スペースデータは、宇宙AIプラットフォーム「SpaceBrain（スペースブレイン）」で、雪崩の発生から流下、停止・堆積までを一つの物理モデルで計算するシミュレーションを開発した。国土地理院の5m間隔の標高データを用いて再現した実在の山岳地形上で、表層雪崩の発生過程と流下をMPM（物質点法）によって計算する。雪の弱い層が破断し、雪板が崩れて沢筋を流れ下る様子を、到達距離や速度などの数値と3D画面で確認できる。
MPMは、積雪を多数の粒子として表現し、粒子が雪の重さや変形を担い、力のやり取りを格子上で計算する手法。地形まで粒子で表現する方式とは異なり、雪を主な計算対象とすることで計算量を抑えながら、雪板の破断から流動、停止までの性質の変化を一つのモデルで扱う。GPU1台での計算時間は約23分としている。
計算例では、約4.2haの斜面に厚さ1mの雪板とその下の弱層があると仮定し、雪庇の崩落をきっかけに弱層が破断する状況を設定した。崩落から約20秒で破断が発生域のほぼ全体に広がり、雪板が滑り出す。約40秒後には、動いている雪のうち速い方から1％に当たる雪の速度が最大秒速38mに達し、約78秒後に走路に沿って1,439m先で停止した。堆積した雪の厚さは最大9.7mとなった。
同社は、発生過程を扱わず、発生域の雪を一斉に流す深さ平均モデルとも比較した。到達距離は同モデルの1,280mに対してMPMが1,439m、最大速度は秒速14.2mに対して秒速38mとなった。画面上では両者の到達範囲を重ねて比較できるほか、弱層の破断範囲や流下中の雪の厚さ、停止後の堆積厚、時間ごとの先端位置や速度なども表示できる。
今回の計算は積雪や弱層の状態、発生のきっかけを仮定したもので、実際の雪崩の再現や危険度評価を目的とするものではない。今後、雪崩をはじめ地形によって広がり方が変わる自然災害の物理シミュレーションをSpaceBrain上で展開し、山岳地域の安全対策や防災検討への活用を目指す。
スペースデータのプレスリリースはこちら
BIMedia目線ーーこのシミュレーションは実在地形の3Dデータと物理シミュレーションを組み合わせ、自然現象の発生から終息までを時間軸に沿って可視化する取り組みだ。従来の簡易モデルでは扱いにくかった弱層の破断という発生メカニズムを含めて計算し、結果を数値と3Dで比較できる点に特徴がある。建設分野でも地形や構造物のデジタルツインに物理モデルを組み合わせることで、施工時の安全性や災害時の影響を事前に検討する用途が広がりつつある。今回の技術が実際の観測データや気象条件とどのように連携し、防災・減災の判断に活用されていくかが今後の焦点となる。
