リモートセンシングとは

GISとリモートセンシング/GIS & Remote Sensing

リモートセンシングの原理、応用について簡単に説明します。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

GISとは / リモートセンシングとは /　リモートセンシングに挑戦しよう/　データの準備 /　ビューワーによる表示

リモートセンシングとは

リモートセンシング技術とは、電磁波(electric magnetic wave)の反射、放射の現象を用いる高空からの超広域探査技術のことです。人工衛星の打ち上げ、情報通信技術の高度化により可能となった新しい技術といえましょう。

Landsat　ETM+

Landsat7号に搭載されているETM+というセンサは以下のようなバンドのデータを取得できます。

Landsat Band1

　　　　　Band1（可視青～緑領域：0.45-0.52mm ）　　　　　　　　　　　　　Band2（可視緑～黄領域：0.52-0.60mm）
Landsat Band3

　　　　　Band3（可視赤領域：0.63-0.69mm ）　　　　　　　　　　　　　　Band4（近赤外領域：0.76-0.90mm ）
Landsat Band5

　　　　　Band5（中間赤外領域：1.55-1.75mm ）　　　　　　　　　　　　Band7（中間赤外領域：2.08-2.35mm ）
Landsat Band6

　　　　　　　Band6（熱赤外領域：10.4-12.5mm）　　　　　　　　　　　Band8（パンクロマティック：0.50-0.90mm ）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図1　Landsat　ETM+の各バンドグレースケール

表1　Landsat ETM+の諸元と区分内容
バンド	波長帯	解像度	区分内容
バンド	波長帯	解像度	区分内容
1	青～緑	30m	浅海域の地形や沿岸域の観測。針葉樹と広葉樹の区別、土壌と植生の区別等。
2	緑～黄	30m	地表構造物の識別､水質等。水域・陸域の区別等。
3	赤	30m	市街地や砂浜､造成後の乾いた裸地､収穫後の畑地､枯れた草地や芝地などが、画像上で明るく見える。植生調査。陸域と水域の区別等。
4	近赤外線	30m	人間の目には感じられない領域。赤外線は水に吸収されるため､水面は暗く写る。陸域と水域の境界線の抽出や地質構造の判読に向いている。植生分布､熱水変質によ褐鉄鉱などの検出等。
5	中間赤外線	30m	人間の目には感じられない領域。雲と積雪域の区分。埋立地や空き地、草地やゴルフ場は白く見える。植物と土壌の水分含有量の推定等。
6	熱赤外線	60m	人間の目には感じられない領域。地熱､水温等、地表物質の温度分布。石灰岩や粘土分布等。シュードカラー表示して詳細な分布をみる。
7	中間赤外線	30m	人間の目には感じられない領域。露出している地表熱水鉱床や鉱石資源探査､水域と雲の識別等。
8	緑～近赤外	15m	地表構造物の識別、植生分布等の調査。上記30m画素データの高解像度化。

合成カラー表示

衛星画像は図１のように白黒の画像です。これは地表からの各波長帯の電磁波強度を数値にかえたものをグレースケールで表示したためです。グレースケールではなく例えばレインボーカラーで表示すればより詳細な変化がわかるでしょう。しかし、複数の波長帯を合成カラー表示することによりさまざまな画像を作成することが出来ます。

	■True Color（トゥルーカラー） Landsat TM（ＥＴＭ＋）のBand1、2、3は可視光領域の青、緑、赤の波長帯に相当します。コンピュータでカラー合成をおこなう場合、RGB（赤緑青）の3色合成でおこないます。したがって、赤色にBand3を、緑色にBand2を、青色にBand1を割り当てると可視光線にもっとも近い色が合成できます。つまり、人間の目でみたのと同じ、もっとも自然の色合いに近い表現となります。
	Ｒ：Band3（可視赤領域）Ｇ：Band2（可視緑～黄領域）Ｂ：Band1（可視青～緑領域）
図2a　Ｔｒｕｅ Color（トゥルーカラー）
	■False Color（フォールスカラー）トゥルーカラーはカラー写真に近い色合いで表現されますが、例えば植生域だけを際立たせたいときがあります。このようなとき、実際の色とはかけ離れた色合いで表現した画像をフォールス（Ｆａｌｓｅ：偽）カラーと呼びます。Landsatの場合、フォールスカラーは赤色に緑の反射率が高い近赤外のBand4を割り当て、緑色にBand3を、青色にBand2を割り当てたものをいいます。こうすると、植生の活性度が高い区域ほど鮮やかな赤で表現され、植生の分布域、活性度を把握するために用いられます。
	Ｒ：Band4（近赤外領域）Ｇ：Band3（可視赤領域）Ｂ：Band2（可視緑～黄領域）
図2b　Ｆａｌｓｅ Color（フォールスカラー）
	■Ｎａｔｕｒａｌ Color（ナチュラルカラー）フォールスカラーは植生が赤で表現されるため、違和感があることも事実です。そこで、植物の分布域が緑で表現されるようにしたものがナチュラルカラーです。つまり、緑色に近赤外のBand4を割り当て、赤色にBand3を、青色にBand2を割り当てたものです。
	Ｒ：Band3（可視赤領域）Ｇ：Band4（近赤外領域）Ｂ：Band2（可視緑～黄領域）
図2c　Ｎａｔｕｒａｌ Color（ナチュラルカラー）

リモートセンシングでわかること

■　熱赤外線の効果

図1は福井県若狭湾の通称、原発街道と呼ばれる地帯の画像です。Landsat TM画像のRGBにband1、band2、熱赤外のband6を用いて合成したものです。熱赤外を用いることにより地表物質の温度の違いを表現することができます。若狭湾の半島の影から温排水（赤い）が海に流れ込んでいる様子がわかるでしょう。
このように普通の航空写真では判読することが出来ない情報、とくに地上から反射または放射される電磁波を解析して、地上の状態を把握しようとする試みを、リモートセンシングと呼びます。[敦賀半島付近拡大 214KB] [高浜・大飯付近拡大　363KB]

　　　　　　　　　　　 □内をクリックすると拡大します

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図2　若狭湾沿岸における原子力発電所からの温排水流出状況
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（Landsat7号のband6を使用）

これからのリモートセンシング

リモートセンシングはLandsatやSPOTに代表される解像度10～30ｍ程度の世界から、現在ではIKONOS、Quick Bird、OrbView等に代表される解像度1～2ｍへと著しく機能が向上しました。このような解像度の向上だけでも、今までより自由度の高い、より詳細な解析が可能となるでしょう。また、これらの人工衛星では画像データとともに、進行方向前方、後方へ、センサを動かすことにより、異なる2点から同一箇所のデータを取得できます。その結果、空中三角測量が可能となり、画像とともにDEMデータの作成も簡単にでき、オルソ化が容易になります。今後、社会資本整備への投資額は減少する傾向にあり、既存ストックの有効活用の上で、維持管理が重要な役割を果たすと考えられますが、このような人工衛星を用いた管理システムが現実のものとなるのも遠いことではないでしょう。

リモートセンシングの応用分野

陸域

農業：作物収穫量予測、作付面積調査、土壌分類
林業：森林資源調査、植生分布調査、森林火災モニタ、森林病虫害モニタ
土地利用：土地利用状況調査、主題図の作成
災害：火山活動（溶岩・火砕流等）モニタ、崩壊調査、地すべり調査
地質：表層地質調査、地質構造調査、地熱調査
水資源：積雪分布調査、地表水分調査
環境：環境区分調査、都市環境（緑地）モニタ
軍事

海域

漁業：水温分布、海流・氷塊調査、プランクトン・赤潮の調査
環境：海域汚染の調査（透明度、濁度）・モニタ、温排水調査・モニタ（原発）
災害：海底火山活動モニタ
その他：波浪、海流、海氷調査、水深調査
軍事：

大気・気象

大気：大気汚染調査・モニタ
気象：雲量調査、気象調査・予報、熱循環調査

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