embodiment, it is also possible to perform a variation determination incorporating the concept of multipoint correlation. For example, with respect to a number of observation points arranged on a slope, those on substantially the same (including the same) slip direction line are grouped in advance. Instead of the condition of the same slip direction, the closer the distances between the observation points are, the more likely they are to be grouped as being related, the more geological classifications are to be grouped as being related to each other, or based on various other conditions They can also be grouped.

このように関連性のある観測点をグループ化した場合、グループ化された全ての観測点(あるいは一定割合以上の観測点)が所定の閾値(変位量閾値)を超える変位量を示すときに、あるいはグループ化された全ての観測点(あるいは一定割合以上の観測点)が変位量閾値を超えかつ変位方向が危険範囲に向いているときに、変動判定手段127は当該グループに異常があると判定する。そして、その斜面に設けられたグループのうち1のグループでも異常があれば、変動判定手段127は当該斜面が変動していると判定する。あるいは、その斜面に設けられたグループのうち2以上のグループで異常があったときに、変動判定手段127は当該斜面が変動していると判定することもできる(Step170)。   When the related observation points are grouped in this way, when all of the grouped observation points (or observation points of a certain percentage or more) indicate a displacement amount exceeding a predetermined threshold (displacement amount threshold), Alternatively, when all of the grouped observation points (or observation points of a certain percentage or more) exceed the displacement amount threshold and the displacement direction is in the dangerous range, the fluctuation determination unit 127 determines that the group has an abnormality. I do. If any one of the groups provided on the slope has an abnormality, the change determination unit 127 determines that the slope is changing. Alternatively, when there is an abnormality in two or more groups among the groups provided on the slope, the change determination unit 127 can also determine that the slope is changing (Step 170).

斜面の変動判定を終えた時点が測位周期を経過するタイミングであれば(図9のYes)、新たな測位周期における基準データを読出し(Step120)、特異値を排除したうえで(Step130)、当該測位周期の基準値を算出する(Step140)。一方、斜面の変動判定を終えた時点が測位周期を経過するタイミングでなければ(図9のNo)、次の今回測位データを読み出し(Step150)、変位ベクトルを算出して(Step160)、斜面の変動判定を行う(Step170)。   If the time point at which the slope change determination is completed is the timing at which the positioning cycle elapses (Yes in FIG. 9), the reference data in the new positioning cycle is read out (Step 120), and the singular value is eliminated (Step 130). A reference value of the positioning cycle is calculated (Step 140). On the other hand, if the time point at which the slope change determination is completed is not the time to pass the positioning cycle (No in FIG. 9), the next current positioning data is read out (Step 150), the displacement vector is calculated (Step 160), and the slope A fluctuation determination is performed (Step 170).

本願発明の観測システムは、自然斜面や、切土のり面、盛土のり面のほか、コンクリートダムなどのコンクリート構造物、埋立地や軟弱地盤地の変動を判断する際にも利用することができる。   The observation system of the present invention can be used to determine a natural slope, a cut slope, an embankment slope, a concrete structure such as a concrete dam, a landfill site, or a soft ground.

100 観測システム
110 測位手段
111 受信手段
112 演算手段
113 通信手段
114 発電手段
120 サーバ装置
121 測位データ記憶手段
122 標本抽出手段
123 標本補正手段
124 標本代表値算出手段
125 観測値算出手段
126 変位ベクトル算出手段
127 変動判定手段
128 測位データ読出手段
129 基準値算出手段
S 衛星
REFERENCE SIGNS LIST 100 observation system 110 positioning means 111 receiving means 112 arithmetic means 113 communication means 114 power generation means 120 server device 121 positioning data storage means 122 sample extraction means 123 sample correction means 124 sample representative value calculation means 125 observation value calculation means 126 displacement vector calculation means 127 Fluctuation judging means 128 Positioning data reading means 129 Reference value calculating means S Satellite

Claims (3)

測位衛星によって、斜面上に配置される複数の観測点を測位することで、該斜面の変動を判定する観測システムにおいて、
前記斜面上に配置された複数の前記観測点に対して、水平面内で表される傾斜方向がそれぞれ個別に設定されるとともに、略同一のすべり方向線上にある前記観測点同士があらかじめグループ化され、
前記観測点の位置を、測位衛星の恒星日を分割して設定される測位時刻ごとに測位する測位手段と、
前記測位手段によって得られた測位データを、記憶する測位データ記憶手段と、
同じ前記測位時刻に測位された複数の過去の前記測位データに基づいて、前記観測点ごとに基準値を算出する基準値算出手段と、
前記測位データと該測位データに対応する前記基準値とに基づいて、当該観測点の変位量及び変位方向からなる変位ベクトルを算出する変位ベクトル算出手段と、
前記観測点の変位量があらかじめ定めた変位量閾値を超え、かつ変位方向の水平成分が前記傾斜方向を中心とする所定範囲内にあるときに、該観測点が移動したと判断するとともに、同一グループ内の観測点の移動判断に基づいてグループごとに異常を判定し、さらにグループの異常判定に基づいて前記斜面の変動を判定する変動判定手段と、を備え、
前記測位データに対応する前記基準値は、該測位データの観測点と同一の観測点を、該測位データの前記測位時刻と同じ測位時刻に測位した測位データに基づいて求められる基準値である、ことを特徴とする観測システム。
By positioning a plurality of observation points arranged on a slope by a positioning satellite, in an observation system for determining a change in the slope,
For the plurality of observation points arranged on the slope, the inclination directions represented in the horizontal plane are individually set, and the observation points on substantially the same slip direction line are grouped in advance. ,
Positioning means for positioning the position of the observation point for each positioning time set by dividing the star date of the positioning satellite,
Positioning data storage means for storing positioning data obtained by the positioning means,
Reference value calculation means for calculating a reference value for each of the observation points, based on a plurality of the past positioning data measured at the same positioning time,
A displacement vector calculating unit configured to calculate a displacement vector including a displacement amount and a displacement direction of the observation point based on the positioning data and the reference value corresponding to the positioning data;
When the displacement of the observation point exceeds a predetermined displacement threshold and the horizontal component of the displacement direction is within a predetermined range centered on the tilt direction, it is determined that the observation point has moved, and the same is determined. Fluctuation judging means for judging abnormality for each group based on the movement judgment of the observation point in the group, and further judging the fluctuation of the slope based on the abnormality judgment of the group,
The reference value corresponding to the positioning data is a reference value obtained based on positioning data obtained by positioning the same observation point as the observation point of the positioning data at the same positioning time as the positioning time of the positioning data. An observation system characterized by the following.
前記基準値は、あらかじめ定めた測位周期が経過するたびに新たに算出され、該測位周期内に設定された一部期間内に測位された複数の前記測位データに基づいて求められる、ことを特徴とする請求項1記載の観測システム。   The reference value is newly calculated every time a predetermined positioning cycle elapses, and is obtained based on a plurality of pieces of the positioning data measured during a partial period set in the positioning cycle. The observation system according to claim 1, wherein 前記基準値算出手段は、複数の前記測位データから、あらかじめ定めた測位データ閾値を超える測位データを排除したうえで、前記基準値を算出する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の観測システム。   The said reference value calculation means calculates the said reference value, after excluding the positioning data exceeding a predetermined | prescribed positioning data threshold from several said positioning data, The said reference value. Observation system.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7180972B2 (en) * 2017-11-22 2022-11-30 古野電気株式会社 Analysis data processing device, analysis data processing method, and analysis data processing program
JP6943746B2 (en) * 2017-12-13 2021-10-06 古野電気株式会社 Data processing equipment, displacement observation system, data processing method, and data processing program
JP7094208B2 (en) * 2018-11-27 2022-07-01 株式会社高速道路総合技術研究所 Slope stability evaluation system and slope stability evaluation method
JP7170575B2 (en) * 2019-03-29 2022-11-14 国際航業株式会社 Landslide surface estimation device and landslide surface estimation method
CN114495436B (en) * 2022-02-17 2022-10-14 广东省有色矿山地质灾害防治中心 Dynamic monitoring method and early warning system in high slope construction process

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11109018A (en) * 1997-09-30 1999-04-23 Senaa Kk Method and system for configuring error correction data base for measuring gps positioning coordinate and method and system for correcting measurement error of gps positioning coordinate
JP3742346B2 (en) * 2002-01-17 2006-02-01 国際航業株式会社 Disaster prevention information distribution server and disaster prevention distribution system used with this server
TWI284864B (en) * 2002-10-16 2007-08-01 Far Eastone Telecomm Co Ltd Geography disaster monitoring and alarm system utilizing communication network
JP4731246B2 (en) * 2005-08-17 2011-07-20 三菱電機株式会社 Ground surface displacement monitoring method and ground surface displacement monitoring system
CN202014272U (en) * 2011-01-31 2011-10-19 重庆大学 Ground surface displacement real-time monitoring system
JP5915916B1 (en) * 2015-02-20 2016-05-11 国際航業株式会社 Observation system

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