(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を入力する信号強度入力部と、
前記信号強度入力部が入力した反射波の信号強度から、所定の入射角における前記信号強度から推定される各入射角における推定信号強度よりも、その入射角における前記信号強度が所定の値以上弱い入射角が連続して現れる入射角範囲を特定し、特定した入射角範囲が２つある場合に、２つの入射角範囲のうち角度が小さい方の入射角範囲において最も信号強度が弱い入射角θを９０°から引いた角度θ１＝９０°−θを前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角として処理装置により特定するブリュースター角特定部と、
前記ブリュースター角特定部が特定した前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角から前記観測対象の近傍に存在する物体の誘電率を処理装置により特定する誘電率特定部と
を備えることを特徴とする誘電率特定装置。
【請求項２】
前記ブリュースター角特定部は、前記２つの入射角範囲のうち角度が大きい方の入射角範囲において最も信号強度が弱い入射角を前記観測対象の前記ブリュースター角として特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘電率特定装置。
【請求項３】
前記誘電率特定装置は、さらに、
誘電率毎に、地表面の物理状態を示す被覆情報を対応付けて記憶した被覆情報記憶装置と、
前記誘電率特定部が特定した前記観測対象の誘電率を前記被覆情報記憶装置から検索して、対応する被覆情報を取得することにより、前記観測対象の物理状態を特定する土地被覆特定部と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の誘電率特定装置。
【請求項４】
複数の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を入力する信号強度入力処理と、
前記信号強度入力処理で入力した反射波の信号強度から、所定の入射角における前記信号強度から推定される各入射角における推定信号強度よりも、その入射角における前記信号強度が所定の値以上弱い入射角が連続して現れる入射角範囲を特定し、特定した入射角範囲が２つある場合に、２つの入射角範囲のうち角度が小さい方の入射角範囲において最も信号強度が弱い入射角θを９０°から引いた角度θ１＝９０°−θを前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角として特定するブリュースター角特定処理と、
前記ブリュースター角特定処理で特定した前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角から前記観測対象の近傍に存在する物体の誘電率を特定する誘電率特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする誘電率特定プログラム。
【請求項５】
前記ブリュースター角特定処理では、前記２つの入射角範囲のうち角度が大きい方の入射角範囲において最も信号強度が弱い入射角を前記観測対象の前記ブリュースター角として特定する
ことを特徴とする請求項４に記載の誘電率特定プログラム。
【請求項６】
前記誘電率特定プログラムは、さらに、
前記誘電率特定処理で特定した前記観測対象の誘電率を、誘電率毎に地表面の物理状態を示す被覆情報を対応付けて記憶した被覆情報記憶装置から検索して、対応する被覆情報を取得することにより、前記観測対象の物理状態を特定する土地被覆特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項５に記載の誘電率特定プログラム。
【請求項７】
入力装置が、複数の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を入力する信号強度入力工程と、
処理装置が、前記信号強度入力工程で入力した反射波の信号強度から、所定の入射角における前記信号強度から推定される各入射角における推定信号強度よりも、その入射角における前記信号強度が所定の値以上弱い入射角が連続して現れる入射角範囲を特定し、特定した入射角範囲が２つある場合に、２つの入射角範囲のうち角度が小さい方の入射角範囲において最も信号強度が弱い入射角θを９０°から引いた角度θ１＝９０°−θを前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角として特定するブリュースター角特定工程と、
処理装置が、前記ブリュースター角特定工程で特定した前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角から前記観測対象の近傍に存在する物体の誘電率を特定する誘電率特定工程と
を備えることを特徴とする誘電率特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、観測対象の誘電率を特定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地表面の誘電率の計測は、地表面の水含有量や、海水の塩分濃度等を知る上で非常に重要な技術である。また、地表面の水含有量からは、砂漠化の状態、地球上の水循環等を知ることができる。これらは、地球温暖化の影響を知る上でも非常に重要な情報である。
【０００３】
被観測体から得られる反射又は放射の信号強度を、観測角度毎にプロットして得られる曲線の形状が、誘電体毎に異なることが知られている。そこで、レーダにより、複数の観測角度で地表面の信号強度を観測し、得られた曲線の形状からその地表面の誘電体を推定することで、地表面の誘電率を推定することが行われている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】山口芳雄著、「レーダポーラリメトリの基礎と応用−偏波を用いたレーダリモートセンシング−」、電子情報通信学会、２００７年１２月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
曲線の形状からその地表面の誘電体を推定する方法は、植生等の存在しない裸地については有効である。しかし、植生等が存在する地域では、植生等の影響により、様々な散乱、放射が輻輳するため、観測対象からの反射、放射の正確な信号強度を測ることができない。そのため、曲線の形状からその地表面の誘電体を推定する方法で、植生等が存在する地域の地表面の誘電体を推定することは困難である。つまり、誘電率を推定することは困難である。
この発明は、植生等が存在する地域においても、高精度に地表面の誘電率を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る誘電率特定装置は、
複数の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を入力する信号強度入力部と、
前記信号強度入力部が入力した反射波の信号強度から、前記観測対象のブリュースター角を処理装置により特定するブリュースター角特定部と、
前記ブリュースター角特定部が特定したブリュースター角から前記観測対象の誘電率を処理装置により特定する誘電率特定部と
を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記ブリュースター角特定部は、所定の入射角における前記信号強度から推定される各入射角における推定信号強度よりも、その入射角における前記信号強度が所定の値以上弱い入射角を特定し、特定した入射角において最も信号強度が弱い入射角を前記観測対象の前記ブリュースター角として特定する
ことを特徴とする。
【０００８】
前記ブリュースター角特定部は、前記推定信号強度よりも前記信号強度が所定の値以上弱い入射角が連続して現れる入射角範囲を特定し、複数の入射角範囲を特定した場合、角度が大きい方の入射角範囲において最も信号強度が弱い入射角を前記観測対象の前記ブリュースター角として特定する
ことを特徴とする。
【０００９】
前記信号強度入力部は、所定の角度より大きい角度の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度のみを入力する
ことを特徴とする。
【００１０】
前記ブリュースター角特定部は、２つの入射角のうち角度が小さい方の入射角θを９０°から引いた角度θ１＝９０°−θを前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角として特定し、
前記誘電率特定部は、前記ブリュースター角特定部が特定した近傍に存在する物体のブリュースター角から、前記の誘電率を特定する
ことを特徴とする。
【００１１】
前記誘電率特定装置は、さらに、
誘電率毎に、地表面の物理状態を示す被覆情報を対応付けて記憶した被覆情報記憶装置と、
前記誘電率特定部が特定した誘電率を前記被覆情報記憶装置から検索して、対応する被覆情報を取得することにより、前記観測対象の物理状態を特定する土地被覆特定部と
を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る誘電率特定プログラムは、
複数の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を入力する信号強度入力処理と、
前記信号強度入力処理で入力した反射波の信号強度から、前記観測対象のブリュースター角を特定するブリュースター角特定処理と、
前記ブリュースター角特定処理で特定したブリュースター角から前記観測対象の誘電率を特定する誘電率特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
前記ブリュースター角特定処理では、所定の入射角における前記信号強度から推定される各入射角における推定信号強度よりも、その入射角における前記信号強度が所定の値以上弱い入射角を特定し、特定した入射角において最も信号強度が弱い入射角を前記観測対象の前記ブリュースター角として特定する
ことを特徴とする。
【００１４】
前記ブリュースター角特定処理では、前記推定信号強度よりも前記信号強度が所定の値以上弱い入射角が連続して現れる入射角範囲を特定し、複数の入射角範囲を特定した場合、角度が大きい方の入射角範囲において最も信号強度が弱い入射角を前記観測対象の前記ブリュースター角として特定する
ことを特徴とする。
【００１５】
前記信号強度入力処理では、所定の角度より大きい角度の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度のみを入力する
ことを特徴とする。
【００１６】
前記ブリュースター角特定処理では、２つの入射角のうち角度が小さい方の入射角θを９０°から引いた角度θ１＝９０°−θを前記観測対象の近傍に存在する物体のブリュースター角として特定し、
前記誘電率特定処理では、前記ブリュースター角特定処理で特定した近傍に存在する物体のブリュースター角から、前記の誘電率を特定する
ことを特徴とする。
【００１７】
前記誘電率特定プログラムは、さらに、
前記誘電率特定処理で特定した誘電率を、誘電率毎に地表面の物理状態を示す被覆情報を対応付けて記憶した被覆情報記憶装置から検索して、対応する被覆情報を取得することにより、前記観測対象の物理状態を特定する土地被覆特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る誘電率特定方法は、
入力装置が、複数の入射角で観測対象へ放射した垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を入力する信号強度入力工程と、
処理装置が、前記信号強度入力工程で入力した反射波の信号強度から、前記観測対象のブリュースター角を特定するブリュースター角特定工程と、
処理装置が、前記ブリュースター角特定工程で特定したブリュースター角から前記観測対象の誘電率を特定する誘電率特定工程と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係る誘電率特定装置は、観測対象のブリュースター角を特定することにより、観測対象の誘電率を特定する。これにより、植生等が存在する場合においても、地表面の誘電率を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】誘電体毎の曲線を示す図。
【図２】観測角の説明図。
【図３】植生が存在する地域における反射の様子を示す図。
【図４】観測により得られた曲線と、地表面の誘電体に固有の曲線との比較図。
【図５】垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を示す図。
【図６】図５における凹みの底の入射角を特定する方法の説明図。
【図７】植生等が存在する場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を示す図。
【図８】図７における凹みの底の入射角を特定する方法の説明図。
【図９】植生が存在する場合におけるブリュースター角の説明図。
【図１０】誘電率特定システム１の機能を示す機能ブロック図。
【図１１】誘電率特定システム１の動作を示すフローチャート。
【図１２】土地の被覆を特定する機能を有する誘電率特定システム１の機能を示す機能ブロック図。
【図１３】誘電率特定装置３のハードウェア構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図に基づき、この発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の説明において、処理装置は後述するＣＰＵ９１１等である。記憶装置は後述するＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、磁気ディスク９２０あるいはＣＰＵ９１１が有するキャッシュメモリやレジスタ等である。入力装置は後述するキーボード９０２、通信ボード９１５等である。つまり、処理装置、記憶装置、入力装置はハードウェアである。
【００２２】
実施の形態１．
まず、従来の誘電率の推定方法について簡単に説明する。
図１は、誘電体毎の曲線を示す図である。図１では、横軸が観測角であり、縦軸が被観測体から得られる反射又は放射の信号強度である。
図１に示すように、被観測体から得られる反射又は放射の信号強度を、観測角度毎にプロットして得られる曲線の形状が、誘電体毎に異なることが知られている。そこで、従来は、レーダにより、複数の観測角度で地表面の信号強度を観測し、得られた信号強度をプロットし補間して曲線を描き、描かれた曲線と誘電体毎に異なる曲線とを比較することで、その地表面がどの誘電体であるかを推定している。
【００２３】
図２は、観測角の説明図である。
観測角とは、観測対象である地表面に電波が入射する入射角θｉのことである。
なお、入射角θｉは、地表面のカーブ（地球の丸み）を考慮しなければ、レーダから電波を放射する角度を示すオフナディア角θｊと原則として同一である。したがって、観測角は、オフナディア角θｊであると考えても構わない。
【００２４】
図３は、植生が存在する地域における反射の様子を示す図である。
図３に示すように、レーダから植生が存在する地域へ電波を放射すると、放射された電波は、観測対象である地表面で単純に反射するだけではなく、地表面と植生とで反射する場合がある。つまり、レーダから植生が存在する地域へ電波を放射して得られる反射波には、地表面で単純に反射した表面散乱成分だけでなく、地表面と植生とで反射した二回散乱成分等が含まれる。
そのため、植生が存在する地域では、地表面から直接反射した表面散乱成分のみに基づく信号強度を得ることができない。つまり、植生が存在する地域では、二回散乱成分等が誤差成分として含まれた信号強度しか得ることができない。
【００２５】
図４は、観測により得られた曲線と、地表面の誘電体に固有の曲線との比較図である。図４では、図１と同様に、横軸が観測角であり、縦軸が被観測体から得られる反射又は放射の信号強度である。また、図４では、実線がアクティブ方式により観測位置における地表面を観測した場合に得られた信号強度を示す曲線であり、破線が観測位置における地表面の誘電体から本来得られる信号強度を示す曲線である。なお、アクティブ方式とは、レーダのように、自ら電波を放射して、その反射波を観測する方式をいう。
図４に示すように、植生が存在する地域で観測した信号強度は、どの観測角で観測した場合においても、本来地表面から得られるはずの信号強度よりも原則として高くなる。これは、上述したように、植生が存在する地域で観測した信号強度には、二回散乱成分等が誤差成分として含まれるためである。なお、観測した信号強度が、本来地表面から得られる信号強度よりもどの程度高くなるのかを事前に知ることは困難である。
したがって、植生が存在する地域については、観測により得られた曲線と誘電体毎に異なる曲線とを比較しても、地表面がどの誘電体であるかを推定することはできず、誘電率を推定することはできない。
【００２６】
なお、上記説明では、植生が存在する地域を一例として説明したが、植生ではなく、建物等の人工物や切り立った地形が存在する地域でも同様に、従来の方法により地表面の誘電率を推定することはできない。以下の説明でも、植生を一例として用いるが、植生ではなく、建物等の人工物や切り立った地形であっても同様のことが言える。
【００２７】
次に、この実施の形態における地表面の誘電率の特定方法について説明する。
ここでは、ブリュースター角に基づき、地表面の誘電率を特定する。ブリュースター角とは、屈折率の異なる物質の界面において、反射される光が完全に偏光となるような光の入射角である。
ここで、ブリュースター角は、被観測体の誘電率に応じて異なる。したがって、ブリュースター角を特定することで、被観測体の誘電率を特定することができる。
【００２８】
図５は、垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を示す図である。図５では、横軸が入射角であり、縦軸が被観測体から得られる反射波の信号強度である。また、図５において、角θｇｂは、観測位置の地表面のブリュースター角である。なお、ここでは、植生等が存在しない場合を想定している。
図５に示すように、レーダから観測位置の地表面へ垂直偏波の電波を放射して、その反射波の信号強度を測定し、得られた値を入射角毎にプロットし補間して線を描く。すると、描いた線には、垂直偏波の電波の入射角がブリュースター角θｇｂとなる位置を底とする凹みができる。
そこで、まず、レーダから観測位置の地表面へ向けて様々な入射角となるように垂直偏波の電波を放射し、反射波の信号強度を測定しておく。そして、測定された信号強度を入射角毎にプロットし補間して描かれる線における凹みの底の位置の入射角を特定する。これにより、観測位置の地表面のブリュースター角を特定することができる。
【００２９】
図６は、図５における凹みの底の入射角を特定する方法の説明図である。なお、図６は、図５に説明のための線等を加えた図である。
所定の入射角における信号強度から推定される各入射角における推定信号強度よりも、その入射角における信号強度が所定の値以上弱い入射角が連続して現れる範囲を特定することで、凹みの位置を特定することができる。
例えば、図６に示すように、入射角０°における信号強度と入射角９０°における信号強度とから各入射角における信号強度を推定できる。図６では、入射角０°における信号強度と入射角９０°における信号強度とを結ぶ直線Ａが、各入射角における推定信号強度を示す。次に、信号強度が推定信号強度よりも所定の値以上弱い入射角を特定する。図６では、直線Ａと平行して引かれた直線Ｂが推定信号強度よりも所定の値弱い信号強度を示す。そこで、図６において、直線Ｂよりも測定された信号強度が弱い入射角が連続して現れる範囲を特定すると、入射角範囲Ｘが特定される。この入射角範囲Ｘが凹みである。
そして、凹みとして特定された入射角範囲Ｘにおいて、最も信号強度が弱い位置が凹みの底である。したがって、入射角範囲Ｘにおいて最も信号強度が弱い入射角を、観測位置の地表面のブリュースター角として特定すればよい。
なお、推定信号強度を求めるために用いる信号強度は、入射角０°と入射角９０°とにおける信号強度に限定されるものではない。例えば、入射角０°と入射角４５°と入射角９０°とにおける信号強度を用いてもよいし、さらに多くの入射角における信号強度を用いてもよい。ブリュースター角となり得ない２つ以上の角度を用いれば、推定信号強度を求めることができる。
【００３０】
図７は、植生等が存在する場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を示す図である。図７では、横軸が入射角であり、縦軸が被観測体から得られる反射波の信号強度である。また、図７において、角θｇｂは観測位置の地表面のブリュースター角である。
図７に示すように、植生等が存在する場合においても同様に、レーダから観測位置の地表面へ垂直偏波の電波を放射して、その反射波の信号強度を測定し、得られた値を入射角毎にプロットし補間して線を描く。すると、描いた線には、入射角範囲Ｘに、垂直偏波の電波の入射角がブリュースター角θｇｂとなる位置を底とする凹みができる。
しかし、描いた線には、垂直偏波の電波の入射角がブリュースター角θｇｂとなる位置以外に、入射角範囲Ｙにも、垂直偏波の電波の入射角が角θ’ｇｂとなる位置を底とする凹みができる。
つまり、植生等が存在する場合には、信号強度を入射角毎にプロットして描かれる線に２つの凹みがある。したがって、どちらの凹みの底の位置における入射角が、観測位置の地表面のブリュースター角であるかを、さらに特定する必要がある。
【００３１】
図８は、図７における凹みの底の入射角を特定する方法の説明図である。なお、図８は、図７に説明のための線等を加えた図である。
例えば、図６の場合と同様に、入射角０°における信号強度と入射角９０°における信号強度とから各入射角における信号強度を推定する。図８では、入射角０°における信号強度と入射角９０°における信号強度とを結ぶ直線Ａが、各入射角における推定信号強度を示す。次に、信号強度が推定信号強度よりも所定の値以上弱い入射角を特定する。図８では、直線Ａと平行して引かれた直線Ｂが推定信号強度よりも所定の値弱い信号強度を示す。そこで、図８において、直線Ｂよりも測定された信号強度が弱い入射角が連続して現れる入射角範囲を特定すると、入射角範囲Ｘと入射角範囲Ｙとが特定される。この入射角範囲Ｘと入射角範囲Ｙとがそれぞれ凹みである。
したがって、入射角範囲Ｘと入射角範囲Ｙとにおいて最も信号強度が弱い入射角を特定すれば、２つの凹みの底の入射角をそれぞれ特定できる。
【００３２】
図９は、植生が存在する場合におけるブリュースター角の説明図である。
図９に示すように、レーダから放射された垂直偏波の電波に対する反射には、地表面で単純に反射する表面散乱成分だけでなく、地表面で反射するとともに、植生で反射する二回散乱成分等が含まれる。ここで、垂直偏波の電波の地表面に対する入射角をθｉ（＝θｊ）とすると、植生に対する入射角は“９０°−θｉ（＝θｋ）”になる。なお、ここでは、植生は地表面に対して垂直に立っていると仮定している。
ここで、垂直偏波の電波の地表面に対する入射角θｉが地表面のブリュースター角θｇｂである場合、垂直偏波の電波の地表面からの反射はない。つまり、植生へ垂直偏波の電波が入射することもない。そのため、表面散乱成分だけでなく、二回散乱成分等も０になり、反射波の信号強度は原則として０になる。そのため、反射波の信号強度を入射角毎にプロットし補間して線を描くと、垂直偏波の電波の入射角がブリュースター角θｇｂとなる位置を底とする凹みができる。
一方、垂直偏波の電波の地表面に対する入射角θｉが地表面のブリュースター角θｇｂでない場合、地表面で単純に反射した表面散乱成分に加え、地表面と植生とで反射した二回散乱成分等が観測される。しかし、垂直偏波の電波の植生に対する入射角θｋが植生のブリュースター角θｖｂとなる場合、地表面と植生とで反射する二回散乱成分の信号強度は０となる。したがって、この場合、地表面で単純に反射した表面散乱成分だけが観測される。なお、垂直偏波の電波の植生に対する入射角θｋ（＝９０°−θｉ）が植生のブリュースター角θｖｂとなる場合の垂直偏波の電波の地表面に対する入射角θｉが、図８に示す角θ’ｇｂである。つまり、θ’ｇｂ＝９０°−θｖｂである。そのため、反射波の信号強度を入射角毎にプロットし補間して線を描くと、垂直偏波の電波の入射角が角θ’ｇｂとなる位置を底とする凹みができる。
【００３３】
ここで、一般にブリュースター角は、７０〜８０°程度である。つまり、地表面のブリュースター角θｇｂも、植生のブリュースター角θｖｂも７０〜８０°程度である。上述したように、θ’ｇｂ＝９０°−θｖｂであるから、θ’ｇｂは、１０〜２０°程度である。
このことから、信号強度を入射角毎にプロットして描かれる線に２つの凹みがあり、特定される角度が２つある場合には、大きい方の角度が地表面のブリュースター角θｇｂであるということができる。
【００３４】
なお、図９では、垂直偏波の電波の入射角がブリュースター角θｇｂである場合の方が、垂直偏波の電波の入射角が角θ’ｇｂである場合よりも、反射波の信号強度が弱く、最も信号強度が弱い。上記説明から明らかなように、理論的には図９に示すように垂直偏波の電波の入射角がブリュースター角θｇｂである場合が最も反射波の信号強度が弱くなる。しかし、誤差の影響により、垂直偏波の電波の入射角がブリュースター角θｇｂである場合が最も反射波の信号強度が弱くならないこともある。
したがって、上記説明のように、特定される角度が２つある場合には、大きい方の角度を地表面のブリュースター角とするのが間違いがない。しかし、処理を単純化する場合には、最も反射波の信号強度が弱くなる入射角をブリュースター角としてもよい。
【００３５】
次に、この実施の形態に係る誘電率特定システム１について説明する。
図１０は、誘電率特定システム１の機能を示す機能ブロック図である。
誘電率特定システム１は、観測装置２、誘電率特定装置３を備える。観測装置２は、アンテナ２１、受信装置２２、信号強度記憶装置２３を備える。誘電率特定装置３は、信号強度入力部３１、ブリュースター角特定部３２、誘電率特定部３３を備える。
【００３６】
図１１は、誘電率特定システム１の動作を示すフローチャートである。誘電率特定システム１の動作は、観測装置２によるプロファイル作成処理と、誘電率特定装置３による誘電率特定処理との２つの処理に大きく分けられる。
【００３７】
まず、プロファイル作成処理について説明する。
（Ｓ１１）では、アンテナ２１は、観測位置への入射角を変更しながら、垂直偏波の電波を観測位置へ放射する。
（Ｓ１２）では、受信装置２２は、（Ｓ１１）でアンテナ２１が放射した垂直偏波の電波の反射波を受信して、その反射波の信号強度を計測する。
（Ｓ１３）では、信号強度記憶装置２３は、（Ｓ１２）で受信装置２２が計測した入射角毎の反射波の信号強度をプロファイルとして記憶する。
これにより、信号強度記憶装置２３には、観測位置の各入射角における反射波の信号強度が記憶される。つまり、信号強度記憶装置２３が記憶したデータから、図５や図９に示すような線を描くことが可能である。
【００３８】
次に、誘電率特定処理について説明する。
（Ｓ２１）では、信号強度入力部３１は、（Ｓ１３）で信号強度記憶装置２３がプロファイルとして記憶した各入射角における信号強度を入力装置により入力する。
（Ｓ２２）では、ブリュースター角特定部３２は、（Ｓ２１）で信号強度入力部３１が入力した各入射角における信号強度から、観測位置のブリュースター角を処理装置により特定する。つまり、ブリュースター角特定部３２は、信号強度をプロットし補間して描かれる線の凹みの底における入射角をブリュースター角として特定する。また、ブリュースター角特定部３２は、描かれた線に２つの凹みがあり、２つの入射角が特定される場合には、大きい方の角度を観測位置の地表面のブリュースター角とする。なお、凹み及び凹みの底の特定方法は、上述した通りである。
（Ｓ２３）では、誘電率特定部３３は、（Ｓ２２）でブリュースター角特定部３２が特定したブリュースター角から、観測位置の誘電率を処理装置により特定する。なお、誘電率特定部３３は、予めブリュースター角毎の誘電率を記憶装置に記憶しておき、ブリュースター角特定部３２が特定したブリュースター角を記憶装置から検索して、対応する誘電率を取得することで、観測位置の誘電率を特定する。
【００３９】
以上のように、この実施の形態に係る誘電率特定システム１は、地表面のブリュースター角に基づき、地表面の誘電率を特定する。植生等が存在する場合であっても、地表面のブリュースター角を特定することは可能であるため、誘電率特定システム１は、植生等が存在する場合であっても、地表面の誘電率を特定することができる。
【００４０】
なお、上記説明では、地表面のブリュースター角を特定して、地表面の誘電率を特定するとした。
しかし、近傍の角度よりも信号強度が所定の値以上小さい角度が２つ存在する場合には、小さい方の角度から植生等のブリュースター角を求めることができる。つまり、９０°から小さい方の角度θ’ｇｂを引いた角度が植生等のブリュースター角θｖｂである。植生等のブリュースター角θｖｂが特定できれば、植生等の誘電率を特定することができる。
したがって、誘電率特定システム１は、地表面の誘電率だけでなく、植生等の誘電率も特定することができる。
【００４１】
また、上述したように、ブリュースター角は、一般にブリュースター角は、７０〜８０°程度である。そのため、地表面のブリュースター角のみを特定する場合には、垂直偏波の電波の入射角が７０〜８０°程度となる場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度があればよい。つまり、プロファイル作成処理で計測する反射波の信号強度をこの範囲に減らしてもよい。なお、少し範囲を広げて、垂直偏波の電波の入射角が６０〜９０°となる場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を計測してもよい。
同様に、植生等の誘電率を特定する場合には、垂直偏波の電波の入射角が１０〜２０°程度となる場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度があればよい。そのため、プロファイル作成処理で計測する反射波の信号強度をこの範囲に減らしてもよい。なお、少し範囲を広げて、垂直偏波の電波の入射角が０〜３０°となる場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を計測してもよい。
あるいは、地表面の誘電率を特定する場合には、垂直偏波の電波の入射角が４５〜９０°となる場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を計測し、植生等の誘電率を特定する場合には、垂直偏波の電波の入射角が０〜４５°となる場合における垂直偏波の電波に対する反射波の信号強度を計測してもよい。
【００４２】
また、垂直偏波の電波の入射角が０〜４５°の場合に、近傍の角度よりも信号強度が所定の値以上小さい角度が存在する場合には、その観測位置付近に、植生や建物等が存在すると特定できる。
例えば、都市部は垂直な構造物が多い。そこで、都市開発を行っている地域を観測して、ブリュースター角特定部３２が、垂直偏波の電波の入射角が０〜４５°の範囲に、近傍の角度よりも信号強度が所定の値以上小さい角度の地点がどの程度存在するかを計測することにより、都市開発の状況を調べることもできる。
【００４３】
また、誘電率特定部３３が特定した誘電率から、観測位置の物理状態、つまり観測位置の土地の被覆を特定することも可能である。例えば、都市部を観測し、都市部の誘電率を特定することで、都市部の地表面や建物等の材質を特定することができる。また、農地を観測し、農地の誘電率を特定することで、農作物等の種類や生育、伐採等の状況を特定することができる。
この場合、図１２に示すように、誘電率特定装置３は、さらに、被覆情報記憶装置３４、土地被覆特定部３５を備えるようにすればよい。
被覆情報記憶装置３４は、誘電率毎に、地表面の物理状態を示す被覆情報を対応付けて記憶した記憶装置である。例えば、被覆情報記憶装置３４は、誘電率毎に、建物等の人口構造物の材質を記憶している。あるいは、被覆情報記憶装置３４は、誘電率毎に、農作物等の植生の種類を記憶している。また、あるいは、被覆情報記憶装置３４は、誘電率毎に、ある植生の生育状態を記憶している。
土地被覆特定部３５は、誘電率特定部３３が特定した誘電率を被覆情報記憶装置３４から検索して、対応する被覆情報を処理装置により取得する。これにより、土地被覆特定部３５は、観測位置の地表面の物理状態、つまり人口構造物の材質や植生の種類、生育状況等を特定する。
【００４４】
次に、誘電率特定装置３のハードウェア構成について説明する。
図１３は、誘電率特定装置３のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１３に示すように、誘電率特定装置３は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、ＬＣＤ９０１（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、キーボード９０２（Ｋ／Ｂ）、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０（固定ディスク装置）の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。磁気ディスク装置９２０は、所定の固定ディスクインタフェースを介して接続される。
【００４５】
ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０は、不揮発性メモリの一例である。ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３とＲＡＭ９１４と磁気ディスク装置９２０とは、記憶装置（メモリ）の一例である。また、キーボード９０２、通信ボード９１５は、入力装置の一例である。また、通信ボード９１５は、通信装置（ネットワークインタフェース）の一例である。さらに、ＬＣＤ９０１は、表示装置の一例である。
【００４６】
磁気ディスク装置９２０又はＲＯＭ９１３などには、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００４７】
プログラム群９２３には、上記の説明において「信号強度入力部３１」、「ブリュースター角特定部３２」、「誘電率特定部３３」、「土地被覆特定部３５」等として説明した機能を実行するソフトウェアやプログラムやその他のプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、上記の説明において被覆情報記憶装置３４が記憶する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「ファイル」や「データベース」の各項目として記憶される。「ファイル」や「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵ９１１の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵ９１１の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
【００４８】
また、上記の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体やＩＣチップに記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体や電波によりオンライン伝送される。
また、上記の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。また、「〜装置」として説明するものは、「〜回路」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。さらに、「〜処理」として説明するものは「〜ステップ」であっても構わない。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ＲＯＭ９１３等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、上記で述べた「〜部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、上記で述べた「〜部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１  誘電率特定システム、２  観測装置、３  誘電率特定装置、２１  アンテナ、２２  受信装置、２３  信号強度記憶装置、３１  信号強度入力部、３２  ブリュースター角特定部、３３  誘電率特定部、３４  被覆情報記憶装置、３５  土地被覆特定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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