数理海底地形科学

令和元年に開始された数理海底地形科学研究プログラムでは、これまで深層学習による海底地形画像解析の高解像度化及びスパースモデリングによる海底地形画像解析の高度化に取り組んで参りました。今後は、これらの解析手法をさらに発展させて、画像特徴量抽出により得られた海底地形構造パターンを防災・環境・生物・資源などの各ドメインの知識と融合し、海底地形の成り立ちやそれが与える影響を明らかにします。この研究プログラムで確立された画像解析手法により既存の粗い海底地形データから同じ海域の詳細な海底地形データを作成することができます。これは、日本財団―GEBCO Seabed2030計画において、十分なデータが集まらない海域へ応用することにより、多大な貢献を成すものです。

研究実施体制

総括: 木川栄一 (付加価値情報創生部門地球情報科学技術センターデータサイエンス研究グループ))
研究スタッフ: 笠谷貴史 (海洋機能利用部門海底資源センター); 桑谷立 (海域地震火山部門火山・地球内部研究センター固体地球データ科学研究グループ); 松岡大祐 (付加価値情報創生部門地球情報科学技術センターデータサイエンス研究グループ); 日髙弥子 (付加価値情報創生部門地球情報科学技術センターデータサイエンス研究グループ); 村上幸史郎（付加価値情報創生部門地球情報科学技術センターデータサイエンス研究グループ); 植木俊明・大河原聖・余野央行［令和6年2月まで］(株式会社海洋先端技術研究所)
技術スタッフ: 木戸ゆかり (海洋科学技術戦略部海洋STEAM推進課); 金子純二 (海洋機能利用部門海底資源センター物理特性グループ)

トピックス

2024/11/14: 公開シンポジウム「海底地質災害と洋上風力開発」が開催されました。
2024/11/06: 海上保安庁との連携・協力推進会議が開催されました。（海底地形グリッドデータに関する共同研究ほか）
2024/07/11: 海上保安庁海洋情報部との勉強会が開催されました。
2024/06: GEBCO 2024年版グリッドデータが公表されました。
2024/05/10: 2023年12月11日～15日にAGU Fall Meeting 2023 (AGU23)が開催され、プロジェクトの取組を報告しました。
2023/07/19: 2023/11/07 ~ 11/08 Map the Gapsが開催されました。
2023/07/19: (Seabed2030) 7/12-14の3日間にわたりSouth and West Pacific Regional Mapping Community Meetingが開催されました。
2023/06: GEBCO 2023年版グリッドデータが公表されました。
2023/05/02: モナコ大公アルベール2世が海洋の4分の1がマッピングされたことを発表
2022/10/18: (Seabed2030) 2022/10/26 ~ 10/28 GEBCO Weekが開催されました。
2022/10/18: (Seabed2030) 2023/01/10 ~ 12 CSBWG13が開催されました。
2022/06/28: 日髙弥子研究員らが日本情報地質学会で論文賞を受賞
2022/05/27: (Seabed2030) 海底地形グリッドデータの高度化に係る連携を目的として海上保安庁海洋情報部と共同研究についての附属書を締結しました。
2022/05/19: スパースモデリングを用いた成果論文がSensors誌に掲載されました。
2022/05/19: (Seabed2030) 7/5-7/7にSouth and West Pacific Regional Mapping Community Meetingが開催されました。
2022/03/23: (Seabed2030) 2022/03/07 ~ 10 CSBWG12が開催されました。
2022/03/23: (Seabed2030) 2021/11/30 ~ 12/02 GEBCO Weekが開催されました。
2021/07/16: (Seabed2030) 7/21-23の3日間にわたりSouth and West Pacific Regional Mapping Community Meetingが開催されました。
2021/03/26: (Seabed2030) 2021/09/14 ~ 16 CSBWG11が開催されました。
2021/03/26: (Seabed2030) 2021/03/30 ~ 04/01 CSBWG10が開催されました。
2021/03/26: 2021年1月19日～21日に2021 NOAA-JAMSTEC Bilateral Joint Executive Meetingが開催され、プロジェクトの進捗状況を報告しました。
2021/03/26: (Seabed2030) 2021/01/11 ~ 15 GEBCO Weekが開催されました。
2020/07/15: (Seabed2030) DARWINの海底地形調査航跡図がNOAA/IHO/DCDBサイトから閲覧可能になりました。
2020/06/29: (Seabed2030) CSBWG9がオンライン開催されました。
2020/06/23: (Seabed2030) 6/23-24と2日間にわたりSouth West Pacific Regional Mapping ConferenceがNIWAホストにてオンライン開催されました。

研究成果（論文、学会発表等）

2024年

桑谷　立. データ科学時代の海洋地球データプロセッシング―辞書学習による海底地形図の超解像ー水路（日本水路協会機関誌）　209号　12-17 (2024) https://jha.or.jp/jp/shop/products/suiro/index.html
Noriko Tada, Akira Nagano, Satoru Tanaka, Hiroshi Ichihara, Daisuke Suetsugu, Daisuke Matsuoka, Makoto Ito, Tatsu Kuwatani, Makio C.Honda, Challenge for multifaceted data acquisition around active volcanoes using uncrewed surface vessel. Frontiers in Marine Science 11 2024年6月26日 https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1406381

2023年

Yono O, Kuwatani T, Ueki T, Kikawa E., Removal of MBES Point Cloud Data Using Sparse Coding, Proceedings WR-17 ＆ AIG-14, Sendai, Japan, Aug. 18-22

2022年

Taku Yutani, Oak Yono, Tatsu Kuwatani, Daisuke Matsuoka, Junji Kaneko, Mitsuko Hidaka, Takafumi Kasaya, Yukari Kido, Yoichi Ishikawa, Toshiaki Ueki, Eiichi Kikawa, Super-Resolution and Feature Extraction for Ocean Bathymetric Maps Using Sparse Coding. Sensors 2022, 22(9), 3198; https://doi.org/10.3390/s22093198

2021年

日髙弥子, 松岡大祐, 桑谷立, 金子純二, 笠谷貴史, 木戸ゆかり, 石川洋一, 木川栄一, 深層学習による海底地形図超解像の手法比較と検証, 情報地質, 2021, 32, 1, pp. 3-13, doi: 10.6010/geoinformatics.32.1_3

2020年

Mitsuko Hidaka, Daisuke Matsuoka, Tatsu Kuwatani, Yukari Kido, Junji Kaneko, Takafumi Kasaya, Eiichi Kikawa, and Yoichi Ishikawa, Deep convolutional neural network approaches for the super-resolution of bathymetric maps, AGU Fall Meeting 2020: Virtual, December 1-17 2020
日高弥子, 松岡大祐, 桑谷立, 金子純二, 笠谷貴史, 木戸ゆかり, 石川洋一, 木川栄一, 機械学習を用いた海底地形図の超解像, 海と地球のシンポジウム2020, オンライン開催, 2020年12月17-18日
Mitsuko Hidaka, Daisuke Matsuoka, Tatsu Kuwatani, Yukari Kido, Junji Kaneko, Takafumi Kasaya, Eiichi Kikawa. Super-resolution for seafloor topography using deep convolutional neural networks. JpGU - AGU Joint Meeting 2020: Virtual. 12-16 July 2020. (Poster)
桑谷　立. 海洋研究開発機構海域地震火山部門における情報地質関連研究, 情報地質, 2020, 31, 2, p. 53-55, doi: 10.6010/geoinformatics.31.2_53

～2019年

Tatsu Kuwatani, Earth materials science in a data-driven paradigm. Elements, 2019, 15, 4, p. 280-281, doi: 10.2138/gselements.15.4.280
桑谷　立. 地球科学プロセス解明のためのデータ駆動型解析　― 地質学分野における応用例―. 情報地質, 2018, 29, 2, p. 49-60, doi: 10.6010/geoinformatics.29.2_49

機構データ提供

機構で取得された海底地形データは、4つの地域センターに提供されて、毎年GEBCOグリッドデータの作成に貢献しています。

4つの地域センターと1つのグローバルセンター地域センターでは、地図作成、地形データの収集、編集を行い、グローバルセンターは、地域グリッドを照合し、GEBCOグリッドとして提供しています。
データ提供：Ms. Pauline Weatherall, National Oceanography Centre

FY	提供先	航海数、データ量	海域
2019	NIWA, LDEO, IHO	MBES cruises	Pacific / Indian Ocean
2020	NIWA, LDEO, IHO	After moratorium data 1.1GB(Compressed data)	Pacific / Indian Ocean
2021	NIWA, LDEO, IHO	MBES 82 cruises MBES 3 cruises	Pacific / Indian Ocean
2022	NIWA Univ. NH IHO	1.3GB (Compressed data) MBES 64 cruises After moratorium data	Pacific Ocean North Pacific Region
2023	France HO NIWA IHO LDEO	MBES 2 cruises MBES 38 cruises Track chart of all vessels After moratorium	Sumatra area Pacific Ocean Atlantic Ocea

研究内容

ブローシャ

研究実施体制

トピックス

研究成果（論文、学会発表等）

機構データ提供

関連リンク