　大雨や地震、突発的な自然災害が発生した際、自分や家族の身をどう守るか、具体的なイメージを持っていますか？

　世界では常識を覆すような新たな災害対策が続々と生まれています。

　本記事では、地下のシェルターから都市のインフラ、避難所運営の先進事例まで、最前線の自然災害対策を解説します。

## 自然と共存する都市へ──スポンジシティ構想
　地球温暖化の進行により、世界中の都市で大雨や洪水が頻発しています。  
コンクリートやアスファルトに覆われた都市部では、雨水が地中に染み込まず、排水路や下水に一気に流れ込むことで、短時間での冠水や建物への浸水被害が多発しています。

　こうした「都市型水害」に対抗するために生まれたのが、「スポンジシティ」という考え方です。  
その名の通り、都市全体を“スポンジ”のような機能で設計し、雨水を吸収・保持できる仕組みです。  
必要に応じてゆっくりと排水・再利用することで、洪水を防ぐだけでなく水資源の有効活用まで実現することを目指しています。
#### 実例から学ぶスポンジシティ
- **デンマーク・コペンハーゲン**  
2011年の大規模豪雨被害を受けて、「クラウドバースト管理計画」を策定。公園や広場を災害時には一時的な貯水施設へと変身させ、地下には大規模な排水トンネルも整備中です。たとえば、カレン・ブリクセン広場は普段は学生の憩いの場ですが、豪雨時には“巨大な水たまり”となり街を守ります。
- **中国各都市**  
2012年に北京を襲った洪水をきっかけに、政府主導で「スポンジシティ」政策を推進。湿地や屋上庭園、透水性舗装の拡充を進め、2030年までに都市地域の約80％をスポンジ化するという目標を掲げています。
- **アメリカ・ニューヨーク**  
ハリケーン・サンディなどの被害を教訓に、都市部で1万2000以上の「レインガーデン」や「ブルーベルト」を整備。雨水を吸収する緑地帯や自然排水システムの拡充で、下水への負担を大幅に削減しています。
#### 自然の力と都市の融合が生むメリット
- **干ばつ時の水資源確保**
- **ヒートアイランド現象の緩和**
- **都市生態系の回復**
- **住民の憩いの場の創出**  
　

　「水を遠ざける」から「水と共生する」都市へ──これが今、世界の潮流です。

## 海面上昇から国土を守る「サンド・モーター」とは
　今世紀末までに世界の海面が約1.8mも上昇するとしたら…？

　この危機に最前線で立ち向かっているのが、オランダです。  
オランダが開発した「サンド・モーター」は、人工的に大量の砂を海岸に投入し、波や風の力を借りて自然に沿岸を広げていくという独自の仕組みです。

　2011年、南西部の海岸に7億5600万立方フィート（約2200万立方メートル）もの砂を投入。長期的に波が砂を運び、少なくとも9.7kmにわたる砂丘の防波堤を形成していく構想です。

　この“自然と技術の融合”は、気候変動時代の新たな国土防衛モデルとして、世界各国から注目を集めています。

## 地下に広がる“命の砦”──シェルターの多様化と進化
　「シェルター」と聞くと、映画に登場する地下の金属製扉や、分厚いコンクリートの要塞を思い浮かべる方もいるでしょう。  
実は、シェルターにもいくつかの“用途別バリエーション”が存在します。
### 竜巻・ハリケーン対策の「ストームシェルター」
　アメリカの中西部や南部では、毎年のように竜巻やハリケーンが発生します。
ここで主流なのが「ストームシェルター」「トルネードシェルター」と呼ばれる地下型避難施設です。

　個人宅に埋設するタイプや、公共施設として利用される大型シェルターまで、多様な形態が存在します。
### 日本と世界の「マルチハザード・シェルター」へ
　日本では火山シェルターや津波対応型シェルターも研究が進んでいます。

　気象災害・地震・津波・火山噴火など、複数のリスクへの備えとして「マルチハザードシェルター」の開発が期待されています。

## “避難所の質”が命を守る──イタリア・台湾の先進事例から
　災害時、命綱となるのが「避難所」です。しかし、避難所の環境次第で、被災者の命や健康に大きな違いが出ることをご存知でしょうか。
### スフィア基準とは？
　イタリアの避難所は、国とボランティアが連携して運営する仕組みが特徴です。  
避難所運営の国際基準「スフィア基準」を参考に、一人あたり最低3.5㎡の居住スペースや、20人に1基のトイレ、温かい食事の提供など、被災者の尊厳を守るための環境が徹底されています。

　特筆すべきは、**専門訓練を受けたボランティアと、国が一体となって12時間以内に避難所の開設・運営を開始できる体制**です。  
さらに、調理担当のボランティアにはシェフ経験者も多く、温かい食事が被災者の心身を支えます。
### 台湾の“超速”避難所開設
　2024年4月の地震では、発災から1時間でSNSグループが立ち上がり、2時間でテント設置、3時間で被災者受け入れ、4時間で設備がほぼ完成という驚異的なスピードで避難所が整いました。

　これは、民間団体同士の“役割分担”と、寄付文化による財源確保、行政との日常的な連携が生んだ成果です。
### 日本の課題と民間連携の可能性
　日本でも、熊本地震や能登半島地震での避難所運営において、「テント村」方式やトイレ・キッチンカーの導入など、民間団体と自治体の協働による環境改善が進んでいます。

　しかし、自治体ごとの対応に差が大きく、避難所環境の「標準化」や「迅速な資材・人材派遣体制」の構築が求められています。

## これからの「守り方」──あなたにできる備えは？
　ここまで世界の事例を見てきましたが、日本でも“自然に学ぶ都市設計”や“多層的な防災インフラ”の重要性が一層高まっています。
- **地域の防災計画や避難所運営ガイドラインを確認する**
- **自治体や民間団体の取り組みに積極的に参加する**
- **自宅や職場の周囲にある避難所の場所を把握する**
- **災害時の行動計画を家族・職場で共有する**

## まとめ
- 都市が“水を吸う”スポンジシティや、自然の力を活用したサンド・モーターなど、世界では革新的な災害対策が進んでいます。
- 地下シェルターや避難所運営の質向上も、被災者の命と尊厳を守るために欠かせません。
- 日本でも、行政と民間の連携や国際基準の導入が課題解決のカギとなります。  
　

　「守り方」は、日々進化しています。あなた自身の備えが、未来の安全を形づくる第一歩です。


大雨や地震、突発的な自然災害が発生した際、自分や家族の身をどう守るか、具体的なイメージを持っていますか？

世界では常識を覆すような新たな災害対策が続々と生まれています。

本記事では、地下のシェルターから都市のインフラ、避難所運営の先進事例まで、最前線の自然災害対策を解説します。

## 自然と共存する都市へ──スポンジシティ構想
地球温暖化の進行により、世界中の都市で大雨や洪水が頻発しています。  
コンクリートやアスファルトに覆われた都市部では、雨水が地中に染み込まず、排水路や下水に一気に流れ込むことで、短時間での冠水や建物への浸水被害が多発しています。

こうした「都市型水害」に対抗するために生まれたのが、「スポンジシティ」という考え方です。  
その名の通り、都市全体を“スポンジ”のような機能で設計し、雨水を吸収・保持できる仕組みです。  
必要に応じてゆっくりと排水・再利用することで、洪水を防ぐだけでなく水資源の有効活用まで実現することを目指しています。
#### 実例から学ぶスポンジシティ
- **デンマーク・コペンハーゲン**  
2011年の大規模豪雨被害を受けて、「クラウドバースト管理計画」を策定。公園や広場を災害時には一時的な貯水施設へと変身させ、地下には大規模な排水トンネルも整備中です。たとえば、カレン・ブリクセン広場は普段は学生の憩いの場ですが、豪雨時には“巨大な水たまり”となり街を守ります。
- **中国各都市**  
2012年に北京を襲った洪水をきっかけに、政府主導で「スポンジシティ」政策を推進。湿地や屋上庭園、透水性舗装の拡充を進め、2030年までに都市地域の約80％をスポンジ化するという目標を掲げています。
- **アメリカ・ニューヨーク**  
ハリケーン・サンディなどの被害を教訓に、都市部で1万2000以上の「レインガーデン」や「ブルーベルト」を整備。雨水を吸収する緑地帯や自然排水システムの拡充で、下水への負担を大幅に削減しています。
#### 自然の力と都市の融合が生むメリット
- **干ばつ時の水資源確保**
- **ヒートアイランド現象の緩和**
- **都市生態系の回復**
- **住民の憩いの場の創出**  
　

「水を遠ざける」から「水と共生する」都市へ──これが今、世界の潮流です。

## 海面上昇から国土を守る「サンド・モーター」とは
今世紀末までに世界の海面が約1.8mも上昇するとしたら…？

この危機に最前線で立ち向かっているのが、オランダです。  
オランダが開発した「サンド・モーター」は、人工的に大量の砂を海岸に投入し、波や風の力を借りて自然に沿岸を広げていくという独自の仕組みです。

2011年、南西部の海岸に7億5600万立方フィート（約2200万立方メートル）もの砂を投入。長期的に波が砂を運び、少なくとも9.7kmにわたる砂丘の防波堤を形成していく構想です。

この“自然と技術の融合”は、気候変動時代の新たな国土防衛モデルとして、世界各国から注目を集めています。

## 地下に広がる“命の砦”──シェルターの多様化と進化
「シェルター」と聞くと、映画に登場する地下の金属製扉や、分厚いコンクリートの要塞を思い浮かべる方もいるでしょう。  
実は、シェルターにもいくつかの“用途別バリエーション”が存在します。
### 竜巻・ハリケーン対策の「ストームシェルター」
アメリカの中西部や南部では、毎年のように竜巻やハリケーンが発生します。
ここで主流なのが「ストームシェルター」「トルネードシェルター」と呼ばれる地下型避難施設です。

個人宅に埋設するタイプや、公共施設として利用される大型シェルターまで、多様な形態が存在します。
### 日本と世界の「マルチハザード・シェルター」へ
日本では火山シェルターや津波対応型シェルターも研究が進んでいます。

気象災害・地震・津波・火山噴火など、複数のリスクへの備えとして「マルチハザードシェルター」の開発が期待されています。

## “避難所の質”が命を守る──イタリア・台湾の先進事例から
災害時、命綱となるのが「避難所」です。しかし、避難所の環境次第で、被災者の命や健康に大きな違いが出ることをご存知でしょうか。
### スフィア基準とは？
イタリアの避難所は、国とボランティアが連携して運営する仕組みが特徴です。  
避難所運営の国際基準「スフィア基準」を参考に、一人あたり最低3.5㎡の居住スペースや、20人に1基のトイレ、温かい食事の提供など、被災者の尊厳を守るための環境が徹底されています。

特筆すべきは、**専門訓練を受けたボランティアと、国が一体となって12時間以内に避難所の開設・運営を開始できる体制**です。  
さらに、調理担当のボランティアにはシェフ経験者も多く、温かい食事が被災者の心身を支えます。
### 台湾の“超速”避難所開設
2024年4月の地震では、発災から1時間でSNSグループが立ち上がり、2時間でテント設置、3時間で被災者受け入れ、4時間で設備がほぼ完成という驚異的なスピードで避難所が整いました。

これは、民間団体同士の“役割分担”と、寄付文化による財源確保、行政との日常的な連携が生んだ成果です。
### 日本の課題と民間連携の可能性
日本でも、熊本地震や能登半島地震での避難所運営において、「テント村」方式やトイレ・キッチンカーの導入など、民間団体と自治体の協働による環境改善が進んでいます。

しかし、自治体ごとの対応に差が大きく、避難所環境の「標準化」や「迅速な資材・人材派遣体制」の構築が求められています。

## これからの「守り方」──あなたにできる備えは？
ここまで世界の事例を見てきましたが、日本でも“自然に学ぶ都市設計”や“多層的な防災インフラ”の重要性が一層高まっています。
- **地域の防災計画や避難所運営ガイドラインを確認する**
- **自治体や民間団体の取り組みに積極的に参加する**
- **自宅や職場の周囲にある避難所の場所を把握する**
- **災害時の行動計画を家族・職場で共有する**

## まとめ
- 都市が“水を吸う”スポンジシティや、自然の力を活用したサンド・モーターなど、世界では革新的な災害対策が進んでいます。
- 地下シェルターや避難所運営の質向上も、被災者の命と尊厳を守るために欠かせません。
- 日本でも、行政と民間の連携や国際基準の導入が課題解決のカギとなります。  
　

「守り方」は、日々進化しています。あなた自身の備えが、未来の安全を形づくる第一歩です。


地球温暖化や自然災害が頻発する中、世界各国ではスポンジシティやサンド・モーターなど、革新的な都市防災策が導入されています。地下シェルターや先進的な避難所運営も進化し、日本でも行政と民間の連携、国際基準の導入が課題です。

世界が進化させる「守り方」──最新の自然災害対策と日本へのヒント

## ポイント
- 生成AIを活用し、将来の都市構造を高精度に予測する新手法を開発  
 
-	建物密度・高さ・交通ネットワークなど複数の都市データを統合し、未来の都市レイアウトを生成  

-	都市の成長や変化を長期的に可視化でき、持続可能な都市計画や再開発の検討に活用可能  

## 概要
　北陸先端科学技術大学院大学 創造社会デザイン研究領域の[謝浩然](https://w-rdb.waseda.jp/html/100004540_ja.html)准教授（[早稲田大学 理工学術院総合研究所](https://www.waseda.jp/fsci/wise/)主任研究員）とDu, Xusheng大学院生（博士後期課程、JAIST SPRING研究員）と、天津大学建築学院のZhen Xu教授らの研究グループは、生成AIを活用し、都市の将来構造を高精度に予測する新技術を開発しました。

　本研究では、建物密度や高さ分布、交通ネットワーク、過去の都市変化パターンなど複数の都市の特徴データを統合的に分析し、長期的な都市構造の進化を一貫して可視化しました。本研究成果は、持続可能な都市計画や再開発戦略の高度化に貢献する基盤技術として期待されます。

　なお、本研究成果は、都市計画分野の国際学術誌「Sustainable Cities and Society」（Elsevier発行）に掲載され、2026年3月3日にオンライン版で公開されました。  

## 研究の背景
　世界的な都市化の進展により、都市は急速な成長と環境負荷の増大という二重の課題に直面しています。2050年までに世界人口の約7割が都市部に居住すると予測されており、都市構造の設計は、エネルギー消費や温室効果ガス排出、交通効率、生活の質などに大きな影響を及ぼします。そのため、現在の開発計画が将来の都市空間にどのような変化をもたらすのかを見通し、長期的視点に立った都市計画が求められています。

　しかし、都市の発展は、建物密度や高さ分布、交通ネットワーク、過去の発展経路など、複数の要因が相互に影響しながら進行する複雑な意思決定プロセスです。既存の生成AIモデルは、画像生成や、条件を一つだけ指定した変換には高い性能を示すものの、都市のように多様な要因が絡み合う空間構造を統合的に扱うことが難しく、また大規模都市を分割して処理する際には、隣接領域との不自然な不連続が生じやすいという課題がありました。さらに、時間の経過に伴う都市進化のパターンを一貫して捉える仕組みも十分ではなく、持続可能な都市計画を支える長期予測ツールとしては十分とは言えませんでした。

## 研究の内容
　本研究では、これらの課題を解決するため、画像生成AIを基盤とした都市進化予測フレームワーク「MMCN（Memory-aware Multi-Conditional generation Network）」を提案しました（図1）。本手法は、過去の都市レイアウトに加え、建物密度マップ、建物高さマップ、道路構造マップといった複数の都市要因を同時に入力し、統合的に学習することで、将来の都市レイアウトを予測するものです。
![img](https://storage.diamondv.jp/photos/inserted/ibtk93BeeaDYn1PUuztjaG/bad9e1fe-e82b-4d9c-9e3a-750c4ef0f1b5.jpg)
図１.生成AIによる都市将来予測の仕組み（MMCN）

　特に本研究では、都市をパッチ単位で処理する際に問題となる境界の不連続性を解消するため、隣接パッチの情報を参照する仕組みを導入しました。これにより、道路や建物配置が領域をまたいで自然につながるよう制御できます。また、過去の都市レイアウトを明示的な条件として組み込み、都市の歴史的変化パターンを学習することで、単なる静的な生成ではなく、時間的連続性を持つ予測を可能にしました。

　さらに検証のため、中国・深圳市を対象に2005年から2024年までの複数時点にわたる都市データを整理し、建物レイアウト、密度、高さ、道路構造などを含む、複数種類・複数時点の都市情報をまとめたデータセットを構築しました。提案フレームワークの異なる都市環境における都市間汎化能力をさらに評価するため、中国の他の2つの主要都市である上海と天津のデータを用いた都市間汎化実験も実施し、多様な空間条件下においても一貫性のある安定した都市レイアウト予測に成功しました。

## 研究の成果
　都市データ（深圳市）を用いた検証の結果、提案手法は既存の生成AIモデルと比較して、将来レイアウト予測の精度と空間的一貫性の両面で向上しました。都市レイアウトの画像や構造の類似度を示す指標SSIM（Structural Similarity Index Measure）では0.885を達成し、従来手法を上回る結果を示しました。また、都市を複数の領域に分割して予測する際に課題となる、隣り合う領域同士の境界の自然さを評価する指標Boundary IoU（Boundary Intersection over Union）でも0.642を記録しました。これにより、隣接するエリア間で生じがちな不自然な分断が大幅に抑制されていることが確認されました。

　図2に示す予測例では、既存手法では道路が途中で途切れたり、建物配置が不自然にずれる様子が見られるのに対し、提案手法では道路ネットワークや建物構造がより自然に連続していることが分かります。さらに、複数のパッチを接続した都市全体の再構成結果においても、都市構造が一貫した形で保たれていることが確認されました。
![img](https://storage.diamondv.jp/photos/inserted/ibtk93BeeaDYn1PUuztjaG/73a17b6c-a6d4-47e0-8dc4-140d61f33a68.png)
図２.将来都市レイアウト予測におけるパッチ再構成結果の比較

　また、複数期間にわたる予測結果の比較（図３）から、提案手法は単なる現在構造の再現ではなく、時間経過に伴う都市の拡張や密度変化といった進化傾向を反映したレイアウトを生成できることが示されました。これにより、長期的な都市発展シナリオの検討に活用できる可能性が示唆されました。

![img](https://storage.diamondv.jp/photos/inserted/ibtk93BeeaDYn1PUuztjaG/79db7a56-8dae-4c1c-8694-1013c90f1062.png)
図３.複数期間にわたる都市レイアウト予測結果

## 研究の意義と今後の展望
　本研究は、複数要因の相互作用を踏まえて都市の将来像を予測する生成AIフレームワークを提示し、空間的連続性と時間的一貫性の双方を考慮した都市進化予測を実現しました。将来の都市構造を視覚的に比較検討できることは、再開発計画や土地利用政策の検討、持続可能な都市成長シナリオの評価における有力な技術基盤としての活用が期待されます。

　今後は、他の国の都市への適用を通じて汎用性の検証を進めるとともに、より多様な都市形態を含むデータの拡充により、予測の安定性と一般化性能の向上を図ることが課題となります。また、実務における意思決定支援を見据え、都市計画のシナリオ分析に応用可能な形へと発展させていくことが期待されます。

## 研究支援
　本研究は、以下の研究資金の支援を受けて実施されました。
- 科学技術振興機構（JST）国家戦略分野の若手研究者及び博士後期課程学生の育成事業（BOOST） 次世代AI人材育成プログラム（若手研究者支援）（課題番号：JPMJBY24D6）
- 科学技術振興機構（JST）次世代研究者挑戦的研究プログラム（SPRING）（課題番号：JPMJSP2102）
- 中国国家重点研究開発計画（課題番号：2024YFC3808104-01）
- 中国国家自然科学基金（課題番号：52508023）

## 論文情報
掲載誌：Sustainable Cities and Society  

論文題目：AI-driven urban evolution forecasting: A unified memory-aware multi-conditional generation framework for sustainable development planning  

著者：Xusheng Du, Chengyuan Li, Qingpeng Li, Yuxin Lu, Yimeng Xu, Ye Zhang, Zhen Xu, Haoran Xie*  

ＤＯＩ：10.1016/j.scs.2026.107272  

掲載日：2026年3月3日にオンライン版に掲載


北陸先端科学技術大学院大学創造社会デザイン研究領域の謝浩然准教授（早稲田大学 理工学術院総合研究所主任研究員）とDu, Xusheng大学院生（博士後期課程、JAIST SPRING研究員）と天津大学建築学院のZhen Xu教授らは生成AIを活用し、都市の将来構造を高精度に予測する新技術を開発。