国立先进产业科学技术研究所[主席:石村和彦](以下简称“AIST”)地质信息研究部[研究主任:新井耕作]信息地质研究小组组长中泽勉、首席研究员野野垣进等人是可以在东京市中心地下数十米处以 3D 方式查看地质结构的下一代地质图``3D地质地面图~东京23区版~”已完成。
使用传统的平面地质图很难准确地表示城市地区的地下地质结构。这次,我们利用自主开发的3D建模技术,对5万个地点的大量调查数据进行了分析,以3D方式将东京市中心的详细地下地质结构可视化。因此,它存在于东京市中心的低地冲积土的软层的分布已经被非常详细地规划出来。此外,据了解,在一般认为地面坚硬的武藏野高原山地部分地区,也分布着类似冲积层的松软地层。该3D地质地面图是免费的,任何人都可以轻松查看,因此预计将广泛用于东京23个区的地震灾害地图和城市基础设施开发。自2021年5月21日起,AIST网站“市区“东京区”地质地面图''

东京各区地下地质 3D 地图,可在 AIST 网站“城市地区地质地面图”上查看
2011年的东日本大地震在东京都市区(主要是海湾地区)造成了大量的液化损害,并且观察到地震晃动对建筑物造成了广泛的损害。因此,人们对浅层地下区域的地质特征非常感兴趣,因为它对地震损害有重大影响。地质地面信息对于有效发展城市基础设施也极其重要。然而,由于城市平原发育,直接观察地层并不容易,因此很难获得准确的地下地层信息。东京市中心也不例外,地下分布着哪些地质地层的细节尚不清楚。
AIST 的日本地质调查中心正在致力于制作该国的地质图,作为该国的基本信息。传统的地质图在平面图上以不同颜色描绘地层的分布,但由于平原平坦,因此在平面图上表示地下地层的分布就像在地图上表示摩天大楼一样困难。因此,在制作平原地质图时,我们基于地质地层研究和专有的3D建模技术,将地下地层的分布进行三维可视化,并于2018年在日本首次在网络上发布了千叶县北部地区的3D地面地质图(2018 年 3 月 29 日 AIST 新闻稿)。基于这一专业知识,经过四年的研究和分析,我们完成了显示东京各区地下地质结构的三维地质地面图。
这项研究是作为经济产业省第二次智能基础设施发展计划的优先项目进行的。
平原地区的地质调查通常需要在地面上钻孔以观察和测量地层。日本地质调查所(AIST)分析了大量的钻孔调查数据,将东京市中心的地下地质结构可视化为三维可视化。分析的数据是东京都土木工程技术支持和人力资源开发中心提供的土木工程和建筑工程的钻孔调查数据,覆盖了 50,000 个地点。此外,产业技术研究院在关键地点进行了自己的钻孔调查,获得了详细的地质数据,作为地质构造分析的基础。通过链接这两种类型的数据,可以像千叶县北部的3D地质地面图一样高可靠性地分析地下地质结构。在分析中,我们以产业技术研究院的钻孔测量数据为核心,将地质地层与土木工程和建筑工程的钻孔测量数据进行了比较,确定了地层之间的边界(图1)。接下来,根据地层的边界和分布,通过计算机分析揭示了地层的三维形状(图1)。
东京市中心低地的地下传统上有一个主要由软泥层组成的地层,称为冲积层。最后的冰河时代(大约 20,000 年前达到顶峰),众所周知,它分布于填充海平面较低形成的山谷中。通过分析这次钻孔调查的数据,我们能够详细描述冲积层埋藏的埋谷的三维形状(图2)。东京湾海岸最深处被埋藏的谷底深度约为80 m。另一方面,当我们对山区的地下武藏野高原进行类似的三维分析,根据沉积时代和沉积环境对地层进行重新分类时,我们发现,即使在通常被认为具有坚实地面的高原之下,也有一些地区分布着类似于冲积层的松软泥层,填充了古老的山谷(图3)。这个山谷形成于大约14万年前的冰河时期,比低地的地下山谷还要古老。然后,在大约13万至12万年前的间冰期,海水入侵,被内湾的软泥层填平。
这种以3D地质地面图显示的地下地质地面信息可用于地震灾害预测和城市基础设施开发。在AIST的网站“城市地区地质地面图”上,任何人都可以在电脑屏幕上以三维地图的形式轻松查看东京市中心地下地层的三维空间(图4)。除了三维地图外,还可以显示任意位置的地质剖面,这是传统二维地质图无法实现的(图4)。此外,地质平面图允许您放大感兴趣的区域并详细查看它们(基本比例为1:25,000)。

图1 地下地质结构3D分析方法(部分修改自2018年3月29日AIST新闻稿材料)
基于日本产业技术研究院和东京都政府持有的钻孔调查数据,我们使用专有的三维建模方法,以三维方式可视化地下地质结构。

图2 东京市中心低地地下埋藏的山谷形状
我们能够描绘出地下埋谷的详细三维形状,该地下埋谷是在最后一个冰河时期(高峰期约为 20,000 年前)由河流侵蚀形成的。山谷中充满了称为冲积层的地层,主要由软泥组成。

图3 山中武藏野高原地下埋藏的山谷形状
据透露,即使在通常被认为具有坚实地面的武藏野高原下方,也存在充满类似于冲积层的软泥层的山谷。

图4 3D地质地面图显示示例
在 AIST 的网站“市区地质地图”上,您可以通过绘制任意位置的 3D 地图和地质剖面图来查看东京市中心地下地层的三维分布情况。
我们计划对埼玉县东南部、千叶县中部、神奈川县东部等地区的地下地质结构进行分析,开发覆盖东京都市区主要部分的3D地下地质信息。通过提供易于理解和使用的地质信息,我们将为城市防震和基础设施建设做出贡献。