広域地下水流動調査のための地表調査法の開発 リモートセンシング-地形および植生情報による表層部の水文特性の推定-その1

Development of field investigation techniques for study of regional groundwater Flow; Remote sensing; Study of hydrological characteristics of subsurface using topographic and vegetational information; Part 1

小出 馨; 柳沢 孝一

Koide, Kaoru; Yanagizawa, Koichi

本研究は、地層処分に関する安全研究の中で重要な項目である広域地下水流動調査のための地表調査法の開発の一環として、地下水流動解析における涵養量の設定に必要な水収支に関する水文特性をリモートセンシンシグデータや地形図などの広域データから推定する手法の開発を目的として、(1)地表情報の抽出法の検討、(2)地表状況と水文特性との関係の定量化、(3)地表情報による水文特性の推定法の開発の3段階に分けて研究を進めている。本研究の第一段階である地表情報の抽出法の検討では、解析対象領域として中部事業所および東濃鉱山を含む約5km四方の領域を設定し、水収支と関連すると考えられる地表情報として地形と植生を対象に、これらの情報をデジタル標高データおよびリモートセンシングデータ(衛星データ)から抽出する手法を検討した。地形情報の抽出に関しては、デジタル標高データから斜面方位および傾斜度を算出するプログラムを作成した。プログラムの検証は、東濃鉱山周辺をテストサイトとして行い、実測と計算結果とを比較した結果、実際の解析において十分な精度を有することを確認した。また、デジタル標高データのグリッド間隔を検討した結果、解析対象領域の地形を表現するには、30m未満のグリッド間隔が必要であることが明らかになった。植生情報の抽出に関しては、夏および秋(冬)のSPOT衛星データから植被率を示すと考えられる正規化植生指標(NVI)を算出し、NVIの季節変化量を基にした林相区分を試みた。その結果、各林相(針葉樹林、広葉樹林、針広混交林、草地(芝))は、異なるNVIの季節変化量を示し、NVIの季節変化量による林相区分が可能であることが明らかになった。この結果を基に解析対象領域の林相区分図を作成し、その結果を現地調査で検証した結果、現地の林相と良く一致していることが確認できた。

The purpose of this study is to develop estimation methods of hydrological characteristics of subsurface using regional data such as remote sensing data and topographical data in order to evaluate regional groundwater flow in Japan. This study consists of following three steps. The first step is to develop methods to extract the ground surface information. The second step is to quantify the relationship between the ground surface conditions and hydrological characteristics. And the final step is to develop estimation methods of hydrological characteristics of subsurface by using ground surface information. This paper describes the development of extraction methods on the ground surface information as the first step in our study. In this paper, topography and vegetation parameters were selected as the ground surface information which is considered relating to water balance which is one of hydrological characteristics. The study site was selected in the area (5km 5km) around the Tono uranium Mine, Central Japan. In order to extract topographic information, we developed a computer program to calculate direction and inclination of hill slopes using digital elevation map (DEM). The program was validated by comparing calculated results with measured slope data which were read from topographic map in the study site. We also examined grid intervals of DEM so that terrain in the study site can be represented appropriately. As a result, it was known that the grid interval of DEM should be less than 30m in the study site. We tried to classify forest types into three classes, a broad-leaved forest, conifer forest and mixed forest, using seasonal change of the normalized vegetation index (NVI) that was calculated from SPOT HRV data. Multi-temporal data (summer, autumn and winter) of SPOT were used to determine seasonal change of NVI of each forest type. As a result, it was definitely shown that each forest type has a different seasonal change of NVI. We ...