JP7491779B2

JP7491779B2 - 浸水深推定装置及び方法

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Publication number: JP7491779B2
Application number: JP2020146054A
Authority: JP
Inventors: 晃一郎八幡; 悟史山口; 知史山本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2024-05-28
Anticipated expiration: 2040-08-31
Also published as: JP2022041049A

Description

本発明は浸水深推定装置及び方法に関し、例えば、対象地域について、人工衛星により撮影された画像（以下、これを衛星画像と呼ぶ）を用いて浸水域の浸水深を推定する浸水深推定装置に適用して好適なものである。

従来、水害被害に対する保険金の支払額を決定するに際しては被害状況の把握が必要であり、水害被害の被害状況の把握には、最大の浸水深（以下、これを最大浸水深と呼ぶ）が重要な要素となる。なお以下において「浸水深」とは、地盤面から浸水面までの距離を指すものとする。

本技術分野の背景技術として、特許文献１には、ニューラルネットワークを使用して合成開口レーダ（ＳＡＲ：Synthetic Aperture Radar）画像と高さデータから高精度の土地被覆分類図を生成する技術が開示されている。

特開２０１９－３５５９８号公報

ところで、近年、気候変動に伴う自然災害の激甚化及び高頻度化に伴い、保険金の支払いの迅速化に対する社会的な要請が高まっている。この場合、例えば、河川の氾濫等に起因する家屋の浸水災害に対する保険金の支払額の決定の際に重要な指標となる最大浸水深は、調査員が現地に赴いて調査しているため、迅速な保険金の支払額決定に相応の時間を要する問題があった。

この場合において、特許文献１に開示された技術は画像に対して地表情報を推定する技術であり、水域の有無を出力することは可能であるものの、浸水域の浸水深を把握することができない。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、浸水域の各地点の浸水深を迅速かつ容易に推定し得る浸水深推定装置及び方法を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、対象地域の浸水域の浸水深を推定する浸水深推定装置において、浸水に関する各種パラメータの値の組み合わせでなる複数の異なるシナリオに基づいて、前記対象地域における浸水現象をそれぞれシミュレーションする浸水シミュレーション計算部と、浸水中の前記対象地域を撮影した画像から前記浸水域を検出する浸水域検出部と、前記対象地域における実際の前記浸水域の情報と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションのシミュレーション結果とを比較し、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出し、抽出した１又は複数の前記シミュレーションの前記シミュレーション結果に基づいて、抽出した前記シミュレーションにそれぞれ対応する前記シナリオごとに、前記対象地域の前記浸水域の各地点の浸水深をそれぞれ推定する浸水深推定部とを設け、前記浸水深推定部は、前記浸水域検出部により検出された実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較することにより、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出し、さらに前記浸水域検出部は、前記対象地域を撮影した前記画像から複数の浸水域検出方法により前記浸水域を検出することができ、当該複数の浸水域検出方法のうちの１つの前記浸水域により前記浸水域を検出し、前記浸水深推定部が、前記浸水域検出部により検出された実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置との比較により、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できなかった場合に、実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できるまで、又は、所定の回数分の当該比較が完了するまで、前記浸水域検出部が、他の前記浸水域検出方法により前記対象地域を撮影した前記画像から前記浸水域を検出する処理と、前記浸水深推定部が、前記浸水域検出部により検出された実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較する処理とを繰り返すようにした。

また本発明においては、対象地域の浸水域の浸水深を推定する浸水深推定装置において実行される浸水深推定方法であって、浸水に関する各種パラメータの値の組み合わせでなる複数の異なるシナリオに基づいて、前記対象地域における浸水現象をそれぞれシミュレーションする第１のステップと、浸水中の前記対象地域を撮影した画像から前記浸水域を検出し、前記対象地域における実際の前記浸水域の情報と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションのシミュレーション結果とを比較し、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出する第２のステップと、抽出した１又は複数の前記シミュレーションの前記シミュレーション結果に基づいて、抽出した前記シミュレーションにそれぞれ対応する前記シナリオごとに、前記対象地域の前記浸水域の各地点の浸水深をそれぞれ推定する第３のステップとを設け、前記第２のステップにおいて、前記浸水深推定装置は、検出した実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較することにより、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出し、前記浸水深推定装置は、前記対象地域を撮影した前記画像から複数の浸水域検出方法により前記浸水域を検出することができ、前記第２のステップにおいて、前記浸水深推定装置は、当該複数の浸水域検出方法のうちの１つの前記浸水域により前記浸水域を検出し、検出した実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置との比較により、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できなかった場合に、実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できるまで、又は、所定の回数分の当該比較が完了するまで、他の前記浸水域検出方法により前記対象地域を撮影した前記画像から前記浸水域を検出する処理と、検出した実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較する処理とを繰り返すようにした。

本発明によれば、浸水域の各地点の浸水深を迅速かつ容易に推定し得る浸水深推定装置及び方法を実現できる。

本実施の形態による浸水深推定装置の全体構成を示すブロック図である。浸水情報データベースの構成例を示す図表である。浸水情報がラスタ形式で格納された浸水情報データベースの説明に供する概念図である。シナリオテーブルの説明に供する図表である。水生成オブジェクトテーブルの説明に供する図表である。（Ａ）はメッシュの説明に供する概念図であり、（Ｂ）は浸水深メッシュの説明に供する図である。画像選択・条件設定画面の構成例を示す図である。結果表示画面の構成例を示す図である。結果詳細画面の構成例を示す図である。結果詳細画面の説明に供する図である。シナリオパラメータ変更画面の構成例を示す図である。第１の浸水深推定処理の処理手順を示すフローチャートである。本実施の形態における浸水シミュレーションの説明に供するグラフである。第２の浸水深推定処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）本実施の形態による浸水深推定装置の構成
図１において、１は全体として本実施の形態による浸水深推定装置を示す。この浸水深推定装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２、メモリ３、記憶装置４、入力装置５及び出力装置６を備えた汎用のコンピュータ装置から構成される。

ＣＰＵ２は、浸水深推定装置１全体の動作制御を司るプロセッサである。またメモリ３は、例えば揮発性の半導体メモリから構成され、ＣＰＵ２のワークメモリとして利用される。メモリ３に格納されたプログラムをＣＰＵ２が実行することにより、後述のような浸水深推定装置１全体としての各種処理が実行される。

記憶装置４は、例えばハードディスク装置やＳＳＤ（Solid State Drive）又はフラッシュメモリ等の大容量の不揮発性の記憶装置から構成され、各種プログラムや必要な情報を長期間保持するために利用される。

入力装置５は、例えば、マウスやキーボードなどから構成され、オペレータが必要な指示や情報を入力するために利用される。また出力装置６は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの表示装置から構成され、必要な画面や情報を表示するために利用される。

（２）浸水深推定機能
次に、かかる浸水深推定装置１に搭載された浸水深推定機能について説明する。この浸水深推定機能は、浸水発生時における対象地域内の各地点の浸水深を、例えば、対象地域を撮影した衛星画像のような位置情報をもつ画像（以下、これを参照画像と呼ぶ）を利用して推定する機能である。なお、以下においては浸水原因を河川の氾濫として説明する。

実際上、浸水深推定装置１は、氾濫位置、氾濫水量及び氾濫開始時刻などの浸水に関する各種パラメータの値をそれぞれランダムに選択した複数のシナリオ（以下、これらを浸水シナリオと呼ぶ）を生成し、生成した各浸水シナリオに従って対象地域に発生する浸水現象をそれぞれシミュレーションする。

そして浸水深推定装置１は、これらのシミュレーション（以下、これを浸水シミュレーションと呼ぶ）のシミュレーション結果（対象地域の各地点の浸水深の推定結果）を氾濫中の対象地域を撮影した参照画像とそれぞれ比較し、かかる参照画像と浸水域が類似するシミュレーション結果が得られた１又は複数の浸水シミュレーションを抽出する。

さらに浸水深推定装置は、このようにして抽出した各浸水シミュレーションのシミュレーション結果に基づいて、対象地域内の氾濫開始から所定経過時間ごとの各地点の浸水深をそれぞれ推定する。そして浸水深推定装置は、このようにして推定した対象地域の各地点の最大の浸水深や時系列の浸水深をマップ化して出力装置６（図１）に表示する。

以上のような浸水深推定機能を実現するための手段として、図１に示すように、本実施の形態の浸水深推定装置１のメモリ３には、浸水域検出プログラム１０、浸水シナリオ生成プログラム１１、浸水シミュレーション計算プログラム１２、浸水深推定プログラム１３及び浸水深マップ生成プログラム１４が格納されると共に、浸水深推定装置１の記憶装置４には、画像データベース１５、地図データベース１６、浸水情報データベース１７、浸水シナリオデータベース１８及び時系列浸水深データベース１９が格納されている。

浸水域検出プログラム１０は、後述のように画像データベース１５に格納された参照画像の中からオペレータが指定した１又は複数の参照画像を読み出し、読み出した参照画像中の各地点について浸水域を検出し、検出結果を浸水情報として浸水情報データベース１７に格納する機能を有するプログラムである。

また浸水シナリオ生成プログラム１１は、オペレータにより予め設定された、氾濫位置の範囲、当該氾濫位置から流出する単位時間当たりの水量（以下、これを氾濫水量と呼ぶ）の範囲及び氾濫開始時刻の範囲の各条件に従って、これら氾濫位置、氾濫水量及び氾濫開始時刻の各パラメータの値をランダムに組み合わせたパラメータ群を浸水シナリオとして複数生成する機能を有するプログラムである。浸水シナリオ生成プログラム１１は、生成した浸水シナリオを浸水シナリオデータベース１８に格納する。

浸水シミュレーション計算プログラム１２は、後述のように地図データベース１６に格納されている対象地域の地図データと、浸水情報データベース１７に格納されている浸水情報とに基づいて、浸水シナリオごとにその浸水シナリオに従った浸水現象を数値解析により時系列でシミュレーションする機能を有するプログラムである。

実際上、浸水シミュレーション計算プログラム１２は、ユニバーサル横メルカトル（ＵＴＭ：Universal Transverse Mercator）図法などで表現された対象地域の地図上に定義された図５（Ａ）に示すようなメッシュ２１により区切られた各小領域（以下、これらの小領域をセルと呼ぶ）２１Ａの時系列の浸水深を、かかる浸水シミュレーションによりそれぞれ算出する。そして浸水シミュレーション計算プログラム１２は、算出した浸水シナリオごとの浸水シミュレーションの時系列のシミュレーション結果を時系列浸水深データベース１９に格納する。

浸水深推定プログラム１３は、時系列浸水深データベース１９に格納された浸水シナリオごとの浸水シミュレーションの時系列のシミュレーション結果のうち、オペレータにより指定された上述の参照画像が撮影された時刻のシミュレーション結果と、当該参照画像の浸水域との類似度合を表す類似度を浸水シナリオごとにそれぞれ算出する機能を有するプログラムである。浸水深推定プログラム１３は、算出した浸水シナリオごとのかかる類似度をそれぞれ浸水シナリオデータベース１８に格納する。また浸水深推定プログラム１３は、浸水シナリオごとのかかる類似度に基づき、類似度が高い１又は複数の浸水シナリオのシミュレーション結果を利用して対象地域の各地点の浸水深を推定し、推定結果を浸水深マップ生成プログラム１４に通知する。

浸水深マップ生成プログラム１４は、浸水深推定プログラム１３から通知された推定結果に基づいて、図７について後述する最大浸水深マップ６０や、図８～図１０について後述する浸水深マップ８４，１１０を出力装置６に表示する機能を有するプログラムである。浸水深マップ８４，１１０及び最大浸水深マップ６０の詳細については後述する。

一方、画像データベース１５には、氾濫中の対象地域を撮影した参照画像の画像ファイルが予め格納される。本実施の形態においては、このような参照画像として衛星画像を想定しているが、ヘリコプターから氾濫中の対象地域を撮影した画像や、氾濫中の対象地域を高層ビルから撮影した画像などを参照画像として適用するようにしてもよい。

また参照画像としては、画像のピクセルの地理上の位置を認識できるものであれば、カラー画像やモノクロ画像又はスペクトル画像、ＳＡＲ（合成開口レーダ）画像、レーダ画像などの画像であってもよい。さらに、参照画像として、ＳＮＳ（Social Networking Service）の投稿場所の位置情報などに基づいて浸水の可能性を推定した２次元グラフ、いわゆるヒートマップなどを適用することもできる。

地図データベース１６には、対象地域を含む必要な範囲の地図のデータ（地図データ）が予め格納される。かかる地図データには、各地点の緯度及び経度や、ＥＰＳＧ（European Petroleum Survey Group）コードのほか、各地点の標高や、河川及び各種構造物の位置、大きさ及び形状などの情報も含まれる。

浸水情報データベース１７には、上述のようにオペレータにより指定された参照画像について浸水域検出プログラム１０が生成した、対象地域の地点ごとの浸水の有無を表す浸水情報が格納される。かかる浸水情報の形式としては、ベクタ形式及びラスタ形式のいずれであってもよい。

浸水情報がベクタ形式の場合、浸水情報データベース１７には、図２に示すように、対象地域内の幾つかの地点について、その地点の位置、観測時刻、及び、その地点の浸水の有無といった各情報１７Ａ～１７Ｃがそれぞれ格納される。また、その地点の浸水深（地盤面から浸水面までの距離）の実測値が取得できている場合には、その実測値の情報１７Ｄも浸水情報として浸水情報データベース１７に格納される。

なお浸水情報における位置の情報１７Ａとしては、ジオメトリの型（「ベクタデータ種別（type）」）、ＥＰＳＧコード（「EPSG code」）及び座標（「coordinates」）などの各情報１７ＡＡ～１７ＡＣが格納される。ジオメトリの型としては点（「point」）及びポリゴン（「polygon」）などがあり、座標としては緯度及び経度が利用される。

また浸水情報がラスタ形式の場合、浸水情報データベース１７には、図３に示すように、浸水情報として参照画像の高さ（画素数）、幅（画素数）、観測時刻、座標参照系（ＣＲＳ）、参照画像の左下の座標、メッシュ１２０を構成する各ピクセル１２０Ａの大きさ及び各ピクセル１２０Ａの値をそれぞれ表す各情報が格納される。なお、「ピクセルの値」としては、浸水の有無又は浸水深が適用される。

浸水シナリオデータベース１８には、浸水シナリオ生成プログラム１１により生成された浸水シナリオが格納される。この浸水シナリオデータベース１８は、図４Ａに示すシナリオテーブル１８Ａと、図４Ｂに示す水生成オブジェクトテーブル１８Ｂとから構成される。

浸水シナリオテーブル１８Ａは、浸水シナリオ生成プログラム１１が生成した浸水シナリオを一元管理するためのテーブルであり、シナリオＩＤ欄１８ＡＡ、氾濫開始時刻ＵＴＣ欄１８ＡＢ、水生成オブジェクトＩＤ欄１８ＡＣ及び類似度評価欄１８ＡＤを備えて構成される。シナリオテーブル１８Ａでは、１つの行が浸水シナリオ生成プログラム１１により生成された１つの浸水シナリオに対応する。

そしてシナリオＩＤ欄１８ＡＡには、対応する浸水シナリオに対して付与されたその浸水シナリオに固有の識別子（シナリオＩＤ）が格納され、氾濫開始時刻ＵＴＣ欄１８ＡＢには、対応する浸水シナリオに基づく浸水シミュレーションにおいて河川の氾濫が開始される氾濫開始時刻が協定世界時で格納される。

また水生成オブジェクトＩＤ欄１８ＡＣには、図４Ｂについて後述する水生成オブジェクトテーブル１８Ｂで管理された水生成オブジェクトの中からその浸水シナリオで使用すべき水生成オブジェクトの識別子（水生成オブジェクトＩＤ）が格納される。水生成オブジェクトの詳細については後述する。

さらに類似度評価欄１８ＡＤには、浸水深推定プログラム１３により上述のように算出された、その浸水シナリオに基づいて行われた浸水シミュレーションのシミュレーション結果と参照画像との類似度が格納される。

従って、図４Ａの例の場合、例えば「A1」というシナリオＩＤが付与された浸水シナリオでは、協定世界時の「2020/07/04 12:00」が氾濫開始時刻に設定されており、水生成オブジェクトとして「B101」が選択され、浸水深推定プログラム１３により算出された、その浸水シナリオに基づいて行われた浸水シミュレーションのシミュレーション結果と参照画像との類似度が「0.1」であったことが示されている。

また水生成オブジェクトテーブル１８Ｂは、浸水シナリオ生成プログラム１１により生成された、浸水シミュレーションにおける河川の氾濫位置や、その氾濫位置から流出する単位時間当たりの水量（流水量）などの浸水に関する条件を規定したオブジェクト（以下、これを水生成オブジェクトと呼ぶ）を管理するために利用されるテーブルであり、図４Ｂに示すように、水生成オブジェクトＩＤ欄１８ＢＡ、オブジェクト種類欄１８ＢＢ、氾濫位置欄１８ＢＣ、流量時系列欄１８ＢＤ及び氾濫水量欄１８ＢＥを備えて構成される。水生成オブジェクトテーブル１８Ｂでは、１つの行が１つの水生成オブジェクトに対応する。

そして水生成オブジェクトＩＤ欄１８ＢＡには、対応する水生成オブジェクトに対して付与されたその水生成オブジェクトの水生成オブジェクトＩＤが格納され、オブジェクト種類欄１８ＢＢには、河川の氾濫原因の種類（破堤や、河川の水位が堤防を越える流量生成など）が格納される。また氾濫位置欄１８ＢＣは、経度欄１８ＢＣＡ及び緯度欄１８ＢＣＢに分けられており、河川の氾濫位置の経度が経度欄１８ＢＣＡに、また緯度が緯度欄１８ＢＣＢにそれぞれ格納される。

さらに流量時系列欄１８ＢＤには、氾濫開始から所定時間後ごとの氾濫位置から流出する単位時間当たりの水量（流水量）がそれぞれ格納され、氾濫水量欄１８ＢＥには、河川の氾濫位置から流出した総水量（氾濫水量）が格納される。

従って、図４Ｂの例の場合、「B101」という水生成オブジェクトＩＤが付与された水生成オブジェクトのオブジェクト種類は「流量生成」であり、当該水生成オブジェクトにおいて、経度が「139.474264」、緯度が「35.702896」の地点で河川の氾濫が発生し、氾濫発生から「０」秒後、「3600」秒後、「7200」秒後、「10800」秒後及び「14400」秒後における氾濫位置からの流水量はそれぞれ「０」〔m³/s〕、「０」〔m³/s〕、「5000」〔m³/s〕、「2500」〔m³/s〕及び「０」〔m³/s〕であり、氾濫水量が「90」であることが示されている。

時系列浸水深データベース１９は、浸水シミュレーション計算プログラム１２により算出された対応する浸水シナリオごとの浸水シミュレーションのシミュレーション結果である時系列の浸水深メッシュ２０（図５（Ｂ））の情報を管理及び保持するために利用されるデータベースである。

ここで「浸水深メッシュ」とは、対象地域の地図上に定義した図５（Ａ）に示すようなメッシュ２１のある瞬間における各セル２１Ａの浸水深に関する情報であり、図５（Ｂ）に示すように、メッシュ２１の横方向のセル数、縦方向のセル数、河川の氾濫開始時刻、座標参照系（ＣＲＳ：Coordinate Reference System）、画像左下の座標、及び、各セル２１Ａの大きさの各情報と、対応する時系列シミュレーションで使用した浸水シナリオのシナリオＩＤとを第１の属性情報２０Ａ（図５（Ｂ）では「メッシュ情報」）としてもつ。

また浸水深メッシュ２０は、セル２１Ａごとの情報として、そのセル２１ＡのセルＩＤ（左下のセル２１Ａを〔０，０〕とし、そこから数えた縦方向及び横方向のセル数）、氾濫開始から所定時間経過後の浸水深、及び、最大の浸水深（以下、これを最大浸水深と呼ぶ）の各情報を第２の属性情報２０Ｂ（図５（Ｂ）では「セル情報」）としてもつ。ただし、１つの浸水深メッシュ２０が第２の属性情報２０Ｂとしてそれぞれもつ「氾濫開始から所定時間経過後の浸水深」は、それぞれその浸水深メッシュ２０が対応付けられた、氾濫開始からある１つの所定時間経過後の浸水深のみである。

なお、図５（Ａ）ではセル２１Ａの形状が矩形として示されているが、セル２１Ａの形状は矩形に限らず、三角形や六角形であってもよい。

（３）各種画面の構成
次に、かかる浸水深推定機能に基づいて浸水深マップ生成プログラム１４により出力装置６（図１）に表示される各種画面の画面構成について説明する。

図６は、入力装置５（図１）を介した所定操作によって出力装置６（図１）に表示させることができる画像選択・条件設定画面３０を示す。この画像選択・条件設定画面３０は、画像ファイルが画像データベース１５（図１）に格納された参照画像の中からオペレータが所望する参照画像を選択したり、その後実行される対象地域の浸水シミュレーションにおける各パラメータ（氾濫位置、氾濫水量及び氾濫開始時刻）の範囲を設定するための画面である。

図６に示すように、画像選択・条件設定画面３０は、地図表示領域３１、画像選択領域３２及びシナリオ探索範囲設定領域３３を備えて構成される。

そして地図表示領域３１には、地図データベース１６（図１）に格納された地図データに基づいてユニバーサル横メルカトル図法などで表現された地図が表示される。かかる地図には、河川のほか、駅及び線路などの人工的な構造物も含まれる。なお、地図に代えて航空写真や衛星写真を地図表示領域に表示するようにしてもよい。地図には、北方向を表すアイコン４０や、縮尺を表す凡例４１も表示される。

地図表示領域３１に表示された地図の範囲は、入力装置５（図１）を用いた所定操作（例えば、マウスのドラッグ）により変更することができる。また、かかる地図の縮尺も入力装置５を用いた所定操作（例えば、マウスのホイールの回転）により変更することができる。

画像選択領域３２には、画像データベース１５に格納されている各画像ファイル（ここでは衛星画像の画像ファイル）のファイル名の一覧が表示される。なお、画像データベース１５に格納されている画像ファイルの中からオペレータにより事前に指定された「geotiff」などの拡張子の画像ファイルのファイル名のみを画像選択領域３２に表示するようにしてもよい。

画像選択領域３２では、一覧表示された各画像ファイルのファイル名の中から所望する画像ファイルのファイル名をクリックにより選択することで、その画像ファイルに基づく参照画像について、観測センサ（例えば、その画像を撮影した人工衛星）の名称や、その画像の撮影時刻及び撮影角度などの詳細情報４２を表示させることができる。

また画像選択領域３２には、各画像ファイルにそれぞれ対応させてチェックボックス４３が表示されており、これらチェックボックス４３の中から所望する参照画像の画像ファイルに対応付けられたチェックボックス４３をクリックすることでその参照画像を選択することができる。

このように参照画像が選択された場合、その参照画像が地図表示領域３１に表示された地図上の該当箇所に縮尺を合わせた状態で重ねて表示される。またこのとき選択された参照画像に対応するチェックボックス４３にはチェックマーク４４が表示される。画像選択領域３２では、参照画像を複数選択することができ、選択された各参照画像がそれぞれ地図表示領域３１に表示された地図上の該当箇所に重ねてそれぞれ表示される。

なお図６では、地図表示領域３１に表示された画像４５が画像選択領域３２においてオペレータにより選択された参照画像を表しており、画像４５中、他の箇所よりも黒く着色された領域は浸水していると判定された領域を表している。

シナリオ探索範囲設定領域３３では、浸水シミュレーションにおける氾濫水量、氾濫開始時刻及び氾濫位置の各パラメータの値の範囲と、浸水シナリオ生成プログラム１１（図１）が生成すべき浸水シナリオの数とを設定することができる。本実施の形態においては、参照画像がもつメタデータに基づいてこれらのパラメータのデフォルト値が自動設定されるものとしているが、これらパラメータの値を入力装置５を用いてオペレータが所望の値に変更することもできる。図６は、氾濫水量の範囲として「10」～「100」、氾濫開始時刻の範囲として「2020/07/01 12:00」～「2020/07/01 18:00」、氾濫位置として河川沿いが指定され、浸水シナリオ数として「100」が指定された例を示している。

そして画像選択・条件設定画面３０では、上述のようにして画像選択領域３２で所望する１又は複数の参照画像を選択し、シナリオ探索範囲設定領域３３で各パラメータの値やシナリオ数を指定した後にパラメータ生成＆シミュレーショオン開始ボタン３４をクリックすることにより、シナリオ探索範囲設定領域３３で指定した数の浸水シナリオを生成させて、これらの浸水シナリオに基づく各浸水シミュレーションを浸水深推定装置１に実行させることができる。

図７は、浸水シミュレーションのシミュレーション結果が表示される結果表示画面５０を示す。画像選択・条件設定画面３０においてパラメータ生成＆シミュレーショオン開始ボタン３４をクリックすると、上述のように１又は複数の浸水シナリオに基づく浸水シミュレーションが実行され、これら浸水シミュレーションに基づいてこの図７に示す結果表示画面５０が画像選択・条件設定画面３０に代えて出力装置６（図１）に表示される。

この結果表示画面５０は、地図表示領域５１及び選択画像情報表示領域５２を備えて構成される。そして地図表示領域５１には、直前の画像選択・条件設定画面３０の地図表示領域３１に表示されていた地図がそのまま表示される。また地図表示領域５１には、地図の北方向を表すアイコン６１や、縮尺を表す凡例６２も表示される。

さらに結果表示画面５０の地図表示領域５１には、地図に重ねて最大浸水深マップ６０が表示される。最大浸水深マップ６０は、上述の浸水シミュレーションに基づいて算出された、対象地域の地図上に定義された図５（Ａ）のようなメッシュ２１の各セル２１Ａの最大浸水深を視覚化したマップであり、これらメッシュ２１の各セル２１Ａとそれぞれ一致する複数のセル６０Ａを備える。

そして、これらのセル６０Ａは、それぞれメッシュ２１の対応するセル２１Ａについて算出されたそのセル２１Ａの最大浸水深に応じた色に着色される。また、これらの色が表す浸水深を示す凡例６３が地図表示領域５１に表示される。従って、オペレータは、この結果表示画面５０の地図表示領域５１に表示された最大浸水深マップ６０に基づいて、対象地域の各地点における最大浸水深を認識することができる。

また選択画像情報表示領域５２には、直前の画像選択・条件設定画面３０の画像選択領域３２においてオペレータにより選択された参照画像の詳細情報が表示される。従って、オペレータは、地図表示領域５１に表示された最大浸水深マップ６０がどの参照画像に基づいて生成されたものであるかを選択画像情報表示領域５２に表示された参照画像の詳細情報に基づいて認識することができる。

一方、浸水深推定装置１では、結果表示画面５０の選択画像情報表示領域５２に表示された結果詳細ボタン５３をクリックすることにより、出力装置６に表示される画像を図８に示す結果詳細画面７０に切り換えることができる。

この結果詳細画面７０は、地図表示領域７１、浸水シナリオ選択領域７２及びシナリオパラメータ制御領域７３を備えて構成される。そして地図表示領域７１には、初期時、直前の結果表示画面５０（図７）の地図表示領域５１に表示されていた地図と、参照画像の画像７６とがそのまま表示される。また地図表示領域７１には、地図の北方向を表すアイコン８０や、縮尺を表す凡例８１も表示される。

また浸水シナリオ選択領域７２には、浸水シナリオ生成プログラム１１（図１）により生成された複数の浸水シナリオのうち、浸水深マップ生成プログラム１４により選択された１又は複数の浸水シナリオ（参照画像の浸水域と類似度が高いシミュレーション結果が得られた１又は複数の浸水シナリオ）のシナリオＩＤ及び類似度がそれぞれ表示される。なお図８では、かかる類似度が高い浸水シナリオから順番に並べて浸水シナリオ選択領域７２に表示する場合を例示しているが、浸水シナリオのシナリオＩＤの順番に並べて表示するようにしてもよい。

さらに浸水シナリオ選択領域７２では、シナリオＩＤ及び類似度が表示された各浸水シナリオにそれぞれ対応させてチェックボックス８２が表示されており、オペレータが所望する浸水シナリオに対応するチェックボックス８２をクリックすることでその浸水シナリオを選択することができる。このとき選択された浸水シナリオに対応するチェックボックス８２（そのときクリックされたチェックボックス８２）にはチェックマーク８３が表示される。

そしてオペレータは、上述のようにして浸水シナリオ選択領域７２において所望する浸水シナリオを選択した後に浸水深マップ出力ボタン７４をクリックすることにより、そのとき選択した浸水シナリオにのみ基づく浸水シミュレーションのシミュレーション結果を、地図表示領域７１に表示された地図に重ねて表示させることができる。

なお、このシミュレーション結果は時系列の浸水深メッシュ２０（図５（Ｂ））に基づいて生成された時系列の浸水深マップ８４であるが、地図表示領域７１には１つの時刻の浸水深マップ（氾濫開始から所定の１つの経過時間後の浸水深マップ）８４が表示される。また浸水深マップ８４では、各セル８４Ａがそれぞれ対応する地点の最大浸水深に応じた色に着色される。そしてこれらの色が表す浸水深を示す凡例８５が地図表示領域７１に表示される。

またシナリオパラメータ制御領域７３には、浸水シナリオ選択領域７２において選択された浸水シナリオの詳細情報８６と、地図表示領域７１に表示された画像７６（直前の画像選択・条件設定画面３０で選択された参照画像）の詳細情報８７とが表示されると共に、その上側に再生ボタン９０、停止ボタン９１、戻しボタン９２及び早送りボタン９３からなる操作ボタン群９４と、タイムスライダ９５とが表示される。

そして結果詳細画面７０では、操作ボタン群９４の再生ボタン９０をクリックすることによって、図９に示すように、浸水シナリオ選択領域７２で選択した浸水シナリオに基づいて実行された浸水シミュレーションのみに基づいて得られた時系列の各浸水深マップ８４を、時間の早いものから順番に地図表示領域７１に表示された地図に重ねてスライドショー形式で順次表示させることができる。これによりオペレータは、対象地域内の各地点における浸水深の変化の様子を視覚的に確認することができる。なお、浸水深マップ８４のこのスライドショーは、停止ボタン９１をクリックすることにより停止することができる。

また結果詳細画面７０では、戻しボタン９２をクリックすることにより時系列の各浸水深マップ８４を、地図表示領域７１に表示された地図に重ねて、かつ時間を戻す方向にスライドショー形式で順次表示させることができ、さらには早送りボタン９３をクリックすることによりスライドショー形式で表示される時系列の各浸水深マップ８４の表示間隔を短くさせることができる。

さらに結果詳細画面７０では、タイムスライダ９５を操作することによって、氾濫開始から所望する経過時間後の浸水深マップ８４を地図表示領域７１に表示された地図に重ねて表示させることができる。従って、オペレータは、タイムスライダ９５を操作することによって、例えば、地図表示領域７１に表示された画像７６の撮影時刻と同じ時刻の浸水深マップ８４を地図表示領域７１に表示させることができ、これによって浸水シナリオ選択領域７２で選択された浸水シナリオにのみ基づく浸水シミュレーションのシミュレーション結果と、画像７６に表示された実際の浸水状況とを比較することができる。

一方、結果詳細画面７０では、シナリオパラメータ制御領域７３の下側に表示されたシナリオパラメータ変更ボタン７５をクリックすることにより、そのとき浸水シナリオ選択領域７２で選択している浸水シナリオにおける氾濫場所や氾濫水量及び氾濫開始時刻のパラメータ値を変更することができる。

実際上、かかるシナリオパラメータ変更ボタン７５をクリックした場合、出力装置６（図１）の表示画面が図１０に示すようなシナリオパラメータ変更画面１００に切り換えられる。このシナリオパラメータ変更画面１００は、図１０からも明らかなように、地図表示領域１０１、シナリオパラメータ制御領域１０２及びシナリオパラメータ変更領域１０３から構成される。

そして地図表示領域１０１には、結果詳細画面７０（図８）の地図表示領域７１（図８）と同様に、地図と、１つの時刻（氾濫開始からある１つの所定経過時間後の時刻）の浸水深マップ１１０と、図８について上述した画像７６と同様の画像１１１と、図８について上述したアイコン８０及び凡例８１，８５と同様のアイコン１１２及び凡例１１３，１１４とが表示される。

またシナリオパラメータ制御領域１０２には、結果詳細画面７０（図８）の操作ボタン群９４（図８）やタイムスライダ９５（図８）とそれぞれ同様の機能を有する操作ボタン群１１５及びタイムスライダ１１６と、そのとき地図表示領域１０１に画像１１１が表示されている参照画像の詳細情報１１７とが表示される。

さらにシナリオパラメータ変更領域１０３には、直前の結果詳細画面７０の浸水シナリオ選択領域７２（図８）において選択されていた浸水シナリオにおける氾濫位置（図１０では「破堤場所」）、氾濫水量及び氾濫開始時刻の各パラメータの値がそれぞれ変更自在に表示される。かくして、オペレータは、入力装置５（図１）を操作して、かかる浸水シナリオの氾濫位置、氾濫水量及び氾濫開始時刻の各パラメータのうちの所望する一部又は全部のパラメータの値を所望する値に修正することにより、その浸水シナリオのそのパラメータの値をその値に変更することができる。なお、図１０は、地図表示領域１０１で点線で示した「×」の位置から実線で示した「×」の位置にまで氾濫位置を変更した例を示している。

そして浸水深推定装置１では、上述のようにシナリオパラメータ変更画面１００を用いて浸水シナリオの所望するパラメータの値を変更した後にシミュレーション再計算ボタン１０４をクリックすることによって、パラメータの値を変更した後の浸水シナリオに基づく浸水シミュレーションを実行させることができる。そして、このとき実行された浸水シミュレーションのシミュレーション結果である時系列の浸水深マップ１１０のうちの１つの時刻の浸水深マップ１１０が地図表示領域１０１に表示される。

また浸水深推定装置１では、地図表示領域１０１に表示された浸水深マップ１１０を、シナリオパラメータ制御領域１０２に表示された操作ボタン群１１５やタイムスライダ１１６を操作することによって、結果詳細画面７０の操作ボタン群９４やタイムスライダ９５を操作したときと同様に切り替えることができる。

（４）浸水深推定機能に関する処理
図１１は、上述した浸水深推定機能に関連して浸水深推定装置１により実行される、結果表示画面５０（図７）を表示するまでの一連の処理（以下、これを第１の浸水深推定処理と呼ぶ）の流れを示す。なお、以下においては、各種処理の処理主体を「プログラム」として説明するが、実際上は、その「プログラム」に基づいて浸水深推定装置１のＣＰＵ２（図１）によりその処理が実行されることは言うまでもない。

この第１の浸水深推定処理は、図６について上述した画像選択・条件設定画面３０において参照画像の選択及び必要な条件設定が行われた後にパラメータ生成＆シミュレーショオン開始ボタン３４がクリックされると開始される。

そして、まず、浸水域検出プログラム１０（図１）が、そのとき画像選択・条件設定画面３０の画像選択領域３２（図６）において選択された参照画像ごとに浸水域をそれぞれ抽出し、抽出した浸水域に関する浸水情報を浸水情報データベース１７（図１）に格納する（Ｓ１）。

なお、参照画像から浸水域を抽出する方法としては、例えば、予め機械学習を行ったＡＩ（Artificial Intelligence）を用いることができる。また、参照画像がＳＡＲ画像である場合には、水面が画像上で暗く映る特性を利用して、画像処理で浸水域を抽出するようにしてもよい。さらに浸水情報データベース１７に格納する浸水情報としては、浸水箇所の情報（図２の情報１７Ｃの「true」）だけでなく、図２のように浸水していない箇所の情報（図２の情報１７Ｃの「false」）や、判別できなかったという情報（図２の情報１７Ｃの「null」）を含んでいてもよい。

また浸水域検出プログラム１０は、浸水情報を図２について上述したベクタ形式で浸水情報データベース１７に格納した場合には、その浸水情報を図３について上述したラスタ形式の浸水情報に変換する（Ｓ２）。

この変換により、画像選択・条件設定画面３０（図６）の画像選択領域３２（図６）で選択された参照画像ごとに、図３に示したような浸水の有無がピクセル１２０Ａごとに判定されたメッシュ（以下、これを浸水域メッシュ１２０と呼ぶ）が作成される。

なお、ステップＳ１において浸水情報がベクタ形式で浸水情報データベース１７に格納された場合には、このステップＳ２は省略される。そして浸水域検出プログラム１０は、この後、浸水シナリオ生成プログラム１１（図１）を呼び出す。

浸水シナリオ生成プログラム１１は、浸水域検出プログラム１０により呼び出されると、画像選択・条件設定画面３０のシナリオ探索範囲設定領域３３（図６）で設定された範囲で氾濫水量、氾濫開始時刻及び氾濫位置のパラメータの値をランダムに選択した浸水シナリオを、シナリオ探索範囲設定領域３３で設定されたシナリオ数だけ生成し、生成した浸水シナリオを浸水シナリオデータベース１８（図１）に格納する（Ｓ３）。

この際、浸水シナリオ生成プログラム１１は、画像選択・条件設定画面３０のシナリオ探索範囲設定領域３３で氾濫位置が河川沿いに設定されている場合には、河川の右岸又は左岸の線上のいずれかの位置を氾濫位置に決定して浸水シナリオを生成する。そして浸水シナリオ生成プログラム１１は、この後、浸水シミュレーション計算プログラム１２（図１）を呼び出す。

浸水シミュレーション計算プログラム１２は、浸水シナリオ生成プログラム１１により呼び出されると、浸水シナリオデータベース１８に格納されている各浸水シナリオに基づいて浸水シミュレーションをそれぞれ実行することにより、浸水シナリごとの時系列の浸水深メッシュ２０（以下、これを時系列浸水深メッシュ群と呼ぶ）をそれぞれ生成する（Ｓ４）。

この浸水シミュレーションの計算は、流体力学に基づき、地図データに含まれる対象地域内の各地点の標高や、河川の位置、形状及び大きさなど情報を利用して行われる。この場合、通常の浸水シミュレーションでは、氾濫位置から流れ出る時間当たりの流水量を時間ごとに設定することが一般的であるが、本実施の形態においては、図１２に示すように、氾濫開始後に瞬間的に流水量が最大値となった後に、流水量が線形に減少していくと仮定して、氾濫の総水量（氾濫水量）だけをパラメータとする。ただし、流水量が一定であるとしてもよく、また流水量が線形に増加後、線形に減少していくとしてもよい。さらには浸水シナリオ生成プログラム１１が流水量をパラメータとして設定するようにしてもよい。

そして浸水シミュレーション計算プログラム１２は、かかる浸水シミュレーションが完了すると、このとき得られた浸水シナリオごとの時系列浸水深メッシュ群を時系列浸水深データベース１９（図１）に格納した後、浸水深推定プログラム１３（図１）を呼び出す。

浸水深推定プログラム１３は、浸水シミュレーション計算プログラム１２により呼び出されると、浸水シナリオごとに、その浸水シナリオに基づいて生成された時系列浸水深メッシュ群を構成する浸水深メッシュ２０の中から、画像選択・条件設定画面３０（図６）の画像選択領域３２（図６）で選択された参照画像の撮影時刻と同じ時刻の浸水深メッシュ（以下、これを瞬間浸水深メッシュと呼ぶ）２０を抽出する（Ｓ５）。

また浸水深推定プログラム１３は、ステップＳ２で作成した参照画像の浸水域メッシュ１２０（図３）と、ステップＳ５で抽出した浸水シナリオごとの対応する瞬間浸水深メッシュ２０とをそれぞれ比較し、ステップＳ５で抽出した浸水シナリオごとの瞬間浸水深メッシュ２０の中から参照画像の浸水域メッシュ１２０と浸水域の位置が類似する瞬間浸水深メッシュ２０をすべて抽出する（Ｓ６）。浸水深推定プログラム１３は、このような瞬間浸水深メッシュ２０の抽出を、画像選択・条件設定画面３０の画像選択領域３２で選択された参照画像ごとに行う。

なお、ステップＳ２で作成した参照画像の浸水域メッシュ１２０と、ステップＳ５で抽出した浸水シナリオごとの対応する瞬間浸水深メッシュ２０とにおける浸水域の位置が類似しているか否かの判定は、例えば、浸水域のＩｏＵ（Intersection over Union）や、浸水しているか否かの判定の正解率を類似度として、類似度の大きさに基づいて行うことができる。

またステップＳ５で抽出した浸水シナリオごとの瞬間浸水深メッシュ２０の中から、参照画像の浸水域メッシュ１２０と類似する瞬間浸水深メッシュ２０を抽出する方法としては、類似度が高い瞬間浸水深メッシュ２０を一定数抽出する方法や、類似度が予め定められた閾値以上の瞬間浸水深メッシュ２０をすべて抽出する方法などを適用することができる。

続いて、浸水深推定プログラム１３は、ステップＳ６で抽出した各瞬間浸水深メッシュをそれぞれ含む各時系列浸水深メッシュ群を抽出し（Ｓ７）、抽出した各時系列浸水深メッシュ群に基づいて浸水深メッシュ２０の各セル２１Ａの最大浸水深をそれぞれ推定して、これら推定した最大浸水深をそれぞれそのセル２１Ａの値とする最大浸水深メッシュ２０を生成する（Ｓ８）。

具体的に、浸水深推定プログラム１３は、各セル２１Ａの値を、それぞれステップＳ７で抽出した各時系列浸水深メッシュ群をそれぞれ構成するすべての浸水深メッシュ２０のうちの最大の浸水深とする浸水深メッシュ２０を最大浸水深メッシュ２０として生成する。そして浸水深推定プログラム１３は、この後、浸水深マップ生成プログラム１４を呼び出す。

浸水深マップ生成プログラム１４は、浸水深推定プログラム１３により呼び出されると、図７について上述したように、ステップＳ８で生成された最大浸水深メッシュ２０を地図に重ねて地図表示領域５１（図７）に表示した結果表示画面５０（図７）を生成し、生成した結果表示画面５０を出力装置６（図１）に表示する（Ｓ９）。以上により、この第１の浸水深推定処理が終了する。

なお、ステップＳ６の処理において、類似度が予め定められた閾値以上の瞬間浸水深メッシュ２０を、参照画像の浸水域メッシュ１２０（図３）と類似する瞬間浸水深メッシュ２０として抽出するものとした場合、ステップＳ５で抽出した浸水シナリオごとの瞬間浸水深メッシュ２０の中から参照画像の浸水域メッシュ１２０（図３）と類似する瞬間浸水深メッシュ２０を検出できない（いずれの浸水シナリオの瞬間浸水深メッシュ２０の類似度も閾値未満）場合がある。

このような場合において、例えば、浸水域検出プログラム１０が複数の浸水域検出方法により浸水域を検出できる機能を有するときには、ステップＳ１で浸水域検出プログラム１０が参照画像内の浸水域を検出する浸水域検出方法を他の浸水域検出方法に切り換えてステップＳ１以降の処理をやり直すことにより、参照画像の浸水域メッシュ１２０（図３）と類似する瞬間浸水深メッシュ２０を検出できる可能性がある。ただし、このようにしてステップＳ１～ステップＳ６の処理をやり直したとしても、最終的に参照画像の浸水域メッシュ１２０（図３）と類似する瞬間浸水深メッシュ２０を検出できない場合もあるため、やり直し回数に閾値を設けることが望ましい。

図１３は、このようなステップＳ１～ステップＳ６のやり直しを含む、かかる浸水深推定機能に関連して浸水深推定装置１により実行される一連の処理（以下、これを第２の浸水深推定処理と呼ぶ）の流れを示す。この場合、浸水深推定装置１では、ステップＳ１０～ステップＳ１５までの処理が図１１のステップＳ１～ステップＳ６と同様に実行される。

そして、この後、浸水深推定プログラム１３が、参照画像の浸水域メッシュ１２０と類似する瞬間浸水深メッシュ２０をステップＳ１５で抽出できたか、又は、やり直し回数が予め設定された閾値を超過したか否かを判断する（Ｓ１６）。

浸水深推定プログラム１３は、この判断で否定結果を得た場合には浸水域検出プログラム１０（図１）を呼び出す。そして浸水域検出プログラム１０は、それまでに試したことがない浸水域検出方法を利用してステップＳ１０を実行し、この後、ステップＳ２～ステップＳ１６の処理が上述と同様に実行される。そして浸水深推定装置１では、この後、ステップＳ１５で肯定結果が得られるまでステップＳ１０で利用する浸水域検出方法を未使用の他の浸水域検出方法に切り換えながら、ステップＳ１０～ステップＳ１６の処理が繰り返される。

そして浸水深推定プログラム１３が、やがて参照画像の浸水域メッシュ１２０（図３）と類似する瞬間浸水深メッシュ２０をステップＳ１５で抽出し、又は、やり直し回数が予め定められた閾値（例えば、浸水域検出プログラム１０が利用可能な浸水域検出方法の数）を超過することによりステップＳ１６で肯定結果が得られると、ステップＳ１７～ステップＳ１９の処理が図１０のステップＳ７～ステップＳ９と同様に実行される。

この際、浸水深推定プログラム１３は、やり直し回数が閾値を超過することによりステップＳ１６で肯定結果を得ることによりステップＳ１７に進んだ場合には、それまでのやり直しにより最も類似度が高かった所定個数の瞬間浸水深メッシュ２０を含む各時系列浸水深メッシュ群をステップＳ１７でそれぞれ抽出し、抽出したこれら時系列浸水深メッシュ群を利用してステップＳ１８を上述のステップＳ８と同様に実行する。

（５）本実施の形態の効果
以上のように本実施の形態の浸水深推定装置１では、実際の浸水域を撮影した参照画像と、氾濫位置、氾濫水量及び氾濫開始時刻の各パラメータの値をランダムにそれぞれ組み合わせた複数の浸水シナリオに基づく浸水シミュレーションのシミュレーション結果とを比較し、類似度が高い１又は複数の浸水シミュレーションのシミュレーション結果に基づいて対象地域の各地点の浸水深を推定する。従って、本浸水深推定装置１によれば、水害が発生した対象地域に調査員が赴くことなく、当該対象地域の各地点の浸水深を精度良く、かつ、迅速及び容易に推定することができる。

（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、１つの浸水深推定装置１に浸水域検出プログラム１０、浸水シナリオ生成プログラム１１、浸水シミュレーション計算プログラム１２、浸水深推定プログラム１３及び浸水深マップ生成プログラム１４と、画像データベース１５、地図データベース１６、浸水情報データベース１７、浸水シナリオデータベース１８及び時系列浸水深データベース１９とを配置するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらのプログラムやデータベースをネットワーク上の複数のコンピュータ装置に分散させて配置するようにしてもよい。このようにしても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また上述の実施の形態においては、画像選択・条件設定画面３０や、結果表示画面５０、結果詳細画面７０及びシナリオパラメータ変更画面１００の画面構成を図６～図１０のようにするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の画面構成を広く適用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、浸水原因が河川の氾濫である場合について述べたが、本発明はこれに限らず、大雨や津波などが浸水原因である場合にも本発明を適用することができる。

さらに上述の実施の形態においては、対象地域の浸水域の位置情報を対象地域を撮影した参照画像に基づいて浸水深推定装置１が自ら取得するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、対象地域の浸水域の位置情報を外部から浸水深推定装置１に与えるようにしてもよい。この場合には、浸水域検出プログラム１０を省略することができる。

本発明は、対象地域の浸水域の浸水深を推定する浸水深推定装置に適用することができる。

１……浸水深推定装置、２……ＣＰＵ、５……入力装置、６……出力装置、１０……浸水域検出プログラム、１１……浸水シナリオ生成プログラム、１２……浸水シミュレーション計算プログラム、１３……浸水深推定プログラム、１４……浸水深マップ生成プログラム、１５……画像データベース、１６……地図データベース、１７……浸水情報データベース、１８……浸水シナリオデータベース、１９点て時系列浸水深データベース、２０……浸水深メッシュ、２１，６０Ａ，８４Ａ，１２０Ａ……セル、３０……画像選択・条件設定画面、４５，７４，１１１……画像、５０……結果表示画面、６０……最大浸水深マップ、７０……結果詳細画面、８４，１１０……浸水深マップ、１００……シナリオパラメータ変更画面、１２０……瞬間浸水深メッシュ。

Claims

対象地域の浸水域の浸水深を推定する浸水深推定装置において、
浸水に関する各種パラメータの値の組み合わせでなる複数の異なるシナリオに基づいて、前記対象地域における浸水現象をそれぞれシミュレーションする浸水シミュレーション計算部と、
浸水中の前記対象地域を撮影した画像から前記浸水域を検出する浸水域検出部と、
前記対象地域における実際の前記浸水域の情報と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションのシミュレーション結果とを比較し、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出し、抽出した１又は複数の前記シミュレーションの前記シミュレーション結果に基づいて、抽出した前記シミュレーションにそれぞれ対応する前記シナリオごとに、前記対象地域の前記浸水域の各地点の浸水深をそれぞれ推定する浸水深推定部と
を備え、
前記浸水深推定部は、
前記浸水域検出部により検出された実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較することにより、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出し、
さらに前記浸水域検出部は、
前記対象地域を撮影した前記画像から複数の浸水域検出方法により前記浸水域を検出することができ、当該複数の浸水域検出方法のうちの１つの前記浸水域により前記浸水域を検出し、
前記浸水深推定部が、前記浸水域検出部により検出された実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置との比較により、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できなかった場合に、実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できるまで、又は、所定の回数分の当該比較が完了するまで、前記浸水域検出部が、他の前記浸水域検出方法により前記対象地域を撮影した前記画像から前記浸水域を検出する処理と、前記浸水深推定部が、前記浸水域検出部により検出された実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較する処理とを繰り返す
ことを特徴とする浸水深推定装置。
前記浸水深推定部により推定された前記対象地域の各前記地点の浸水深を表す時系列の浸水深マップを生成する浸水深マップ生成部をさらに備え、
前記浸水深マップ生成部は、
生成した各前記浸水深マップを前記対象地域を撮影した画像に重ねて表示する
ことを特徴とする請求項１に記載の浸水深推定装置。
前記浸水深マップは、所定画面において前記対象地域を撮影した前記画像に重ねて表示され、
当該画面には、浸水開始からの経過時間を指定するためのスライダが設けられ、
前記浸水深マップ生成部は、
時系列の前記浸水深マップのうち、前記スライダが操作されることにより指定された時間の前記浸水深マップを前記対象地域を撮影した前記画像に重ねて表示する
ことを特徴とする請求項２に記載の浸水深推定装置。
前記浸水深推定部は、
前記対象地域における実際の前記浸水域の情報と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションのシミュレーション結果とに基づいて、実際の前記浸水域に対する各前記シミュレーション結果の類似度合を表す類似度を、各前記シナリオに基づく前記シミュレーション結果ごとにそれぞれ算出し、
算出した前記シミュレーション結果ごとの前記類似度に基づいて、実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の浸水深推定装置。
前記浸水に関する前記パラメータは、河川の氾濫位置、当該氾濫位置から流出する単位時間当たりの水量、及び、氾濫開始時刻である
ことを特徴とする請求項１に記載の浸水推定装置。
前記パラメータの値を変更するための画面を表示する画面表示部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の浸水深推定装置。
前記浸水深推定部は、
前記対象地域の各前記地点の最大の前記浸水深をそれぞれ推定する
ことを特徴とする請求項２に記載の浸水深推定装置。
対象地域の浸水域の浸水深を推定する浸水深推定装置において実行される浸水深推定方法であって、
浸水に関する各種パラメータの値の組み合わせでなる複数の異なるシナリオに基づいて、前記対象地域における浸水現象をそれぞれシミュレーションする第１のステップと、
浸水中の前記対象地域を撮影した画像から前記浸水域を検出し、前記対象地域における実際の前記浸水域の情報と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションのシミュレーション結果とを比較し、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出する第２のステップと、
抽出した１又は複数の前記シミュレーションの前記シミュレーション結果に基づいて、抽出した前記シミュレーションにそれぞれ対応する前記シナリオごとに、前記対象地域の前記浸水域の各地点の浸水深をそれぞれ推定する第３のステップと
を備え、
前記第２のステップにおいて、前記浸水深推定装置は、
検出した実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較することにより、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた１又は複数の前記シミュレーションを抽出し、
前記浸水深推定装置は、
前記対象地域を撮影した前記画像から複数の浸水域検出方法により前記浸水域を検出することができ、
前記第２のステップにおいて、前記浸水深推定装置は、
当該複数の浸水域検出方法のうちの１つの前記浸水域により前記浸水域を検出し、
検出した実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置との比較により、当該実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できなかった場合に、実際の前記浸水域と類似する前記シミュレーション結果が得られた前記シミュレーションを抽出できるまで、又は、所定の回数分の当該比較が完了するまで、他の前記浸水域検出方法により前記対象地域を撮影した前記画像から前記浸水域を検出する処理と、検出した実際の前記浸水域の位置と、各前記シナリオに基づく前記シミュレーションにより得られた前記浸水域の位置とを比較する処理とを繰り返す
ことを特徴とする浸水深推定方法。