1_12_1 リニアメントに関する調査・解析技術
達成目標

地質環境特性を理解するために必要となる調査・評価技術の整備の一環として，不連続構造の推定に有効とされるリニアメント判読に関する調査・解析技術の整備を目標としました。

方法・ノウハウ1-3)

①リニアメント判読

断層などの不連続構造は，岩盤中の地下水の流動や水質分布を規制すると考えられるため，その分布を把握することは重要な課題の1つです。地上からの調査段階では，まず広域的な地質・地質構造を概略的に把握し，次段階の調査において重要と考えられる要素を抽出する必要があります4)。

高角な断層が風化侵食作用を上回って変位した場合や差別侵食された場合，地上部には直線状の地形が形成されます。このような地形をリニアメントといいます。リニアメントは，断層の存在を必ず示すわけではありませんが，リニアメント判読と地表踏査の結果を比較した既往研究によれば，長さ3km以上のリニアメントは断層や割れ目帯などの不連続構造とほぼ一致するといわれています5)。このことから，リニアメント調査は，地下水流動に影響を与えると考えられる断層などの不連続構造を推定するうえで有効な手法の1つと考えられます。

②リニアメント判読に使用する画像

リニアメント判読には，衛星画像（LANDSAT画像やSPOT画像）や空中写真が用いられます。衛星画像は，1画像で判読できる範囲が広く，大規模な地質構造の把握に適していますが，数km以下の規模のリニアメント判読には適していません。空中写真は，その縮尺に依存しますが，4万分の1の空中写真では1km～数kmの，1万分の1の空中写真では数百m～1km規模のリニアメント判読に適しています。

撮影方法の異なる画像で，かつ複数の縮尺の画像を用いてリニアメントを判読することは，地質文献に記載されていない不連続構造のおおよその位置を推定するのに有効であると考えられます。つまり，リニアメント判読を行うことで，次の段階の調査や解析で優先すべき地質構造を抽出することができます。

③精度

リニアメント判読の精度は，画像の分解能や人の識別能力に依存します。例えば，肉眼の識別能力が0.1mm程度6)とすると，1万分の1の空中写真を用いて判読されたリニアメントの位置には，0.1mm×10,000＝1mの誤差が必ず含まれることになります。加えて，リニアメント判読では直線状の地形を抽出するわけですが，例えば50mの幅を持つ谷状の地形を抽出した場合，断層はその幅内のどこにでも位置する可能性があります。

また，空中写真は中心投影であり，地形図は正射投影であることから（図1），空中写真と地形図は同縮尺のものを重ね合わせても一致しません。このため，空中写真判読で抽出したリニアメントを地形図に移写する場合は，地形図上で判読地形を読図する必要があります。一方で，地形図の判読地形の位置や幅は地形図の縮尺に応じて異なり，例えば2千5百分の1の地形図と2万5千分の1の地形図で同じリニアメントを判読したとしても，判読地形の幅に数十mの誤差が生じます。

これらを総合して，例えば1万分の1の空中写真を用いて判読されたリニアメントを2千5百分の1の地形図に転写することを想定した場合は，抽出されたリニアメントには数十mの幅が存在すると考えられます。

④留意点

東濃地域における実施例
左右対称の山があったとした時の，中心投影と正射投影で描写した地図の違いを表した図。中心投影では，ある点から視野全体を見た時の等高線を地図に投影するため，視野の端に行けば行くほど山の等高線が密になる。正射投影では，常に投影点の上空に立った時の等高線を地図に投影するため，同心円状の等高線になる。
図1　中心投影（左）と正射投影（右）の違い3)
正馬様用地とMIU用地を含む3km四方の地形図の上に，リニアメントが黒線と青線で，反射法弾性波探査で推定された断層が赤い星形で，MSB-3号孔の孔口位置が黒い点で，MSB-3号孔で確認された断層の地表投影線が赤線でそれぞれ描かれている。反射法弾性波探査と地表踏査で主に調査された領域（地図の右半分）には，長さ200m以上の11本のリニアメントが抽出されており，反射法弾性波探査で推定された断層と整合的なリニアメントはそのうち5本である。
図2　リニアメント判読結果と地表踏査・反射法弾性波探査の調査結果との比較3)
横軸にリニアメント長さ，縦軸に頻度をとったグラフ。基盤岩類と瑞浪層群の2つがある。どちらのグラフもプロットは上に凸の形をしており，基盤岩類では長さ300m～1000m，瑞浪層群では長さ400m～1000mの範囲で右肩下がりの直線を示す分布をとる。
図3　リニアメントの長さ別頻度分布図3)
横軸にリニアメント長さ，縦軸に頻度をとったグラフ。1/1万縮尺の空中写真で確認されたリニアメントと，露頭調査で確認された割れ目のデータがプロットされている。リニアメントの長さ範囲を300m～1000mとして設定して計算された回帰直線を延長すると，地表の露頭調査のプロットと一致することから，長さ10m～数百mの領域の不連続構造の分布頻度がこの回帰直線上にプロットされると予想されている。
図4　リニアメントと割れ目の長さ別累積頻度分布図3)
参考文献
  1. 山井忠世，角南基亮，小林公一 (1994): 東濃地域を対象にしたリニアメント調査(その1)，動力炉・核燃料開発事業団，PNC TJ7361 94-002，71p.
  2. 佐々木圭一，太田久仁雄 (2004): 大縮尺の空中写真により判読したリニアメントに関する検討-東濃地域における事例研究-，核燃料サイクル開発機構，JNC TN7400 2004-007，68p.
  3. 太田久仁雄，佐藤稔紀，竹内真司，岩月輝希，天野健治，三枝博光，松岡稔幸，尾上博則 (2005): 東濃地域における地上からの地質環境の調査・評価技術，核燃料サイクル開発機構，JNC TN7400 2005-023，373p.
  4. 三枝博光，瀬野康弘，中間茂雄，鶴田忠彦，岩月輝希，天野健治，竹内竜史，松岡稔幸，尾上博則，水野崇，大山卓也，濱克宏，佐藤稔紀，久慈雅栄，黒田英高，仙波毅，内田雅大，杉原弘造，坂巻昌工 (2007): 超深地層研究所計画における地表からの調査予測研究段階(第1段階)研究成果報告書，JAEA-Research 2007-043，337p.
  5. 井上大榮，水落幸広，桜田裕之 (1992): リニアメントの断裂系としての特性とその評価，応用地質，33巻，3号，pp.25-34.
  6. 日本リモートセンシング協会 (1981): 画像の処理と解析，共立出版，267p.
  7. 緒方正虔，本荘静光 (1981): 電力施設の耐震設計における断層活動性の評価，応用地質，22巻，1号，pp.67-87.
  8. 山口靖，長谷紘和 (1983): 多様な画像によるリニアメント頻度の解析－レーダー画像の屋久島地域への適用例について－，写真測量とリモートセンシング，Vol.22，No.3，pp.4-13.

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