北極圏監視システムにおける海洋データセットの利用

平成26年6月9日
事業戦略室 海洋チ
海洋チームリーダー
ムリ ダ
山之口 勤
Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

背景
35年間の北極域海氷面積変動（1978.11-2014.04）

SMMR

SSM/I SSM/I SSM/I
F08

F10

F13

AMSR-E Wind AMSR2Sat

近年、北極海の海氷が縮小しており、2012年には衛星観測史上最小の北極海氷面積を記録
 温暖化・環境監視の観点と、産業利用（北極海航路・資源開発）の観点の両面から、北極海の監視が注目されている
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北極海統合監視システム構想
ﾃﾞｰﾀ中継衛星

北極海観測網

光学衛星
マイクロ波
放射計衛星

SAR衛星
海外SAR衛星

日本リモートセンシング
学会提案
通信衛星

ネット
ワーク

航空機観測

海氷・航路情報
砕氷船

船舶観測

北極海総合監視システム

拠点観測（日本主導で整備）北極海環境データ
気象ネットワーク
気象データ

・北極海気象・環境データ収集
北極海気象 環境デ タ収集
・衛星観測データの収集
・データ解析・分析、シミュレーション
・実利用情報提供（航路情報、海氷情報）
・環境監視用情報の提供
・パイプライン・港湾施設整備・管理用情報提供

海氷画像

北極評議会
（北極諸国８カ国）

海氷判読・
シミュレーション
アルゴリズム

資源採掘業者・海運業者等
資源開発機関研究者（国内研究機関、NASA、ロシア、他）
貢献が必要

ｵﾌﾞｻﾞｰﾊﾞ国

海氷の長期監視 速報 予測
海氷の長期監視、速報、予測

要望提出
©RSSJ
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ユーザ視点からみた衛星の用途
項目

北極海航路
利用

資源開発系
利用
その他

用途
内容
操船計画立案 海氷長期予報のための衛星観測データ
氷の南限地図1年氷、多年氷の識別
昨日の運行航路情報
航海計画・操船
航海計画
操船
短期 中期気象 海氷予報
短期・中期気象・海氷予報
視程・風浪・波浪情報
航行困難域の情報
非常時のSearch And Rescue情報
安全確保
資源開発
オイルリグへの氷漂着予報
ガスパイプライン監視：地盤変動等
インフラ整備
資源積み出しのための港湾インフラモニタ
オイルスピル監視
エシカルな開発
資源開発に伴う環境監視
MDA・安全保障 船舶監視、AIS利用等
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実施目的
北極圏における海洋データセットの試作と表示
 科学利用・産業利用の両方を念頭にしたデータセットを試作
 あわせて、それらの手軽な利用も考慮にいれたWebベースの表示システムも開発
 既存の各種衛星データも取り込み統合的なデータセット化 環境衛星のみならず、高分解能のSAR衛星も取り込み、表示
環境衛星のみならず 高分解能のSAR衛星も取り込み 表示可能とする
低分解能・高頻度・広域観測特性を持つ環境衛星観測データと、高分解能で、相対的に観測範囲の狭いSAR衛星を同じ表示系で統合表示することにより 双方の特性を生かした表示示系で統合表示することにより、双方の特性を生かした表示と判読が可能
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ユーザ視点での環境作り
RSのプロでないユーザにデータを使ってもらうには•観測頻度・範囲・分解能の異なるデータ•ワンストップ
ワン トップ•まとめて•重ねて重ねて•簡単に見られるような仕組みが必要！
北極圏における統合的な衛星データセット
北極圏における統合的な衛星デタセ ト
試作・表示システムの必要性
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海洋データセット公開システム（試作版）
準リアルタイムで利用可能な国内外の衛星データを収集・処理・統合表示
複数センサ、タイプ（ラスタ／ベクタ）のデータのオーバレイ表示可能：頻度向上
利用が容易なWebブラウザ上での表示機能として実装
PALSARとAMSR-Eの海氷密接度情報を表示する機能も実装
パラメタ

海面水温

海上風速

海面高度
降水量

センサ

作成データ
ベクタデータタ
ラスタデータ（GEOTIFF）
ラスタデタ（GEOTIFF） ベクタデ

AMSR2水温分布画像

等温線

MODIS(Aqua,Terra)

水温分布画像-Windsat

水温分布画像

-TMI

水温分布画像-

VIIRS

水温分布画像-JAMI(MTSAT2)

水温分布画像-AVHRR(Metop,NOAA)

水温分布画像-AMSR2

風速分布画像-ASCAT

風速分布画像風ベクトル

Windsat
JASON-2

風速分布画像海面高度画像MERGED

海面高度画像

GSMaP

降水分布画像

風ベクトル
等高線
海流-

作成領域

日本周辺
N20～N60
E120～E160

海洋データセットパラメータ一覧
海洋デタセットパラメ タ 覧
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海洋データセット公開システム（試作版）
Webブラウザ上における表示設定画面

©JAXA

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海洋データセット公開システム（試作版）
海面高度（ベクタ）＋MODIS海面水温分布＋AMSR2海面水温分布©JAXA
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海洋データセット公開システム（試作版）
表層流速（ベクタ）＋AMSR2海面水温分布

©JAXA

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合成開口レーダ（SAR)の北極圏への利用
合成開口レーダ（SAR）
マイクロ波放射計・光学広域観測衛星（環境衛星）との比較において、高空間分解能⇒海氷の微細構造が確認可能
環境衛星との統合データセット化により高時間・高空間分解能のデータセットが実現可能⇒船舶航行等に直接的な貢献が期待される⇒オイルスピル検出
船舶 視利用⇒船舶監視への利用
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SARの北極海への利用

©JAXA

©JAXA

2007年2月21日のMODIS画像（左）とPALSAR画像（右）雲を透過して観測できることの効果は明らか！
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PALSAR/ScanSARによる北極海データセット
北極域モザイク（ 2009冬期, WB1, Dsc ） 北極域モザイク（ 2010夏期, WB1, Asc ）

©JAXA
©JAXA

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衛星画像の補完性 -AMSR-EとPALSARPALSAR WB1(ScanSAR)AMSR-EAMSR-E

©JAXA
©JAXA

マップ
空間
空間分解能、観測頻度、観測範囲の大きく異なるセンサ
空間分解能
観測頻度 観測範囲の大きく異なるセンサ
観測幅
間隔
分解能
観測日：両方とも2011.2.20を統合的に表示する⇒ユーザ利便性向上、新たな用途のAMSR-E
1450km
1回/日 10km
掘り起こしに有効！
PALSAR-2 350/490km
14日100m
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北極海航路モニタリングのための解析例
 ロ シ ア 沿 岸 の 北 極 海 域 に お い て PALSAR
データを入力とした海氷密接度算出を実施
 AMSR-EとPALSARを用いた海氷密接度の検討を実施
 オホーツク海向けPALSAR海氷密接度算出
ツールの改修と適用、チューニング
対象海域
ロシア北極海沿海部
赤線：北極海航路

AMSR-E©JAXAPALSAR
RSP177

RSP211
RSP193
©JAXA

©JAXA
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ALOS-2の北極圏監視への利用
2014.5.24打ち上げ成功！
クリティカルフェーズ終了。
ALOS-2

ALOS/PALSARセンサからの主な変更点は以下赤枠
内 通り
内の通り：
©JAXA

高分解能化（10m⇒3m
高分解能化（103 x 1m）
1 ）ScanSAR観測範囲拡大（350km⇒490km）
全偏波観測（ポラリメトリ観測）の一般化⇒実験モードから格上げ
左右観測による緊急観測時の頻度向上
北半球の夏期に3回帰の観測が可能（基本観測計画）
北半球 夏期
回帰 観測 可能（ 本観測計画） …など
な
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今後の展開海氷アルゴリズム関連
技術面

・海氷分布アルゴリズム（センサ間複合利用）
海氷分布アルゴリズム（センサ間複合利用）
・海氷分布予測アルゴリズムへの利用可能性検討

データセット複合化・統合
デ タセット複合化 統合
・ALOS-2データの取り込み
・データセット統合の継続：ワンストップ化
デ タセット統合の継続：ワンストップ化

サービス面

RESTEC事業への取り込み•オホーツク海氷抽出精度向上への展開•データセットを通じた北極圏における衛星を活用した情報に関するビジネスの掘り起こし、事業化•省庁、独法等受託業務獲得
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