JP2003287573A - 地震被害の推定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震計情報以外の情報も用いて、地震災害時
の構造物の被害推定の精度を向上させる。 【解決手段】 都市に地中埋設管などのインフラストラ
クチャを設置している事業者１は、複数の地震計３，
４，５，６，７を設置するとともに、人工衛星２等から
上空から撮像する画像を取得する。地震災害発生時に
は、画像に基づいて、倒壊建物、液状化、地盤変状など
を確認し、確認結果に基づく被害推定を、地震計３，
４，５，６，７から得られる情報とともに総合的に行
う。推定結果は、インターネット１０を介して契約顧客
１１，１２，１３にも配信し、災害復旧などに有効に利
用してもらう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大規模な地震が発
生した後で被害を推定する地震被害の推定方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、地震災害が発生すると、地震
直後の被害状況を把握するために、地震計情報を基に各
種構造物の被害推定を行っている。各種構造物には、地
上の構造物とともに、地中に埋設されて都市などのイン
フラストラクチャとなっている都市ガスの導管や水道管
などが含まれる。地震計情報からは、地震動の大きさが
判り、過去の地震などのデータに基づき被害を推定する
ことができる。ただし、現状では、地震計が必ずしも全
地域に密に配置されていないので、地震計が配置されて
いない地域の地震動の大きさは、遠方にある周囲の地震
計情報などに基づいて推定している。

【０００３】地震の被害は、地盤が液状化するか否かに
よっても大きく変化する。地盤の種類によって、液状化
しやすいか否かは判るので、特定の地区が液状化地区か
否かは判るけれども、実際の地震で液状化しているか否
かは、地震動の大きさに基づいて判定している。液状化
地区で地震計が設置されていない場合は、推定された地
震動を予め求められている液状化判定式に入れ、液状化
判定式に基づいて液状化しているか否かを判定してい
る。液状化すると判定された地区については、過去の地
震で液状化した地区について得られている被害率を用い
て被害推定をしている。

【０００４】地震災害の際には、インフラストラクチャ
となっている都市ガスや水道の配管網が地中で被害を受
けるばかりではなく、顧客の家屋などで利用するために
引き込まれる供内管が家屋倒壊などの影響を受けて、地
上で被害を受ける。供内管の被害の推定は、地震動の大
きさに基づいて家屋倒壊率を推定し、さらに推定された
家屋倒壊率に基づいて行っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】地震直後の被害状況を
把握するために、従来は地震計情報を基に、各種構造物
の被害推定を行っているけれども、地震計がない、もし
くは少ない地区では被害推定ができない、もしくは推定
精度が悪くなってしまう。

【０００６】また、液状化地区の被害推定は、推定され
た地震動を液状化判定式に入れ、液状化すると判定され
た場合に液状化地区として得られている被害率を用いて
被害の推定を行っているけれども、計算による液状化地
区の特定精度が低い。家屋倒壊による供内管被害推定
も、家屋倒壊率を推定して、その推定値に基づいてさら
に推定を行うことになるので、推定精度を高くすること
ができない。

【０００７】本発明の目的は、地震計情報以外の情報も
用いて、構造物の被害推定の精度を向上させることがで
きる地震被害の推定方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め、地震災
害時に発生して上空から確認可能な被害現象と構造物の
被害との対応関係を求めておき、地震災害が生じた地区
の災害状況を、上空から撮像する画像から得られる被害
現象についての情報に基づいて、予め求められている対
応関係に従って推定することを特徴とする地震被害の推
定方法である。

【０００９】本発明に従えば、地震災害が生じた地区の
災害状況を、上空から確認可能な被害現象と構造物の被
害とについて予め求められている対応関係に従って、上
空から撮像する画像から得られる被害現象についての情
報に基づいて推定する。構造物の被害状況を画像から直
接推定するので、地震動の大きさに基づいて推定するよ
りも、容易に精度を高めることができる。地震計がない
もしくは少ない地区に対しては、上空からの画像より得
た建物倒壊情報より地震動を逆算し地中埋設物の被害を
推定することができる。地震災害前の画像と、地震直後
の画像とを比較することによって、建物倒壊などの被害
現象を容易に確認することができる。液状化について
も、墳砂現象でアスファルトの黒色が砂の白色に変わる
ことなどから、容易に確認することができる。地盤変状
量は、マンホール等の目印の移動量に基づいて、容易に
算出することができる。

【００１０】また本発明で、前記画像は、人工衛星等か
ら撮像して得られる画像であることを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、事前には時間と場所が不
明な地震災害でも、人工衛星が撮像する地上の画像に基
づけば、地震の前後の比較を容易に行うことができる。

【００１２】また本発明で、前記被害現象は、建物の倒
壊、液状化、または地盤変状のいずれかであり、建物の
倒壊の画像から建物種別毎の倒壊率を算出して構造物の
被害を推定するか、液状化の画像から液状化地区を特定
して、構造物の被害について液状化地区の被害率を適用
して被害を推定するか、地盤変状の画像から地盤変状量
を算出して、地中構造物の被害についての被害を推定す
るかを、それぞれ行うことを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、上空から撮像する画像で
容易に確認することができる建物の倒壊、液状化、また
は地盤変状のいずれかの被害現象に基づき、地震被害を
推定する。建物の倒壊の画像からは、建物種別毎の倒壊
率を算出して構造物の被害を推定する。液状化の画像か
らは、液状化地区を特定して構造物の被害について液状
化地区の被害率を適用して被害を推定する。地盤変状の
画像からは、地盤変状量を算出して、地中構造物の被害
についての被害を推定する。建物の倒壊、液状化、また
は地盤変状を地震動の大きさに基づいて推定するより
も、容易に精度を高めることができ、地震計がないもし
くは少ない地区に対しては、地震動の推定値に基づく推
定を行う必要がなくなるので、より高い精度で被害を推
定することができる。

【００１４】また本発明は、前記画像に基づく地震被害
の推定結果を、地震計がない、もしくは少ない地区に提
供することを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、地震計から得られる地震
動の大きさなどの情報によらないでも、上空から撮像す
る画像で建物の倒壊状況から地震動を推定し地中構造物
の被害を推定するとともに、液状化、または地盤変状の
状態を確認してその結果に基づいて地震被害の推定を行
うので、地震計がない、もしくは少ない地区についても
精度の高い被害推定を行うことができる。被害の推定結
果を、地震計がない、もしくは少ない地区に提供するの
で、災害復旧などの各種施策に、有効に利用することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある地震被害の推定方法を利用する総合地震情報提供シ
ステムの概略的な構成を示す。都市のインフラストラク
チャを設置している事業者１は、人工衛星２等から画像
の提供を受け、さらに営業対象地域に複数の地震計３，
４，５，６，７を配置して、その計測情報を常時収集し
ている。地震災害が発生すると、事業者１は、人工衛星
２で撮像する地震直後の画像と地震前の画像とを比較し
て、地震計３，４，５，６，７から得られる地震計情報
とともに、地震被害の推定を行い、自社での復旧対策の
資料とすると共に、インターネット１０などの情報通信
ネットワークを介して、契約顧客１１，１２，１３に推
定結果を配信する。

【００１７】人工衛星２が撮像する画像を地震の前後で
比較して、マンホールの蓋などが移動していれば、その
蓋をターゲットに設定して地盤変状に基づく移動として
移動量を把握することができる。地震計３，４，５，
６，７から得られる地震動の大きさからも、地震計３，
４，５，６，７の設置場所での地盤変状量を算出するこ
とができる。ターゲットと地震計３，４，５，６，７と
から得られる地盤変状量は、それぞれの位置を考慮する
コンター処理を行うことによって、いずれのデータも存
在しない地区も含めた地域をメッシュ状に覆う地盤変状
量のデータとして算出することができる。

【００１８】液状化が生じると、墳砂現象によって、道
路の舗装の割れ目などから砂が地上に墳出するので、道
路などについて、液状化前と後とで色調に違いが生じ
る。すなわち、液状化前にはアスファルト舗装の黒色で
あった部分が、液状化後には砂の白色に変わる。このよ
うな色調の変化が生じている地域を抽出すると、液状化
地区を確実に抽出することができる。

【００１９】その他、人工衛星２等からの画像を利用す
ると、建物や道路被害等の情報を容易に確認することが
できる。なお、利用する画像は、必ずしも人工衛星２か
ら得なくてもよい。たとえば、事業者１は、営業地域に
ついて、定期的に、ヘリコプタ、飛行船、気球、無線操
縦の無人機などを含む航空機で上空から画像を撮像して
おき、地震直後にも画像を撮像して、画像を比較するこ
とによって必要な情報を得ることができる。また、高い
建物や山などから画像を撮像することもできる。

【００２０】地震計３，４，５，６，７が設置されてい
ない地区については、人工衛星画像から建物種別毎に建
物倒壊率を算出して倒壊率と地震動の関係式より地震動
を逆算し、埋設管などの地中構造物の被害を推定するこ
とができる。

【００２１】地震計３，４，５，６，７が設置されてい
る地区については、地震計情報に加えて、液状化、地盤
変状、建物被害の情報を上空からの画像で確認すること
ができるので、地中構造物の被害推定の精度を高めるこ
とができる。たとえば、抽出された液状化地区には、液
状化地区の被害曲線を適用し、地盤変状量が予め設定さ
れる基準δ０以上の地区には、変状量−管種別被害率を
使用し、建物被害状況から供内管被害件数を算定するこ
となどによって、管種や地盤別被害率の精度を向上させ
ることができる。

【００２２】図２は、各地震計３，４，５，６，７から
得られる地震動の波形データを示す。このような地震波
形からは、公知の技術に基づいて、その設置位置での地
盤変状量を算出し、加速度であるＰＧＡ、速度であるＰ
ＧＶ、地震動の大きさを表す指標であるＳＩ値などを算
出することができる。図１の事業者１は、インターネッ
ト１０を通じて、契約顧客１１，１２，１３に対し、Ｐ
ＧＡ，ＰＧＶ，ＳＩ値を含む地震動情報を提供すること
ができる。また、地盤変状量、液状化地区、地上構造物
被害等を含む衛星情報等を提供することもできる。人工
衛星２等からの画像を利用するためには、利用のための
契約、無線塔などの無線通信設備、画像の記憶や処理の
ための設備や技術が必要である。情報提供を受ければ、
高度の技術や設備が無くても、人工衛星２等からの情報
を有効に利用することができる。さらに、解析に高度な
技術や経験を必要とする地中構造物の被害情報を提供す
ることもできる。

【００２３】契約顧客１１，１２，１３は、提供された
情報を基に、災害復旧に必要となる資材やその需要が大
きくなる場所等を判断し、復旧に協力しつつ、新たな事
業を行うこともできる。地震計を設置しておくことはか
なり経済的負担が大きいので、有償で情報提供を受ける
方が効率的である。また、契約顧客１１，１２，１３自
体が地震計を設置していても、その設置範囲外について
の情報が得られ、また地震計設置範囲についても画像に
基づく高精度な被害推定結果が得られる。

【００２４】なお、地震計を設置している契約顧客１
１，１２，１３がその地震計から得られる情報を事業者
１側に提供すれば、システム全体としての情報量が増
え、被害の推定精度を高めることができるので、地震計
情報を提供してくれる契約顧客に対しては、より廉価な
費用で情報提供することも可能である。また、契約顧客
１１，１２，１３は、地震災害発生後に契約することも
できるけれども、事前に契約している契約顧客１１，１
２，１３は、災害発生直後に情報を得ることができ、対
策などで先行することができる。

【００２５】図３は、地震動の大きさと被害率との一般
的な関係を示す。図２に示すような地震計３，４，５，
６，７からの波形情報に基づき地震動の大きさを算出す
れば、過去の地震災害情報などに基づいて被害率を求め
ることができる。逆に、人工衛星２等からの画像などに
基づいて被害率を直接算出すれば、対応する地震動の大
きさを算出することもできる。

【００２６】図４は、地震動の大きさとある特定の年代
の建物について適用される年代別建物倒壊率との関係を
示す。建物については、建築年代に応じて、建築後の構
造・経過年数、建築時の技術水準や法的規制基準などに
基づいて、過去の地震災害の結果から地震動の大きさと
のある程度までの相関関係を示すデータが得られてい
る。地震災害発生前に地域の建物の建築年代を把握して
おき、地震直後の画像から倒壊の有無を判別すれば、年
代別建物倒壊率を直接算出することができ、算出結果か
ら地震動の大きさを逆算することができる。

【００２７】図５は、液状化地区での地震動の大きさと
被害率との関係を示す。図５（ａ）は液状化なしの関係
を示し、図５（ｂ）は液状化ありの関係を示す。液状化
地区でも、液状化が実際に生じるまでは、被害率は比較
的小さく、他の地区と同等である。液状化の有無の判定
結果が、被害率の推定に大きく影響することが判る。画
像から液状化の有無を直接判定するので、被害の推定精
度を高めることができる。

【００２８】図６は、図１の事業者１が、人工衛星２等
からの画像に基づいて、総合地震情報提供システムを運
用する概略的な手順を示す。前述のように、事業者１
は、地震計３，４，５，６，７から得られる情報も提供
している。ステップｓ０から手順を開始し、ステップｓ
１では人工衛星２等からサービス対象地域についての画
像を取得する。ステップｓ２では地震災害が発生してい
るか否かを判断する。地震災害が発生していないとき
は、ステップｓ３で取得した画像を基準画像として保存
し、ステップｓ１に戻る。

【００２９】ステップｓ２で地震災害発生と判断すると
きは、ステップｓ４に移り、倒壊建物の有無を判断す
る。倒壊建物があれば、ステップｓ５で、画像から建物
種別毎に建物倒壊率を算出し、ステップｓ６で図４のよ
うな関係に基づき地震動の大きさを逆算する。ステップ
ｓ７では、推定された地震動の大きさに基づいて地中構
造物の被害を推定する。ステップｓ８では、画像から建
物倒壊件数を算出し、ステップｓ９で供内管の被害推定
を行う。地震動から推定する建物倒壊件数の代わりに衛
星画像等から求める建物倒壊件数を用いて供内管の被害
推定を行うので、推定精度を向上させることができる。

【００３０】ステップｓ９の後、またはステップｓ４で
倒壊建物なしと判断するときは、ステップｓ１０で液状
化しているか否かを判断する。液状化ありと判断すると
きは、ステップｓ１１で図５（ｂ）に示すような液状化
地区の地中構造物等の被害率を適用し、ステップｓ１２
で地中構造物の被害推定を行う。

【００３１】ステップｓ１２の後、またはステップｓ１
０で液状化なしと判断するときは、ステップｓ１３で地
盤変状があるか否かを判断する。地盤変状ありと判断す
るときは、ステップｓ１４でターゲットの移動に基づい
て地盤変状量を算出し、ステップｓ１５で地中構造物の
被害推定を行う。ステップｓ１３で地盤変状あありと判
断しないときは、画像に基づくステップｓ１４およびス
テップｓ１５の処理は行わない。

【００３２】以上のステップｓ４からステップｓ１５ま
でを画像に基づいて行い、その推定結果を、地震計３，
４，５，６，７からの情報に基づく推定結果とともに、
ステップｓ１６で契約顧客１１，１２，１３に配信し、
ステップｓ１に戻って次の地震災害に備える。

【００３３】本実施形態によれば、従来、地震計がない
もしくは少ない地区や事業者では、被害推定ができな
い、もしくは推定精度が悪いような場合でも、地震計や
無線塔などの施設を利用しないで、地震後の被害推定や
状況把握を精度よく行うことができる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、構造物の
被害状況を上空から撮像する画像から直接推定するの
で、地震動の大きさに基づいて推定するよりも、容易に
精度を高めることができる。地震計がないもしくは少な
い地区に対しては、地震動の推定値に基づく推定を行う
必要がなくなるので、高い精度で被害を推定することが
できる。地震災害前の画像と、地震直後の画像とを比較
することによって、建物倒壊、液状化、地盤変状など
を、容易に確認することができる。

【００３５】また本発明によれば、人工衛星等が撮像す
る地上の画像を利用するので、地上を漏れなく撮像対象
として、事前には時間と場所が不明な地震災害でも、地
震の前後の比較を容易に行うことができる。

【００３６】また本発明によれば、上空から撮像する画
像で容易に確認することができる建物の倒壊の画像から
建物種別毎の倒壊率を算出して構造物の被害を推定する
か、液状化の画像から液状化地区を特定して構造物の被
害について液状化地区の被害率を適用して被害を推定す
るか、地盤変状の画像から地盤変状量を算出して地中構
造物の被害についての被害を推定するかを行うので、地
震動の大きさに基づいて推定するよりも、容易に精度を
高めることができる。

【００３７】また本発明によれば、地震計から得られる
地震動の大きさなどの情報によらないでも、上空から撮
像する画像での確認結果に基づいて地震動を逆算して地
震被害の推定を行うことができるので、地震計がない、
もしくは少ない地区についても精度の高い被害推定を行
い、被害の推定結果を有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である地震被害の推定方
法を利用する総合地震情報提供システムの概略的な構成
を示すブロック図である。

【図２】図１の地震計３，４，５，６，７によって計測
される地震波形の一例を示すグラフである。

【図３】地震動と被害率との一般的な関係を示すグラフ
である。

【図４】地震動と年代別建物倒壊率との関係の一例を示
すグラフである。

【図５】液状化地区での液状化の有無による地震動と被
害率との関係の違いを比較して示すグラフである。

【図６】図１の総合地震情報提供システムで画像を基に
被害推定を行う概略的な手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 事業者 ２ 人工衛星 ３，４，５，６，７ 地震計 １０ インターネット １１，１２，１３ 契約顧客

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C087 AA02 AA24 AA25 BB21 BB65 BB74 DD02 DD31 EE07 EE16 FF01 FF04 FF17 FF19 FF20 GG02 GG07 GG09 GG11 GG14 GG18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め、地震災害時に発生して上空から確
   認可能な被害現象と構造物の被害との対応関係を求めて
   おき、 地震災害が生じた地区の災害状況を、上空から撮像する
   画像から得られる被害現象についての情報に基づいて、
   予め求められている対応関係に従って推定することを特
   徴とする地震被害の推定方法。
2. 【請求項２】 前記画像は、人工衛星等から撮像して得
   られる画像であることを特徴とする請求項１記載の地震
   被害の推定方法。
3. 【請求項３】 前記被害現象は、建物の倒壊、液状化、
   または地盤変状のいずれかであり、 建物の倒壊の画像から建物種別毎の倒壊率を算出して構
   造物の被害を推定するか、 液状化の画像から液状化地区を特定して、構造物の被害
   について液状化地区の被害率を適用して被害を推定する
   か、 地盤変状の画像から地盤変状量を算出して、地中構造物
   の被害についての被害を推定するかを、それぞれ行うこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の地震被害の推定
   方法。
4. 【請求項４】 前記画像に基づく地震被害の推定結果
   を、地震計がない、もしくは少ない地区に提供すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の地震被害
   の推定方法。