Hydro-STIV
Hydro-STIVは、映像と水位情報を用いて流速・流量を計測するシステムです。
神戸大学 藤田 一郎名誉教授による最新のSTIV技術と当社のAI技術を融合し、高精度な計測を実現しました。
洪水などの危険時に河川に近づくことなく安全で簡単に精度よく流速・流量測定を行うことが可能です。
計画高水位を超えるような大規模な洪水時でも安全に流量観測が実施できる、革新的かつ非常に有用な技術として、土木学会賞の一つである技術開発賞（令和5年度）を受賞しています。
映像による流量自動観測システム
Hydro-STIVは、映像と水位情報を用いて流速・流量を計測するシステムです。
神戸大学 藤田 一郎名誉教授による最新のSTIV技術と当社のAI技術を融合し、高精度な計測を実現しました。
洪水などの危険時に河川に近づくことなく安全で簡単に精度よく流速・流量測定を行うことが可能です。
計画高水位を超えるような大規模な洪水時でも安全に流量観測が実施できる、革新的かつ非常に有用な技術として、土木学会賞の一つである技術開発賞（令和5年度）を受賞しています。
特許第6910506号
＜NETIS(新技術情報提供システム)登録製品＞
登録番号：KK-220021-A
技術名称：流速・流量計測システム【Hydro-STIV】
https://www.netis.mlit.go.jp/netis/pubsearch/details?regNo=KK-220021%20
※音がでます
図中の黄色線は検査線、赤四角は表面波紋等の輝度値の特徴を表しています。 時空間画像（STI）は検査線上の輝度値を時間方向に並べることで生成され、流速に応じた輝度分布の縞模様が現れます。
流速は時空間画像（STI）の縞模様の傾き（φ）、長さ、および時間から計算されます。 右下図は、φ が小さい場合には流れが遅く、φ が大きい場合には流れが速いことを表します。
ADCP(超音波流速計)とHydro-STIVのそれぞれで流速・流量を計測したところ、両者の計測流量は5％程度以内の差異となることが確認されています。
AI（ディープラーニング）解析を用いることで、従来手法より安定した計測を実現しています。
大量のデータを学習させたモデルを用いることで、障害物が映り込む場合や、高水時の濁流、強雨時、遠赤外線カメラを使った場合など、様々な状況においても自動的に精度よく計測することができます。
ドローンなどで上空から撮影した映像を利用して、流速・流量を計測することが可能です。 対岸までの見通しが悪い広幅な河川や、人が近づくことの難しい山間部、洪水時の河川等を、ドローンで撮影することで容易に測定が可能です。垂直撮影の場合、幾何補正が必要なく、画像上の 2 点間の距離のみで実スケールが分かることもメリットです。
撮影事例（夜9：30撮影）
通常カメラ
超高感度カメラ
夜間でも鮮明に撮影できる超高感度カメラを利用することで、光源の限られた環境でも24時間Hydro-STIVによる流速・流量計測が可能です。
画像の中にある量水標、橋脚、コンクリート壁などの構造物上で水際を検知することにより水位を計測します。
量水標を利用するか、構造物を測量しておくことで、水位計の設置が難しい場所でもHydro-STIVのみで水位の計測が可能です。
Hydro-STIVは流量観測業務のDX化にも貢献します。
Hydro-STIVを用いて流量観測を行うことで、観測業務をデジタル化し、作業の省力化・自動化が可能となり、新しい価値の提供が可能です。
| 発表題目 | 発表誌名 | 当社技術者 | 共著者 |
|---|---|---|---|
| Estimating surface velocity coefficient from entropy theory for STIV discharge measurements | 河川観測の新時代, 1 巻, p. 17-35, 2024. | 渡辺 健, 藤田 一郎, 井口 真生子, 長谷川 誠 |
大森 嘉郎， 吉村 英人 |
| Flood Discharge Measurement by STIV Coupled with Maximum Entropy Method Using Parameter Estimation by Numerical Analysis | KSCE Journal of Civil Engineering, 28, 1122–1131, 2024. | 渡辺 健, 藤田 一郎 |
大森 嘉郎， 吉村 英人 |
| 携帯情報端末の加速度センサーを活用した画像解析による流速計測機器の開発 | 河川技術論文集, Vol.29, pp.73-78, 2023 | 南 良忠, 藤田 一郎, 山内 翔太, 渡辺 健, 井口 真生子 |
|
| Hydro-STIVによる画像式流量観測技術のインドネシア共和国への展開 | 土木学会全国大会第78回年次学術講演概要集, II-69, 2023 | 南 良忠, 辻 雅之, 藤田 一郎 |
山崎 裕介, 阿部 雅浩 |
| STIV 計測値を用いた最大エントロピー法のパラメータ自動推定手法の検証 | 土木学会論文集B1（水工学）Vol2，I_1183- I_1188 , 2022 | 渡辺 健, 南 良忠, 藤田 一郎, 井口 真生子 |
大森 嘉郎 |
| Measurement of debris flow velocity in flume using normal image by space-time image velocimetry incorporated with machine learning | Measurement, Vol 199, pp.1-15, 2022 | Ichiro Fujita, Makoto Hasegawa |
Yeon-joong Kim |
| Robust and accurate river flow measurement by Space-time image velocimetry (STIV) with improved deep learning technique | River Flow 2022 | 渡辺 健, 南 良忠, 藤田 一郎, 井口 真生子 |
|
| 最大エントロピー法とSTIVを組み合わせた流量測定 | 河川技術論文集, Vol.28, pp.1-6, 2022. | 渡辺 健, 藤田一郎, 井口真生子 |
大森嘉郎 |
| Application of an Entropic Method Coupled with STIV for Discharge Measurement in Actual Rivers | IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 945 (2021) 012036. | Ichiro Fujita, Ken Watanabe |
Yoshiro Omori |
| Improving Accuracy and Robustness of Space-Time Image Velocimetry (STIV) with Deep Learning | Water 2021, 13, 2079. | Ken Watanabe, Ichiro Fujita, Makiko Iguchi, Makoto Hasegawa |
|
| STIV法による流量観測の不確かさ評価 | 河川技術論文集, Vol.27, pp.7-12, 2021 | 渡辺 健, 藤田 一郎, 井口 真生子, 長谷川 誠 |
大森嘉郎 |
| 深層学習を用いたSTIV解析の高性能化 | 土木学会論文集B1(水工学),Vol.27, pp.7-12, 2021 | 藤田 一郎, 渡辺 健, 井口 真生子, 長谷川 誠 |
|
| Discharge Measurements of Snowmelt Flood by Space-Time Image Velocimetry during the Night Using Far-Infrared Camera | Water, 2017; 9(4):269 | Fujita I. |
| 発表誌名 | 河川観測の新時代, 1 巻, p. 17-35, 2024. |
|---|---|
| 当社技術者 | 渡辺 健, 藤田 一郎, 井口 真生子, 長谷川 誠 |
| 共著者 | 大森 嘉郎, 吉村 英人 |
| 発表誌名 | KSCE Journal of Civil Engineering, 28, 1122–1131, 2024. |
|---|---|
| 当社技術者 | 渡辺 健, 藤田 一郎 |
| 共著者 | 大森 嘉郎, 吉村 英人 |
| 発表誌名 | 河川技術論文集, Vol.29, pp.73-78, 2023 |
|---|---|
| 当社技術者 | 南 良忠, 藤田 一郎, 山内 翔太, 渡辺 健, 井口 真生子 |
| 発表誌名 | 土木学会全国大会第78回年次学術講演概要集, II-69, 2023 |
|---|---|
| 当社技術者 | 南 良忠, 辻 雅之, 藤田 一郎 |
| 共著者 | 山崎 裕介, 阿部 雅浩 |
| 発表誌名 | 土木学会論文集B1（水工学）Vol2，I_1183- I_1188 , 2022 |
|---|---|
| 当社技術者 | 渡辺 健, 南 良忠, 藤田 一郎, 井口 真生子 |
| 共著者 | 大森 嘉郎 |
| 発表誌名 | Measurement, Vol 199, pp.1-15, 2022 |
|---|---|
| 当社技術者 | Ichiro Fujita, Makoto Hasegawa |
| 共著者 | Yeon-joong Kim |
| 発表誌名 | River Flow 2022 |
|---|---|
| 当社技術者 | 渡辺 健, 南 良忠, 藤田 一郎, 井口 真生子 |
| 発表誌名 | 河川技術論文集, Vol.28, pp.1-6, 2022. |
|---|---|
| 当社技術者 | 渡辺 健, 藤田一郎, 井口真生子 |
| 共著者 | 大森嘉郎 |
| 発表誌名 | IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 945 (2021) 012036. |
|---|---|
| 当社技術者 | Ichiro Fujita, Ken Watanabe |
| 共著者 | Yoshiro Omori |
| 発表誌名 | Water 2021, 13, 2079. |
|---|---|
| 当社技術者 | Ken Watanabe, Ichiro Fujita, Makiko Iguchi, Makoto Hasegawa |
| 発表誌名 | 河川技術論文集, Vol.27, pp.7-12, 2021 |
|---|---|
| 当社技術者 | 渡辺 健, 藤田 一郎, 井口 真生子, 長谷川 誠 |
| 共著者 | 大森 嘉郎 |
| 発表誌名 | 土木学会論文集B1(水工学),Vol.27, pp.7-12, 2021 |
|---|---|
| 当社技術者 | 藤田 一郎, 渡辺 健, 井口 真生子, 長谷川 誠 |
| 発表誌名 | Water, 2017; 9(4):269 |
|---|---|
| 当社技術者 | Fujita I. |
国内
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海外
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【引用】
(*1) 藤田 一郎・柴野 達至・谷 昂二郎:悪条件で撮影されたビデオ画像に対するSTIV 解析の高性能化,土木学会論文集B1(水工学),Vol. 74, No.5,I_619-I_624,2018.
(*2) 国土地理院 HP のデータを加工して作成 (https://www.gsi.go.jp/BOUSAI/H29hukuoka_ooita-heavyrain.html)
(*3) Fujita I., Notoya Y. and Furuta T.:Measurement of inundating flow from a broken embankment by using
video images shoot from a media helicopter,River Flow 2018.
