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[MIS07-P06] PCQ法を用いた確率論的雪崩ハザードマップ作成に関する研究
キーワード：雪崩、ハザードマップ、不確定性
雪崩等の重力流現象において、事例解析や影響範囲の予測のために数値モデルが用いられている。数値モデルは入力として地形データや初期条件、物性・モデルパラメータ値を与えることで、出力として影響範囲や速度、堆積厚さなどが得られる。モデルの振る舞いはパラメータや初期値に依存して異なるため、モデルを用いた影響範囲の高精度な予測のためには、初期条件及びモデルパラメータを適切に与える必要がある。近年このような数値モデルを活用してハザードマップが作成されている（Dalbey et. al., 2008; Tierz et al., 2018）。ハザードマップ作成時には、数値モデルに必須な初期値や物性・モデルパラメータ等の入力値は未知であり不確定性を持っている。この不確定性を計算結果に反映させることで、実用的なハザードマップを作製できる可能性がある。
本研究ではこのような入力値の不確定性が任意の分布で表されると仮定する。この不確定性を考慮したハザードマップを確率論的ハザードマップと呼び、その作成方法について議論する。ここで、確率論的とは、到達確率が確率値で示されることを表している。本発表では多項式カオス求積法（PCQ）を用いて入力値の不確定性を評価し、その応用について紹介する。PCQでは、入力値の分布が一様分布に従うと仮定することで、計算結果を入力値の多項式関数で表現する。この手法で作成したハザードマップと、従来のモンテカルロ的な手法で不確定性を評価したハザードマップを比較することで、PCQ法の優位性を示す。また、任意の分布に対する発展的な手法も紹介する。
【引用文献】
Dalbey, K., Patra, A.K., Pitman, E.B., Bursik, M.I., and Sheridan, M.F. (2008), J. Geophys. Res., 113, B05203.
Tierz, P., Stefanescu, E.R., Sandri, L., Sulpizio, R., Valentine, G.A., Marzocchi, W. and Patra, A.K. (2018), J. Geophys. Res. Solid Earth, 123, 6299-6317.
本研究ではこのような入力値の不確定性が任意の分布で表されると仮定する。この不確定性を考慮したハザードマップを確率論的ハザードマップと呼び、その作成方法について議論する。ここで、確率論的とは、到達確率が確率値で示されることを表している。本発表では多項式カオス求積法（PCQ）を用いて入力値の不確定性を評価し、その応用について紹介する。PCQでは、入力値の分布が一様分布に従うと仮定することで、計算結果を入力値の多項式関数で表現する。この手法で作成したハザードマップと、従来のモンテカルロ的な手法で不確定性を評価したハザードマップを比較することで、PCQ法の優位性を示す。また、任意の分布に対する発展的な手法も紹介する。
【引用文献】
Dalbey, K., Patra, A.K., Pitman, E.B., Bursik, M.I., and Sheridan, M.F. (2008), J. Geophys. Res., 113, B05203.
Tierz, P., Stefanescu, E.R., Sandri, L., Sulpizio, R., Valentine, G.A., Marzocchi, W. and Patra, A.K. (2018), J. Geophys. Res. Solid Earth, 123, 6299-6317.