ひまわり 8/9 号 フルディスク (FD) gridded data (緯度経度直交座標系精密幾何補正済データ) Version 02 (V20190123)公開について
樋⼝篤志・⽵中栄晶・豊嶋紘⼀：千葉⼤学環境リモートセンシング研究センター（Last update: 14 Dec 2022）
List of Contents
0. ひまわり 8 号，9 号観測期間
1. はじめに
2. Version up の概要
2.1. 精密幾何補正精度の向上
2.2. 4 km データの公開
3. データ格納仕様
3.1. 公開サーバおよびディレクトリー構成
3.2. データ種類の仕様，およびひまわり 8/9 号バンドとの対応関係
3.3. ファイル名ルール
3.3.1. EXT (0.005 Degree; 500m 相当)
3.3.2. VIS (0.01 Degree; 1km 相当)
3.3.3. SIR (0.02 Degree; 2km 相当)
3.3.4. TIR (0.02 Degree; 2km 相当)
3.3.5. 4KM (0.04 Degree; 4km 相当) [New!]3.4. カウント値から物理量への変換
3.4.1. カウント値から物理量（輝度温度）への変換 (TIR)
3.4.2. カウント値から反射率等への変換（EXT, VIS, SIR），経年劣化について [New!]3.4.3. センサ校正 (GSICS)活動
4. 本データの利⽤ (citation)について
4.1. リアルタイムデータの取り扱いについて謝辞

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0. ひまわり 8 号，9 号観測期間
ひまわり 8 号，9 号の観測期間は以下のとおりです．
- ひまわり 8 号：2015 年 7 ⽉ 7 ⽇ ‒ 2022 年 12 ⽉ 13 ⽇ 0450 UTC, 左観測期間中⼀部ひまわり 9 号への切り替え有- ひまわり 9 号：2018 年 2 ⽉ 13 ⽇ 0250UTC ‒ 2018 年 2 ⽉ 14 ⽇ 0710UTC, 2022 年 12⽉ 13 ⽇ 0450 UTC -.
# 観測期間については気象庁からの情報を再度確認してください．
1. はじめに「ひまわり 8/9 号」全球スキャンモード (FD) の gridded data を Version 02(V20190123) にアップデートしました．概要は以下の通りです．
2. Version up の概要
Version 02 (V20190123)では⽇射推定プロダクト AMATERASS の開発技術をフィードバックさせています．具体的には以下の通りです．
2.1. 精密幾何補正精度の向上
Version 01 (V20151105) と⽐較して，Version 02 では可視画像を利⽤した精密幾何補正の精度が⾼まっています．EXT 等の⾼空間分解能データで恩恵を得ることができます．⼀⽅，夜間の幾何補正精度は Version 01 と同じであり，SIR, TIR では Version 01 とVersion 02 はほぼ同じ補正精度ですので，これらの波⻑域のユーザは本アップデートに伴う過去データの再取得は原則不要です．
2.2. 4 km データの公開
⼀部ユーザからの a) 物理量変換済みのデータが欲しい，b) センサー⽅位⾓・天頂⾓，太陽⽅位⾓・天頂⾓等のジオメトリ情報が欲しい，の要望に対応し，4 km データ（詳細は 3.3.5. を参照）を公開しました．
3. データ格納仕様
3.1. 公開サーバおよびディレクトリー構成
Version 01 同様，ftp://hmwr829gr.cr.chiba-u.ac.jp/ による anonymous ftp で公開しています．anonymous [ゲストユーザ] でログイン後， gridded/FD/V20190123/ に移動すればデータ取得が可能です．ftp://hmwr829gr.cr.chiba-u.ac.jp/gridded/FD/V20190123/ に直接アクセスすることも可能です．以下の仕様でディレクトリが構成され，データが格納されています．
2

YYYYMM YYYY: 年 (4 桁)， MM: ⽉（２桁）． 2015 年 8 ⽉の場合，201508 となります．各 YYYYMM ディレクトリには以下のサブディレクトリが作成されています．
EXT VIS SIR TIR 4KM

各ディレクトリに収められたデータの仕様は 3.3 以降で説明します．
3.2. データ種類の仕様，およびひまわり 8/9 号バンドとの対応関係公開する gridded data はこれまでの静⽌気象衛星データとの関連性から，気象庁のバンド名とは異なるルールで作製・公開しています．ご注意下さい．CEReS gridded data とひまわり 8/9 号バンドとの関係を表 1 に，EXT, VIS, SIR, TIR 共通の gridded data に関する仕様を表２にそれぞれ⽰します．
表 1: CEReS gridded data とひまわり 8/9 号バンドの関係
CEReS gridded ひまわり 8/9 号バンド

Pixel x Line

空間解像度

EXT

24000 x 24000

0.005 degree (500 m 相当)

12000 x 12000

0.01 degree (1km 相当)

6000 x 6000

0.02 degree (2 km 相当)6000 x 6000

0.02 degree (2 km 相当)

VIS

SIR

TIR

01

Band 03 (0.64μm)

01Band 01 (0.47μm)

02Band 02 (0.51μm)

03Band 04 (0.86μm)

01Band 05 (1.6μm)

02Band 06 (2.3μm)

01Band 13 (10.4μm)

02Band 14 (11.2μm)

03Band 15 (12.4μm)

04Band 16 (13.3μm)

05Band 07 (3.9μm)

06Band 08 (6.2μm)

07Band 09 (6.9μm)

08Band 10 (7.3μm)

09Band 11 (8.6μm)

10Band 12 9.6μm)
表 2: EXT, VIS, SIR, TIR gridded data 共通仕様

緯度経度範囲東経 85 度 ‒ ⻄経 155 度 (85E ‒ 155W (205E)),
北緯 60 度 ‒ 南緯 60 度 (60N ‒ 60S)

格納データ仕様

ヘッダー無し 2 byte 符号無し整数 (unsigned short),
big endian data order のバイナリデータ3データ書き出し順
格納データ⻄ à東 (左 à 右)，北 à 南（上 à 下）に書き出し
気象庁より配信されたひまわりスタンダード(HS) データ内のカウント値そのもの．幾何補正で値が⼊っていないところには例外値として 65535 が⼊る点に注意が必要．

3.3. ファイル名ルール
各データのファイル名ルールは以下の通りです．ファイル名がメタデータとなっています．ファイル名で⽰される時刻は観測開始（スキャン開始）時刻となります．解析で⽤いる際には注意してください．基本ルールは以下の通りです．
YYYYMMDDHHMN.XXX.ZZ.fld.geoss.bz2
YYYY: 年 (4 桁)，MM: ⽉ (2 桁)，DD: ⽇ (2 桁)，HH: 時 (2 桁，UTC) ，MN: 分 (2桁, UTC)，XXX: 表１の CEReS gridded data 区分 (ext, vis, sir, tir が⼊る; 常に 3 ⽂字．
ディレクトリ名は⼤⽂字だが，ファイル表記では⼩⽂字となる点に注意が必要)，ZZ: 表１の CEReS gridded data バンド番号 (01, 02, 03, ...; 10 以下でも常に 2 ⽂字．例 1 à 01)
fld: ひまわり HS フルディスク (FD) データより作成，geoss: 特に意味はありません．
CEReS 静⽌気象衛星 gridded data 命名仕様上付けています．bz2: bzip2 仕様で圧縮されていることを⽰します．データを利⽤する際には bzip2 コマンドなど，bz2 ファイルを解凍する機能を持つコマンド，ソフトウェアで解凍する必要があります．
3.3.1. EXT (0.005 degree; 500 m 相当)
EXT (0.005 degree, 500 m 相当，1 バンド，Band 03) の仕様，ファイル名ルールは表 3の通りです．
表 3: EXT gridded data 仕様およびファイル名ルール
CEReS gridded

ひまわり 8/9 号バンド

Pixel x Line

空間解像度

EXT

Band 03 (0.64μm)

24000 x 24000

0.005 degree (500 m 相当)

01

ファイル名：YYYYMMDDHHMN.ext.01.fld.geoss.bz2 で以下の情報を意味します．
YYYY: 年(4 桁), MM: ⽉(2 桁), DD: ⽇(2 桁), HH: 時（2 桁，UTC）, MN: 分（2 桁，UTC），ext: CEReS grided data のバンド区分 (EXT)，01: CEReS gridded data のバン

ド番号(EXT は 1 バンドのみなので，01 のみ)，geoss: CEReS gridded data 命名仕様上
付記，bz2: bzip2 で圧縮されていることを⽰す．
注：EXT のみ精密幾何補正による位置修正結果に関する log ファイルである
YYYYMMDDHHMN.ext.(coff または loff).fld.txt.bz2 が存在します．通常は参照する必要はありません．

4

3.3.2. VIS (0.01 degree; 1 km 相当)
VIS (0.01 degree 1km 相当，3 バンド)の仕様，ファイル名ルールは表 4 の通りです．
表４：VIS gridded data 仕様およびファイル名ルール
CEReS gridded ひまわり 8/9 号バンド
VIS

01

Band 01 (0.47μm)

02Band 02 (0.51μm)

03Band 04 (0.86μm)

Pixel x Line

空間解像度

12000 x 12000

0.01 degree (1 km 相当)

ファイル名：YYYYMMDDHHMN.vis.ZZ.fld.geoss.bz2 で以下の情報を意味します．
YYYY: 年(4 桁), MM: ⽉(2 桁), DD: ⽇(2 桁), HH: 時（2 桁，UTC）, MN: 分（2 桁，UTC），vis: CEReS grided data のバンド区分 (VIS)，ZZ: CEReS gridded data のバンド

番号（VIS は 3 バンドなので，01, 02, 03 が⼊る），geoss: CEReS gridded data 命名仕様上付記，bz2: bzip2 で圧縮されていることを⽰す．
3.3.3. SIR (0.02 degree; 2 km 相当)
SIR (0.02 degree 2 km 相当，2 バンド)の仕様，ファイル名ルールは表 5 の通りです．
表 5: SIR gridded data 仕様およびファイル名ルール
CEReS gridded ひまわり 8/9 号バンド
SIR

01

Band 05 (1.6μm)

02Band 06 (2.3μm)

Pixel x Line

空間解像度

6000 x 6000

0.02 degree (2 km 相当)

ファイル名：YYYYMMDDHHMN.sir.ZZ.fld.geoss.bz2 で以下の情報を意味します．
YYYY: 年(4 桁), MM: ⽉(2 桁), DD: ⽇(2 桁), HH: 時（2 桁，UTC）, MN: 分（2 桁，UTC），sir: CEReS grided data のバンド区分 (SIR)，ZZ: CEReS gridded data のバンド

番号（SIR は 2 バンドなので，01, 02 が⼊る），geoss: CEReS gridded data 命名仕様上
付記，bz2: bzip2 で圧縮されていることを⽰す．
3.3.4. TIR (0.02 degree; 2 km 相当)
TIR (0.02 degree 2km 相当，10 バンド)の仕様，ファイル名ルールは表 6 の通りです．
表６：TIR gridded data 仕様およびファイル名ルール
CEReS gridded ひまわり 8/9 号バンド
TIR01

Band 13 (10.4μm)

02Band 14 (11.2μm)

Pixel x Line

空間解像度

6000 x 6000

0.02 degree (2km 相当)

503Band 15 (12.4μm)

04Band 16 (13.3μm)

05Band 07 (3.9μm)

06Band 08 (6.2μm)

07Band 09 (6.9μm)

08Band 10 (7.3μm)

09Band 11 (8.6μm)

10Band 12 9.6μm)

ファイル名：YYYYMMDDHHMN.tir.ZZ.fld.geoss.bz2 で以下の情報を意味します．
YYYY: 年(4 桁), MM: ⽉(2 桁), DD: ⽇(2 桁), HH: 時（2 桁，UTC）, MN: 分（2 桁，UTC），tir: CEReS grided data のバンド区分 (TIR)，ZZ: CEReS gridded data のバンド

番号（TIR は 10 バンドなので，01, 02‥, 09, 10 が⼊る），geoss: CEReS gridded data
命名仕様上付記，bz2: bzip2 で圧縮されていることを⽰す．
3.3.5. 4KM (0.04 degree; 4 km 相当) [New!]
Version 02 から提供される 4KM プロダクトは，ファイル数が多いことから⽇毎のサブディレクトリへ分かれます(ftp://hmwr829gr.cr.chiba-u.ac.jp/gridded/FD/V20190123/
YYYYMM/4KM/YYYYMMDD/)．提供されるデータセットおよびファイル名ルールは表7 の通りです．
表７：4KM プロダクト仕様およびファイル名ルール(a: 共通仕様)
Pixel x Line, 解像度
緯度経度範囲3000 x 3000, 0.04 degree (4km 相当)
東経 85 度 ‒ ⻄経 155 度 (85E ‒ 205E (155W)), 北緯 60 度 ‒南緯 60 度 (60N ‒ 60S) (他のデータセットと同じ)格納データ仕様

4 byte 浮動⼩数点(float), big endian data order バイナリデータ

データ書き出し順⻄ à東 (左 à 右)，北 à 南（上 à 下）に書き出し

格納データ

物理量に換算済み(b: EXT, VIS, SIR, TIR 物理量換算済みデータセットルール)
ファイル名例説明YYYYMMDDHHMN.xxx.ZZ.rad.fld.4km.bin.bz2 (xxx: ext,ext, vis, sir, tir 放射輝度

vis, sir, tir; ZZ: CEReS gridded data バンド番号)(単位YYYYMMDDHHMN.xxx.ZZ.rfc.fld.4km.bin.bz2 (xxx: ext,ext, vis, sir 分光反射率

6W m-2 sr-1 μm-1)

vis, sir; ZZ: CEReS gridded data バンド番号)(無次元)

YYYYMMDDHHMN.xxx.ZZ.rfy.fld.4km.bin.bz2 (xxx: ext,vis, sir; ZZ: CEReS gridded data バンド番号)
YYYYMMDDHHMN.tir.ZZ.tbb.fld.4km.bin.bz2 (ZZ:ext, vis, sir 分光反射率(%)
tir (のみ)輝度温度 (K)CEReS gridded data バンド番号)(c: ジオメトリ等データセットルール)
ファイル名例説明YYYYMMDDHHMN.sun.azm.fld.4km.bin.bz2

太陽⽅位⾓ (単位：度．真南が 0，時計回り)YYYYMMDDHHMN.sun.zth.fld.4km.bin.bz2

太陽天頂⾓ (単位：度)YYYYMMDDHHMN.sat.azm.fld.4km.bin.bz2

センサー⽅位⾓(単位：度．真南が 0，時計回り)

YYYYMMDDHHMN.sat.zth.fld.4km.bin.bz2

センサー天頂⾓（単位：度）YYYYMMDDHHMN.grd.time.mjd.hms.fld.4km.bin.bz2 観測時刻情報*1（0〜1 で正規化．12:00 UTC で 0.5）
YYYYMMDDHHMN.lat.fld.4km.bin.bz2

緯度情報（度．度以下の単位は⼩数点 [分，秒ではない]）

YYYYMMDDHHMN.lng.fld.4km.bin.bz2

経度情報（度．度以下の単位は⼩数点 [分，秒ではない]）

YYYYMMDDHHMN.cap.flg.fld.bin.bz2*2

雲フラグ（昼間，海洋のみで，1 以上が雲域と判別）*1: スキャン時間の計算は厳格には⾏ってません．各観測地点での厳格なスキャン時間を得たい場合は HS データからの取得が望ましいです．
*2: このファイルのみ 2byte 符号無し整数 (unsigned short), big endian byte order のバイ
ナリデータ
3.4. カウント値から物理量への変換
Version 02 より新規に提供された 4KM プロダクトを除くデータセットはカウント値から物理量への変換処理（参照テーブルを基に輝度温度，または分光反射率への換算）が必要となります．
3.4.1. カウント値から物理量（輝度温度，分光反射率）への変換 [New!]
サンプルプログラム群（Fortran90, C ⾔語，python コードおよび変換テーブル群）とし
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て，count2tbb_v103.tgz をご参照ください．同じファイルは
ftp://hmwr829gr.cr.chiba-u.ac.jp/gridded/FD/support/にも置いてあります．

count2tbb_v103.tgz ではひまわり 9 号の変換係数を追加しました．v103 以前のバージョンを利⽤されている⽅は，ひまわり 9 号データを扱う際には v103 をご利⽤ください．
[注意] EXT (24000 x 24000) データは 4byte 浮動⼩数点 (float) への直接の変換ができません．1 ファイル 2GB の壁に当たるため， 64bit OS (Linux x86_64, MacOS, Windows64bit 版)でもファイルを擬似的に 2 分割（北半球，南半球）した後で変換処理を⾏い，分割された物理量データを結合しています（サンプルプログラム中のシェルスクリプトを参照下さい）．加えて，32bit OS では 2GB を超えるファイルは作製できません．32bit OS
で EXT データを扱う際には，北半球・南半球にデータを分けそれぞれで解析を⾏う，等の⼯夫が必要です．
データの読み⽅について，以下の記載も参考になるかと思います（英語）．Version の違いは適宜読み替えてください．
http://quicklooks.cr.chiba-u.ac.jp/~himawari_movie/rd_gridded.html
海外のユーザによる Python によるサンプルプログラムも存在します．公式にはサポートしませんが，参考までにお知らせします．
https://github.com/zxdawn/Himawari-8-gridded
3.4.2. カウント値から反射率等への変換（EXT, VIS, SIR）経年劣化について [New!]
光学センサは⻑期観測に伴い感度劣化（経年劣化）が起こります．そのため，年々変動，⻑期トレンド解析を⾏う際には感度補正（校正情報補正）が必要となります．ひまわ
り 8 号 AHI に関し，ハワイ⼤学マノア校三浦知昭教授より Band 01 - 06 (CEReS gridded
dataset における EXT01, VIS01, 02, 03, SIR01, 02) に対する，2015 年（打ち上げ年）から 2019 年までの経年劣化補正済みの変換テーブルが提供されました．解析の⽬的に応じ，ご利⽤ください．Updated_LUTs_20200308_zip.zip (zip での圧縮．展開すると，説明⽂と校正テーブルのエクセルファイル，および各年の LUT が得られます)．
参考情報：ひまわり 8 号 AHI の感度補正のための構成情報更新について（https://www.data.jma.go.jp/mscweb/ja/oper/pdf/Update_of_Calibration_Information_20
20(jp).pdf，2020 年 7 ⽉ 6 ⽇参照）
3.4.3. センサ校正 (GSICS)活動
気象庁はひまわり 8/9 号 AHI に対し，可視・近⾚外，中間⾚外波⻑バンドに限らず，GSICS (Global Space-based Inter-Calibration System)の⼀環で校正作業をしています．より精確な物理量換算を⾏いたい場合には GSICS 校正情報が有効です．詳しくは気象庁気8象衛星センターが提供する“Himawari Calibration Portal（英⽂）” をご参照ください．
Himawari Calibration Portal:
https://www.data.jma.go.jp/mscweb/en/oper/calibration/calibration_portal.html(2020 年 9 ⽉ 1 ⽇参照)
4. 本データの利⽤ (citation)について
論⽂中では以下の２編の論⽂の引⽤をお願いします．
幾何補正アルゴリズム：Takenaka, H., T. Sakashita, A. Higuchi, T. Nakajima (2020):
Development of geolocation correction for geostationary satellite observation by phase onlycorrelation method using visible channel, Remote Sensing, 12 (15), 2472,
doi:10.3390/rs12152472.
幾何補正精度検証：Yamamoto, Y., K. Ichii, A. Higuchi, H. Takenaka (2020):
Geolocation accuracy assessment of Himawari-8/AHI imagery for application to terrestrial
monitoring, Remote Sensing, 12 (9), 1372, doi:10.3390/rs12091372.
また，謝辞には以下の⽂⾔を加えていいただければ幸いです．
“ひまわり 8/9 号 グリッドデータは千葉⼤学環境リモートセンシング研究センターで提供されたものを利⽤した”
本 gridded data の利⽤に関しては，オリジナルであるひまわり標準データ提供元の気象庁*に準拠します．営利⽬的の利⽤は原則として禁じます．ただし，⺠間企業による利⽤であっても，営利⽬的の前段階の研究開発の場合はこれを許容します．
*研究者向けデータ公開：http://www.data.jma.go.jp/mscweb/ja/info/resercher.html(2020 年 9 ⽉ 1 ⽇参照)
4.1. リアルタイムデータの取り扱いについて
オリジナルデータ提供元の気象庁より，リアルタイムデータ(気象庁の定義ではリアルタイムデータは観測後 24 時間以内) を制限無しで公開することが禁じられています．リア
ルタイムデータへのアクセスは IP アドレスで制御しています．リアルタイムデータへのアクセスを希望される際には，request4himawaridata _AT_ ceres.cr.chiba-u.ac.jp に，アクセスする IP アドレス（global IP）と利⽤⽬的（数⾏で結構です）を記載し送って下さい．なお，⼤学機関・研究所等の⼤⼝利⽤に関してはどなたかアクセスしうる IP アドレスの範囲を教えて頂けると⼤変助かります（⾮商⽤利⽤が分かれば良く，多数の IP アドレス
9列挙は効率が良くないため）．ユーザ登録によるアクセス制御に対応する予定は今後もありません．あらかじめご容赦下さい．
謝辞
本処理プログラムのアップデート，リアルタイム・過去分処理計算機群資源，公開サーバストレージ資源，⼈件費のサポートについては，4 ⼤学連携バーチャルラボラトリー，JST/CREST TEEDDA，千葉⼤学学⻑裁量の⽀援を受けました．また，富⼭⼤学濱⽥篤准教授には変換プログラムのバグの指摘，F90 での回避プログラム例の提⽰，python コードの提供を，ハワイ⼤学マノア校三浦知昭教授にはひまわり 8 号バンド 1-6 の校正係数アップデートを適応したルックアップテーブルファイルの作成，および提供を，千葉⼤ CEReS
市井研 Liu Zhiyan ⽒には，python コードの⾼速化をして頂きました．ここに記し，感謝の意を⽰します．

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