(57)【要約】【課題】衛星に搭載された光学センサ等を用いた地上の定常観測において、事前に設定された広域観測領域に対し、定期的に観測データを更新するシステムが求められている。【解決手段】衛星システム１００から取得した画像に対し、画像処理部２００により覆雲除去処理及び観測日時データの付加を行う。画像アーカイブ更新部３００は画像アーカイブ部４００の画像を更新する。更新された画像アーカイブ部４００に対して、次観測領域決定部が観測日時データをもとにした評価関数を用いることで、古い観測データを多く含む観測領域を更新するよう次観測領域を決定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指定された観測領域について衛星が撮像した画像の画像データを処理する画像処理部と、
前記画像データを保存する画像アーカイブ部と、
前記画像アーカイブ部に保存される画像データを新しい画像データに更新する画像アーカイブ更新部と、
前記衛星が次に撮像する観測領域を指定する次観測領域決定部と、
から構成される衛星地上システムであって、
前記画像データは、前記画像を構成する複数の画素の画素毎の画素データと、前記画像が撮像されたときを示す撮像時情報とが関連付けされていることを特徴とする衛星地上システム。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記画像から覆雲部を除去する画像処理を行い、
前記画像アーカイブ更新部は、前記画像処理部で画像処理した後に除去されずに残った領域の画像についての画像データを更新することを特徴とする請求項１記載の衛星地上システム。
【請求項３】
前記次観測領域決定部は、前記撮像時情報に基づき、撮像されたときが古い画素を含む領域を、次に衛星が撮像する観測領域に指定することを特徴とする請求項１、２いずれか記載の衛星地上システム。
【請求項４】
前記次観測領域決定部は、広域観測領域の中で観測されたときが古い画素が最も多く含まれる領域を観測領域に指定することを特徴とする請求項３記載の衛星地上システム。
【請求項５】
請求項４に記載の衛星地上システムと、
前記衛星地上システムから送信された観測領域に従い前記観測領域を撮像し、撮像した画像と前記撮像時情報とを関連付けして前記衛星地上システムに送信する衛星と、
からなることを特徴とする衛星画像取得システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は衛星が撮像した画像を処理する衛星画像処理、評価、衛星画像アーカイブの更新、衛星画像アーカイブからの次観測領域の決定を行う衛星地上システム、及び衛星画像取得システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザが要求する観測領域の衛星画像アーカイブの定期的な更新を目的として、観測結果の評価、観測領域の決定（観測計画策定）及び衛星画像アーカイブの更新を自動的に行う衛星画像取得システムが求められる。
観測衛星の効率的な観測計画の工夫として、観測計画作成後に入手された気象データ等の情報を用いて観測対象の優先度の再評価を行い、より優先度の高い観測があると判断した場合、観測計画内の観測順序の入れ替えを行うシステムなどがある（例えば、特許文献１参照）。また、計画された観測に対し、周辺の未観測対象が含まれるよう観測計画を最適化するシステムなどがある（例えば、特許文献２参照）。
しかし、特許文献１、特許文献２は共に、ユーザにより作成された観測計画が前提となっており、それら既存の計画に対して優先度を考慮した最適化手法であるため、最適化の元となるユーザの観測計画作成には利用出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４１４５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−６１２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２の観測計画システムは、ユーザが観測毎に観測領域を決定する必要がある。このため、衛星数の増加及び観測領域の広域化に対し、ユーザ負荷が増大するという課題が予想される。
【０００５】
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、衛星に搭載された光学センサ等を用いた地上の定常観測において、事前に設定された広域観測領域に対し、自動的な観測結果の評価、次観測領域の決定及び定期的な衛星画像アーカイブの更新を行うシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る衛星地上システムは、指定された観測領域について衛星が撮像した画像の画像データを処理する画像処理部と、前記画像データを保存する画像アーカイブ部と、前記画像アーカイブ部に保存される画像データを新しい画像データに更新する画像アーカイブ更新部と、前記衛星が次に撮像する観測領域を指定する次観測領域決定部とから構成される衛星地上システムであって、前記画像データは、前記画像を構成する複数の画素の画素毎の画素データと、前記画像が撮像されたときを示す撮像時情報とが関連付けされている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、衛星に搭載された光学センサ等を用いた地上の定常観測において、事前に設定された広域観測領域に対し、自動的な観測結果の評価、次観測領域の決定及び定期的な衛星画像アーカイブの更新を行うシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る衛星画像取得システムのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る衛星画像取得システムのフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１に係る覆雲部除去前画像及び覆雲部除去後画像例である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る広域観測領域及び次観測領域例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、図を用いてこの発明の実施の形態１に係る衛星画像取得システム１０００について説明する。
図１に衛星システム１００及び衛星地上システム（以下、地上システムという）６００からなる衛星画像取得システムを示す。
地上システム６００は、光学センサ等の観測機器を搭載した衛星システム１００が取得した画像を処理する画像処理部２００、画像データを保存する画像アーカイブ部４００、画像アーカイブ部４００に保存される画像データを更新する画像アーカイブ更新部３００、次に観測する領域を決定する次観測領域決定部５００で構成される。
【００１０】
画像アーカイブ部４００には、衛星システムが取得した画像データと、衛星システム１００が画像を取得した観測日時のデータとが関連付けされて保存される。より詳しくは、事前に設定された広域観測領域を撮像対象として衛星システム１００が撮像した画像を構成する複数の画素の画素データと、その観測日時のデータとが関連付けされて保存される。
なお、観測日時は、衛星システム１００が指定された領域を撮像した時を示す撮像時情報の一例である。撮像時情報は、日時（日にちと時刻）に限られたものではなく、日にちだけでもよい。あるいは、基準となる基準時から開始したカウントのカウント値であってもよい。
【００１１】
図２に地上システム６００で実行する動作のフローチャートを示す。地上システム６００は、画像処理ステップ２１０、画像アーカイブ更新ステップ２２０、次観測領域決定ステップ２３０、観測指示生成ステップ２４０を実施することで衛星画像を取得していく。
【００１２】
まず、衛星システム１００は、地上システム６００から送信された観測指示に基づき、指示された領域を撮像する。撮像された画像（取得画像）のデータは衛星システム１００から地上システム６００に向けて送信される。この際、送信される取得画像のデータには衛星システム１００が撮像した時の観測日時のデータも添付される。
【００１３】
地上システム６００は、衛星システム１００から取得画像と観測日時のデータを受信する。
画像処理ステップ２１０では、画像処理部２００は、通常の画像処理に加え、覆雲部の抽出を行う。地表の定常観測のために光学センサにより取得された画像は、雲の影響で地表の情報を得られない場合がある。
そのため画像処理部２００において、画像から覆雲部が除去され、除去されずに残った領域の画像が画像アーカイブ部４００に更新登録される。
覆雲部の抽出は、画像の構成画素の輝度等を評価値として閾値を設けることで抽出が可能である。
なお、閾値を変更することで、覆雲部のうち、薄雲部のみ除去せず残すことも可能である。また、覆雲部に限らず、特定の評価結果に基づく画像の除去も可能である。図３に覆雲部除去前画像４１０及び覆雲部除去後画像例４２０を示す。
【００１４】
画像アーカイブ更新ステップ２２０では、画像アーカイブ更新部３００は、画像処理ステップ２１０により覆雲部を除去した画像を位置補正し、覆雲部を除去した部分の画像のみを画像アーカイブ部４００の画像に重ね、新規画像とする。
このように画像アーカイブ部４００は、覆雲部を除いた画像について、観測毎に更新される。詳しくは画像の画素単位で、輝度等を表す画素データが観測毎に更新される。
画像アーカイブ部４００の画像と覆雲部を除去した画像を重ね合わせる手法としては、相互相関法とアフィン変換を用いたテンプレートマッチングなどが公知の技術として利用可能である。
また、画像アーカイブ更新ステップ２２０では、通常の画素データの更新に加え、アーカイブされている画像の各画素の観測日時データの更新も行う。
【００１５】
次観測領域決定ステップ２３０では、次観測領域決定部５００は、画像アーカイブ部４００に保存された画像の各画素の日時情報（観測日時）から、雲の影響や衛星軌道の影響により更新が遅れている領域を優先的に観測するよう次観測領域を決定する。
次観測領域の決定は、広域観測領域の中で観測日時の古い領域が最も含まれるように評価関数を設定することで選ぶことができる。また、評価関数を変更することで、特定の地域を重点的に観測することや、薄雲がかかっている地域を優先的に観測することも可能である。
図４に広域観測領域２３１及び次観測領域２３２を示す。広域観測領域２３１のサイズをＡ×Ｂ、次観測領域のサイズをａ×ｂ、画像の各要素に保存された日時情報をｄijとする。また広域観測領域の重みをｗijとする。このとき、観測中心を（x、y）とすると、評価関数は次のように記述できる。広域観測領域の中で観測日時の古い領域が最も含まれるようにするためには下記評価関数が最小となるよう観測中心（x、y）を選ぶことができる。次観測領域決定ステップ２３０により、従来ではユーザが観測毎に実施していた観測領域の決定を、初めの広域観測領域２３１の決定のみとすることが出来る。
【００１６】
【数１】
2013257810.tif 000003
【００１７】
ｄijまた、画像の各要素に保存された日時情報を変数の一つとして持つ関数ｆを評価関数に用いることで、日時情報（観測日時）についても重みづけを行うことが出来る。
【００１８】
【数２】
2013257810.tif 000004
【００１９】
2013257810.tif 000005
【００２０】
【数３】
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【００２１】
観測指示生成ステップ２４０では、次観測領域決定ステップ２３０により選ばれた観測領域に対し、軌道・姿勢等の観測制約を考慮して観測する衛星の決定及び観測指示の生成を行う。
なお、本実施の形態は、光学センサを用いて観測されたデータに限らない。
また、実施の形態１では、衛星システム１００が撮像した画像とその観測日時のデータを地上システム６００に送信するようにしたが、衛星システム１００は撮像した画像を送信し、地上システム６００においてその画像を受信したときを観測日時として画像と観測日時とを関連付けして、後の処理を同様に処理するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１００ 衛星システム、２００ 画像処理部、２１０ 画像処理ステップ、２２０ 画像アーカイブ更新ステップ、２３０ 次観測領域決定ステップ、２４０ 観測指示生成部、３００ 画像評価部、４００ 画像アーカイブ部、５００ 次観測領域決定部、１０００ 衛星画像取得システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013257810.tif 000009
【図４】
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