Home > 政策関連情報 > 審議会情報 > 科学技術・学術審議会 > 測地学分科会 > 測地学分科会（第16回）/地震部会（第20回）/火山部会（第23回）合同会議配付資料 > 資料3 > 
．3．新たな観測技術の開発
．計画の実施内容 海域おける地殻変動及び地震の時空間的に高密度な観測や，それらのリアルタイム化はプレート境界地震の発生予測のために重要な役割を担う。一方，雑音の多い地表から逃れた大深度ボアホール内観測は，大都市圏など堆積層が厚い地域はもちろん地震・地殻活動の把握に必須である。また噴火活動域直下おけるマグマなど火山流体の移動検出や，火口から放出される火山ガス等の観測は，より実用的な噴火予知に必要である。
海底，大深度ボアホール内，噴火活動域はいずれも通常の観測に比べて技術的に克服すべき課題が多い世界であるが，観測技術の実用化に向けて，これまでの研究で実現された観測技術や解析手法の高度化を図るとともに，より高性能な観測機器・システムの実現に向けた技術開発や，より厳しい環境下での観測技術の研究開発を進める。
プレート境界地震の発生予測のためには，海域における地殻変動観測及び地震観測が重要であることから，海域での時空間的に高密度な観測の実施を目指して観測技術の開発と高度化を図る。
特に，近年，数センチメートルの繰り返し観測精度が得られるようになったGPS−音響測距結合方式による海底地殻変動観測については，更なる高精度化を進めるとともに，空間的・時間的な観測密度の向上を目指す。それとともに，海底上下変動観測のための技術開発を推進する。海底地震観測については，空白域となっている超深海域での地震観測に向けた観測技術の開発を進めるとともに，強震観測及び広域帯地震観測の高度化を目指す。また，深海底における地震及び地殻変動のリアルタイム観測システムを構築するための技術開発を行う。
大学及び海上保安庁は，GPS−音響測距結合方式による海底地殻変動観測の一層の高度化を進め，効果的・効率的で安定した計測技術の開発を行うとともに，大学は海底上下変動観測についても技術開発を進める。（東北大学，名古屋大学）（東北大学）
大学は，空白域となっている超深海底での地震観測に向けた観測技術の開発を進めるとともに，強震観測及び広域帯地震観測の高度化を図る。また，大学及び海洋研究開発機構は，深海底における地震及び地殻変動のリアルタイム観測システムを構築するための技術開発を進める。（東京大学地震研究所）（東京大学地震研究所，東北大学，名古屋大学）
ボアホールを利用した計測は，気象や人工的な震動等による雑音の多い地表から離れて，深部期限の微弱な信号を捉えるために必須な技術である。また大都市圏など堆積層の厚い地域において直下における地震・地殻活動を把握するためにも，大深度におけるボアホール計測技術の開発は急務である。大深度ボアホール内は地表に比べ高圧・高温という計測器にとっては条件のきびしい世界である。地表あるいは比較的浅部において実現していた地震及び地殻変動等の計測を大深度ボアホール内で実現することを目指す。
大学は改良された水圧破砕法，ボアホールジャッキ法等を用いて，大深度ボアホール内における応力の絶対量の計測技術の開発を進めるとともに，レーザー光技術を利用した大深度ボアホール内における広帯域地震計測，傾斜計測法の開発を進める（東京大学）。
防災科学技術研究所では，地下温度の高い火山地域に設置することも視野に入れ，3,000メートル級ボアホールで安定に計測可能な，広帯域地震計，傾斜計及び強震計の開発を進める。
噴火活動域直下おけるマグマなど火山流体の移動をとらえることは噴火予知の高度化を進めるうえで重要である。また活動火口から放出される火山ガス等の観測はより実用的な噴火予知に必要な技術である。これらの観測技術の実用化にむけ商用電源や観測施設などの確保が困難な噴火活動域における観測システムの研究開発を進める。さらに実用システムの多機能化・高精度化とともに解析手法の高度化も図る。
大学は火口など噴火活動域直下における地殻変動源の時間発展を追跡するために省電力な高時間分解能リアルタイムGPS観測システムや，マグマなど火山流体の移動を地表の重力変化によって検知するために野外でも使用可能な省電力・堅牢・高精度な小型絶対重力計を開発する。また，火山内部での熱的状態の変化を捕らえるために，繰り返し空中磁気観測結果の解析手法を開発する。
産業技術総合研究所では携帯型マルチガスセンサーシステムによる火山ガス放出量・組成の連続観測の実用化を図るとともに，遠隔測定による火山ガスSO2（二酸化硫黄）放出量の観測精度の向上及び高時間分解能化を進める。また噴火活動中の火山内部で進行する熱的状態の変化を捕らえるために，繰り返し空中磁気探査による地磁気変化のより効率的・実用的な検出手法を開発する。
国土地理院は実用化されているGPS火山変動リモート観測装置（REGMOS）に，地磁気センサーや監視カメラを搭載し，多項目観測により浅部マグマの挙動を監視する多機能な機動観測装置を開発する。
気象研究所ではGPS観測等の火山監視において障害となる気象の影響によるノイズの除去手法の開発等による火山監視手法やデータ処理手法の改良を行なう。
地震発生予測・火山噴火予知にとって，従来用いられなかった観測手法によって地殻活動や火山活動に関する，質及び量において新たな情報を得ることは，飛躍的な進歩をもたらす可能性を秘めている。そのための観測技術の開発及び高度化が必要である。
地震予知及び火山噴火予知においては，特にプレート境界面あるいは断層面のカップリング状態，マグマや流体の移動，またそれらに付随する地殻現象のモニタリングが必須である。そのための手段として，弾性波（地震波）及び電磁波（宇宙線素粒子を含む）があるが，従来は自然地震による地震波，GPS等の地殻変動データ，比抵抗モニタリング等が行われてきた。これらに加え，新たな手段として，特に精密に制御された弾性波や宇宙線素粒子を用いる技術の開発と高度化を推進する。
また，従来の観測データを広域かつ均質に取得するには，地震学・測地学・地球電磁気学等からなる多項目の観測を，山間地，離島，火山近傍など電源・通信等のインフラが不十分な場所で，効率よく取得することが必要である。そこで，多項目の観測を効率よく行うためのシステムやネットワークの開発とその高度化を推進する。
能動的信号源を用いる技術開発として，大学は，精密に制御された弾性波を用い，岩盤内の構造や状態変化，特に，微小な応力状態の変化を計測する技術の確立を目指す。また，比抵抗の時間変化を能動的に監視する手法の高度化を進め，岩盤中の間隙流体のつながり具合の変化による比抵抗変化として応力検出ができることを検証する。また大学と気象研究所は，プレート境界等の地震発生場及び火山において，精密に制御された弾性波震源を用い，信号伝播特性の時間変化を高安定度・高分解能で計測する手法の確立と高度化を目的とし，実用レベルの監視システムの構築を目指す。（東京大学地震研究所・京都大学防災研究所・名古屋大学）
一方，受動的なモニタリング技術として，防災科学技術研究所はHi-net等の稠密地震観測網で得られたデータを用い，自然地震の反射波・透過波・散乱波などを用いた地震波速度トモグラフィー，散乱トモグラフィー，レシーバ関数の時間変化解析等に基づいて，プレート境界の物性的特徴を抽出するとともに，その時間変化をモニターするための解析技術の開発を目指す。また，大学は，原子核写真乾板オフラインシステムを用いた宇宙線ミューオン透過像撮影による内部構造の高空間分解可視化技術を高度化し，火山，活断層など浅部地殻の高空間分解能・実時間モニタリングシステムの開発を目指す。（東京大学地震研究所）
大学は，航空機やヘリコプターを用いて地震活動や火山活動に伴う変動とその地下にある原因を同時に解明するために、レーザースキャナー・干渉式合成開口レーダーによる地形測量、磁気強度測定による地下磁気構造の面的測定、人工的な電磁場に対する電磁誘導の観測による地下の3次元比抵抗構造推定等の多項目空中探査技術のさらなる高度化を図る。また，火口近傍にも展開可能な400〜500点規模の面的地震計アレイシステムをめざした技術開発を行う。さらに，電力・通信事情の悪い震源近傍の山間離島や火山近傍も含めた多項目観測網の効率的な運用を図るため，多項目の地球物理観測データを同時に収集し，効率的かつ安定してデータを伝送する観測システムの開発を目指す。
防災科学技術研究所は，地震や地殻変動等の多項目観測とリモートセンシング観測によるデータを合わせて火山活動変化の自動検出や変動源等の自動モデル化を行う，火山活動の評価手法の開発と噴火予測システムの高度化を図る。
GPSや衛星搭載合成開口レーダ（SAR）等の宇宙技術は，地震及び火山活動を深く理解するとともにそれらの活動を的確に把握するための観測手段として重要な役割を果たしている。それらのデータを利用した解析技術の高度化を図ることにより，より高精度な測地手法の実現や様々な地震や火山活動をより高い精度で把握するリモートセンシング手法の実現を目指す。特に，「だいち」など地球観測衛星は，国内国外の地震・火山現象の解明に有用なデータを提供しており，衛星が継続して打ち上げられることが極めて重要である。
GPSや衛星搭載合成開口レーダー（SAR）は，地震及び火山活動を深く理解するための観測手段として，重要な役割を果たしている。それぞれの技術のより一層の高度化を進めると共に，これまでは，地震と火山と別々に構築されてきた観測網を統合することによって資源の有効活用を図り，それぞれの現象の更に深い理解への到達を目指す。
大学は，1秒サンプリングのGPSを超広帯域変位計として利用する手法を開発し，地震破壊過程の理解の高度化に応用する。
防災科学技術研究所は，気象数値モデルを用いたGPSの大気伝播遅延補正および気圧荷重変動補正を行う手法の高度化を図り，1日以内で補正計算を完了する手法を開発する。
国土地理院は，GPS測位の高精度化のため，季節依存成分の定量的補正手法，電離層遅延誤差補正手法，および非潮汐海洋質量による荷重変形補正手法について，それぞれ高度化を図る。また，GPS，水準測量，潮位観測，衛星海面高度計等の各種測地的データを統合し，上下変動情報抽出の高精度化をめざす。さらにGPSの1秒サンプリングデータを用い，地震前後や火山噴火過程等，高速に進行する地殻変動について，その時間推移を準リアルタイムで把握する技術の高度化を図る。加えて，多機関のGPSデータの一元化に資するため，異なる仕様のGPS観測データを統合解析するための技術を開発する。
GPSや衛星搭載合成開口レーダー（SAR）は，地震及び火山活動を深く理解するための観測手段として，重要な役割を果たしている。それぞれの技術のより一層の高度化を進めると共に，更に新たな革新的な観測技術の構築を目指す。特に，「だいち」を始めとする合成開口レーダーを搭載した衛星は，面的地殻変動把握を可能とし，国内のみならず世界各地の地震・火山現象の解明において極めて有用なデータを提供している。これらに続く衛星が継続して打ち上げられることが極めて重要である。また，これまでは，地震と火山と別々に構築されてきた観測網を統合することによって資源の有効活用を図り，地震・火山現象の更に深い理解への到達を目指す。
大学は，「だいち」等，衛星によるSARデータを用いて，干渉SAR手法や永続散乱体干渉手法の拡張・改良や，GPS等との統合解析手法及び大気伝播誤差補正手法の高度化等を実施し，地殻変動モデリング手法を高精度化する。また，衛星光学画像を利用し，主要活火山のリアルタイム可視・赤外観測を行い，データベース化を進める。（北海道大学，京都大学）（東京大学）
情報通信研究機構は，高分解能航空機搭載合成開口レーダシステムによる，地表面変化の詳細な計測手法の開発を進める。
防災科学技術研究所は，航空機搭載型ハイパースペクトルスキャナを用いて，熱的活動，火山ガス等の火山体表面状態を高精度に計測し，火山活動を評価する技術を開発する。また，SARによる地殻変動把握手法を高度化するほか，多周波・多偏波SARによる火山活動，火山災害観測技術を開発する。さらに噴煙監視レーダーの実現のための技術を開発する。
産業技術総合研究所は，人工衛星リモートセンシング技術を用いて，熱的活動・火山ガス・変色海水等を観測する手法を開発する。また，人工衛星リモートセンシング技術を用いた地震・火山噴火活動地域の地表モニタリングを行い，他観測との総合解析も実施して，地殻変動モデル構築手法を高精度化する。
国土地理院は，衛星搭載のGPSデータを用いた軌道推定技術，気象モデルを用いた水蒸気位相遅延補正手法，及び干渉データの位相連続化手法をそれぞれ高度化し，地殻変動把握の高精度化・迅速化を図る。海外の地震・火山活動発生時に，衛星データを用いて地殻変動分布を解析し，活動の発生機構を解明して，地震・火山噴火現象の理解の高度化を図る。
気象研究所は，またレーダー等を用いた噴煙観測手法，SARによる地殻変動観測手法等について，火山監視業務に活用することを目指した技術開発を行う。