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[SGD02-10] ハイパス・フィルタリングによる電子基準点の局所的な変位の検出（３）
キーワード：電子基準点、地殻変動、空間ハイパス・フィルタリング、地すべり、余効変動
１．はじめに
国土地理院の電子基準点網（GEONET）の変位の空間分布に対してハイパス・フィルタリングを適用することにより、広域の地殻変動を除去し、電子基準点ごとに地すべり等の局所的な変位や樹木等による異常変位を抽出でき（藤原 2024a）、また、電子基準点の設置されている土地の傾斜方位に変位しやすい傾向があることなどを明らかにしている（藤原 2024b）。本報告では、最適なフィルタサイズの検討を行ったこと、内陸等の大地震の影響を個別に取り除いたうえでの全国解析を実施したこと、また、別途やや大きなフィルタサイズを適用することによって、2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動でのローカルな変位をわかりやすく表現できたことについて紹介する。
２．フィルタの空間サイズの選択
ハイパス・フィルタリングでは、目的に応じたフィルタの空間サイズの選択が重要である。図１に示すように電子基準点間の間隔は15㎞程度が一番多く、離島等を除いてほぼ30㎞以下に収まる。したがって、空間サイズとして30㎞を採用すると、周囲の点と比較して局所的な異常が捉えられ、かつ、できるだけ広域の影響を取り除くことができる。
３．全国解析
図２に、2024年11月までの10年間の変位に対してハイパス・フィルタリングを適用した結果を示す。2014年長野県北部の地震、2016年熊本地震（約40日間の余効変動含む）、2024年能登半島地震及び2024年日向灘の地震のコサイスミックな変位は除去してある。これらは内陸直下や陸地に近い地震であり、空間的に短周期の変化が大きいためにハイパス・フィルタリングでは除去できない。
藤原（2024ab）での既報のように、地すべりや地盤沈下等の地盤変動による変位が目立ち、ローカルな地震、火山活動も捉えられている。これらのうち、地すべりはほぼ全国的にみられ、とくに中国・四国地方や静岡での大きな変位が目立つ。2016年熊本地震はコサイスミックな変位に加えて、その後の短期の余効変動も取り除いているにも関わらず、さらにその後のやや長期にわたる余効変動が複雑な局所的変動として捉えられている。これに対して、2024年能登半島地震は同程度の規模の地震ではあるが、余効変動での局地性はみいだせない。火山活動は、北海道東部、伊豆諸島～箱根、桜島で目立つ。
特異なのが東北地方である。東北地方中部に南北方向に存在する火山列に沿って沈降がみられ、2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動と考えられる。
４． 2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動のローカルな変位
ハイパス・フィルタの空間サイズを変えることによって、個別の電子基準点の変位に加えて、もう少し広域の変動も検出することができる。一例として図３に、フィルタサイズを100㎞と大きくし、(a)2010年11月までと(b)2014年11月以降のそれぞれ10年間の変位分布を東北地方について示す。
2010年までは、個別の地盤沈下や地すべり等の変位がばらばらと存在しているのみで、系統的な変位はみいだせない。しかし、2014年以降は、東北地方全体で系統的な変位が存在する。前述の火山列の沈降に加えて、図３ (b)のNの領域では火山列に沿って南南西向き、Sでは同様に北北東向き、Cでは東向きの変位が特徴的である。これらは、2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動として、地下深部の流動的変位が地表で観測されたものと推測される。フィルタリングによる表現なので、余効変動の全体像ではないが、ローカルな変動分の可視化としては有効であろう。
このように広域の地殻変動に埋もれがちなローカルな変位の検出にもフィルタの空間サイズを変えることで対応ができる。
参考文献
藤原（2024a）：空間ハイパス・フィルタリングによる電子基準点の局所的な変位の検出, JpGU 2024予稿, SGD01-15.
藤原（2024b）：空間ハイパス・フィルタリングによる電子基準点の局所的な変位の検出(2), 日本測地学会第142回講演会要旨集, 105-106.
国土地理院の電子基準点網（GEONET）の変位の空間分布に対してハイパス・フィルタリングを適用することにより、広域の地殻変動を除去し、電子基準点ごとに地すべり等の局所的な変位や樹木等による異常変位を抽出でき（藤原 2024a）、また、電子基準点の設置されている土地の傾斜方位に変位しやすい傾向があることなどを明らかにしている（藤原 2024b）。本報告では、最適なフィルタサイズの検討を行ったこと、内陸等の大地震の影響を個別に取り除いたうえでの全国解析を実施したこと、また、別途やや大きなフィルタサイズを適用することによって、2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動でのローカルな変位をわかりやすく表現できたことについて紹介する。
２．フィルタの空間サイズの選択
ハイパス・フィルタリングでは、目的に応じたフィルタの空間サイズの選択が重要である。図１に示すように電子基準点間の間隔は15㎞程度が一番多く、離島等を除いてほぼ30㎞以下に収まる。したがって、空間サイズとして30㎞を採用すると、周囲の点と比較して局所的な異常が捉えられ、かつ、できるだけ広域の影響を取り除くことができる。
３．全国解析
図２に、2024年11月までの10年間の変位に対してハイパス・フィルタリングを適用した結果を示す。2014年長野県北部の地震、2016年熊本地震（約40日間の余効変動含む）、2024年能登半島地震及び2024年日向灘の地震のコサイスミックな変位は除去してある。これらは内陸直下や陸地に近い地震であり、空間的に短周期の変化が大きいためにハイパス・フィルタリングでは除去できない。
藤原（2024ab）での既報のように、地すべりや地盤沈下等の地盤変動による変位が目立ち、ローカルな地震、火山活動も捉えられている。これらのうち、地すべりはほぼ全国的にみられ、とくに中国・四国地方や静岡での大きな変位が目立つ。2016年熊本地震はコサイスミックな変位に加えて、その後の短期の余効変動も取り除いているにも関わらず、さらにその後のやや長期にわたる余効変動が複雑な局所的変動として捉えられている。これに対して、2024年能登半島地震は同程度の規模の地震ではあるが、余効変動での局地性はみいだせない。火山活動は、北海道東部、伊豆諸島～箱根、桜島で目立つ。
特異なのが東北地方である。東北地方中部に南北方向に存在する火山列に沿って沈降がみられ、2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動と考えられる。
４． 2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動のローカルな変位
ハイパス・フィルタの空間サイズを変えることによって、個別の電子基準点の変位に加えて、もう少し広域の変動も検出することができる。一例として図３に、フィルタサイズを100㎞と大きくし、(a)2010年11月までと(b)2014年11月以降のそれぞれ10年間の変位分布を東北地方について示す。
2010年までは、個別の地盤沈下や地すべり等の変位がばらばらと存在しているのみで、系統的な変位はみいだせない。しかし、2014年以降は、東北地方全体で系統的な変位が存在する。前述の火山列の沈降に加えて、図３ (b)のNの領域では火山列に沿って南南西向き、Sでは同様に北北東向き、Cでは東向きの変位が特徴的である。これらは、2011年東北地方太平洋沖地震の余効変動として、地下深部の流動的変位が地表で観測されたものと推測される。フィルタリングによる表現なので、余効変動の全体像ではないが、ローカルな変動分の可視化としては有効であろう。
このように広域の地殻変動に埋もれがちなローカルな変位の検出にもフィルタの空間サイズを変えることで対応ができる。
参考文献
藤原（2024a）：空間ハイパス・フィルタリングによる電子基準点の局所的な変位の検出, JpGU 2024予稿, SGD01-15.
藤原（2024b）：空間ハイパス・フィルタリングによる電子基準点の局所的な変位の検出(2), 日本測地学会第142回講演会要旨集, 105-106.