近年、建設業界では予測が難しい地盤沈下事故による安全問題が継続的に取り上げられています。肉眼では発見しにくい微細な地盤の変化を事前に検知し対応できる技術的解決策の必要性は、今まで以上に高まっています。
メイサもまた、InSAR技術を活用した地盤モニタリングソリューションをはじめ、さまざまな衛星画像解析技術の開発に継続的に投資してきました。 本日は、建設現場の中心的な課題である地盤沈下を中心に、衛星データ技術がどのように建設安全の新しいパラダイムを提示しているのかを見ていきます。
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ここ数年、韓国各地で地盤沈下事故が相次いでいます。韓国では過去5年間で867件の地盤沈下事故が発生し、特にソウル・京畿圏では今年だけで45件以上が報告されています。このうち31.8%がソウルで、21.2%が京畿で発生しており、都心部や大規模工事区間での安全上の脅威が続いています。地盤沈下は目立つ亀裂や陥没がないまま徐々に進行するため、事故が発生するまでその変化を検知するのは困難です。ひとたび発生すると復旧に多くの時間と費用がかかり、場合によっては人命被害につながることもあります。
このため、現場の管理者は「あらかじめ、より広く、より精密に」地盤の状態を把握できる方法を探しています。ボーリングや地盤計測器のような従来の方式は精度が高いものの、設置範囲が限られ、長期間の観測にかかる費用も少なくありません。ドローン測量も速度と解像度の面で大きな利点がありますが、飛行制限区域や広範囲区間の長期モニタリングには限界があります。まさにこの点で、衛星ベースのデータ技術の価値が注目されています。
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衛星から収集するデータにはさまざまな種類があります。電子光学映像は太陽光が地表面で反射した光を撮影する方式で、私たちが目で見るのと似たカラー映像を提供しますが、地盤の微細な鉛直変位を測定できる位相情報がないため、地盤沈下の検知には限界があります。標高データは地形の3次元の高さ情報を提供しますが、測定精度が数メートル単位にとどまり、ミリメートル単位の微細な地盤変化を捉えるのは困難です。こうした制約を乗り越えるのが映像レーダーSAR（Synthetic Aperture Radar／合成開口レーダー）です。SARはマイクロ波パルスを地表面に向けて発射し、反射した信号を受信する方式で、気象条件に関係なく全天候・24時間の映像取得が可能です。衛星や航空機が連続的にマイクロ波パルスを受信しながら移動した距離の分だけアンテナの直径が大きくなる効果を利用して、高解像度の映像を得ることができます。
ここで重要なのがInSAR（Interferometric SAR／干渉SAR）技術です。InSARはSAR衛星で取得した映像に適用する解析手法で、異なる時点に撮影したSAR映像を比較して位相差を解析する方式です。 これにより、地表の高低変化をミリメートル単位まで計算することができます。そのため、InSARで得たデータは地盤沈下の観測に特に有用です。一度の観測で数十平方キロメートルに及ぶ広範囲な地域を観測でき、建設前の段階では敷地の安定性検討に、工事中には周辺地域の沈下有無の監視に、竣工後には施設物の安全モニタリングに活用できます。長期にわたる沈下傾向を追跡し、道路・鉄道・都心などの大規模インフラの地盤安定性を効率的に管理できるだけでなく、変位が閾値を超える時点を早期に把握し、事故への事前対応が可能になります。
実際に衛星データは、世界各地で地盤のモニタリングに使われています。ロンドンではクロスレール・プロジェクトにおいてInSARベースの時系列解析を通じて、地下鉄トンネル掘削の過程で発生する非線形の地盤の動きを検知・モニタリングしており、これは従来のレベリング測定を補完する重要な手段として活用されました。オランダでは、PS-InSAR、GNSS、重力データを統合した全国規模の地盤沈下地図を国家レベルで運用しています。またメキシコシティでも、2002年からSentinel-1ベースのPS-InSARで最大500mm/年に達する深刻な地盤沈下を定量的に測定し、地下鉄や重要インフラ周辺の沈下リスクを事前に把握しています。
メイサもまた、ドローンと衛星データを活用した空間情報ソリューション企業として、こうした衛星データを積極的に扱っています。地盤沈下の追跡を含め、建設現場で必要となるさまざまな空間情報をドローンおよび衛星観測で取得・解析して提供しています。最近では、日本の竹中工務店と東部建設の建設現場に衛星データベースの工程管理ソリューションを提供し、現場の安全性と効率性の確保を支援しました。複雑な衛星データを理解しやすい可視化資料に変換し、現場の状況に合わせたカスタマイズ分析結果を提供することで、実務担当者の意思決定を支援しています。
地盤沈下は、外からは見えないところで徐々に進行します。発生後に対処する方式から脱却し、発生前に危険を検知して備えることが何よりも重要です。メイサは今後も、産業全般で高まる安全・効率のニーズに合わせて衛星データ活用ソリューションを高度化し、建設現場の予測・管理能力の強化に貢献していく計画です。
