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年報（第８号）

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はじめに

千葉大学環境リモートセンシング研究センター(ＣＥＲｅＳ)が設立されて、平成１４年度は８年目になります。これに伴い設立以来3回目の自己点検・外部評価を実施致しました。今回の自己点検・外部評価では、法人化後の評価のあり方も視野に入れ、大学評価・学位授与機構の評価方式（分野別研究

評価・工学系）に基づき進めて参りました。その結果、全般にわたってこれまでの研究活動を多面的に評価して頂き大きな力を得ると同時に幾つかのご指摘に基づいてさらに改善・改革をしながら研究の推進を図っているところです。
ＣＥＲｅＳでは１０年の時限も目前に迫り、これまでの成果の上にさらに新たな飛躍・発展をすべ＜
CEReSの次期棡想を、基本構想・推進委員会において検討してきました。その要は、これまで指摘されてきた研究センターとしての一体的な成果の創出にあります。これは研究システムに関わる問題として認識しており．従来の分野制から領域制・プロジェクト制への移行による組織の見直しをまとめたところであります。新しい形では．研究活動をプロジェクト中心に行うことを計画しており、
CEReSとしての研究活動の方向性をより明確にし､個々の研究活動をその中に位置づけることによって、CEReS内研究活動の一体化を図ると同時に、共同研究に対する千葉大学はもとより、外部との関係をより相補的にして、その成果の向上を図ろうとするものであります。これは、研究センターとして意義ある存在とするための必要条件でもあります。基礎・応用の両面で従来の研究を継続・発展させながらも、一定の具体的成果を目標とした総合的なプロジェクトの形態を取ることが重要と考えております。

大学法人化の動きが本格化し、平成１６年度から実施の方向が決定的となってまいりました。しかし大学附置研究所・センター等が今後どのような形で運営されるか、全国的な枠組みにおいても殆ど分かっておりません。ＣＥＲｅＳでは．これまで全国共同利用研究機関の一つとして、全国の研究者との研究を稠極的に推進し、この分野におけるアクティピティの向上に努めて参りました。専門分野での共同研究はもとより、近年活発に展開されつつある大規模総合研究において、衛星データの解析やリモートセンシング情報を研究の一部として利用する場合、共同利用研究機能は極めて有効なものであります。特に異分野への応用など従来予想されない複合化・多様化した研究への適用では、新たな視点の創出や活力が期待され、有益かつ必要な機能であることは言を俟ちません。
CEReSでは環境をキーワードにリモートセンシングを応用した研究の推進において、さらに大学における研究の中核として共同研究を今後も出来る限り推進したいと考えております。

活動の自己点検の一環として例年年報をまとめており、平成１４年度の年報を例年と同様まとめました。CEReSにおける研究活動への率直なご批判．ご叱正を歎くと同時に、ご理解を戴ければと存じます。

千葉大学環境リモートセンシング研究センターセンター長高村民雄

目次

はじめに

[1］研究活動…－－二－－－－－二一一=－－－－－－－１
1.1．センサ/大気放射研究部門
１．２．地球環境情報解析研究部門
１．３データペーズ研究部門

１．４データベース開発運用部[2］共同利用研究一……._…….………………………_--..-.………………………….…….…………………….…..､1５
２１．プ□ジェクト研究
２２．一般研究[3]研究成果の公表．－－－－－－－－－=＿＿二一二…３８
３１．研究論文等

３２学会・研究会での発表[4]受賞．－－－－－=－－＿三一二－－=－－－．．５４[5]国際交流…＿一一=－－－－－－－－==－－－－＿５５
５．１．学術交流協定
５．２研究者の国際交流[6]教育活動．….….…….………….……………………………_.….….….…..…………………………………………….….….６１
６１．講義（大学院・学部）
６．２．学位授与（博士・修士）
０３．その他の活動
６．４．社会貢献[7]センターの行事．－－－－－－－－－－－－－=－－－－===－－－=－－….６９
７．１．センター主催のシンポジウム

７．２．センター主催の研究会（CEReS共同利用研究会）
７．３．センター談話会[8]主要研究設備…..………….….…....…..…..….…….………………………………….….…….….….…－－－=－－菫－８０[9]組鐡・運営一一==－－＿=＿…８５
９１．予算
9.2職員名簿

９３．運営協議会の記録

[1]研究活動

１．１．センサ/大気hR劇研究部門

この研究８８門では、現在の衛星データの精度を制限している最大の要因である｢大気補正｣を理論・観測に基づいて研究している。センサ研究分野（竹内・久世）では、観測目的に適した物理露を有効に導出できる高繍度地球観測センサの基礎および応用研究を行っている。また.大気放射研究分野(高村）では、放射理論と、雲や大気状態の観測データに基づく衛星データの大気補正手法の開発と、放射伝達の観点からの地球環境問題を扱っている。

1.1.1．多波長ライダーなど地上光学測器を用いた対流圏エアロソルの光学パラメータの導出法に関する研究（竹内延夫・久世宏明・矢吹正教・深川俊介）

対流圏エアロゾルは大気汚染や地球温暖化に大きく影響するが、その組成．形態は千差万別であり．
普遍的な測定法は未だ確立されていない。本論文ではエアロソルの光学的性質を決定するパラメータとしての粒径分布および複素屈折率を明らかにするための方法を提案し、その有用性を検証した。第１は多波長ライダーデータを用いて高度別の分布を得る新しい手法である。エアロゾル粒径分布を現

実的な範囲で変化させ、ミー散乱理論からルックアップテーブル（ＬＵＴ）を計算する。観測された波
長依存性を最もよく説明するLUTのデータをライダー方程式に基づいて探すことにより、高度別に光学的性貿を決めることができる。消散係数と後方散乱係数の比（Ｓ1パラメータ）は従来、一定値として扱われてきたが、その高度分布がこの方法により初めて導出が可能となった。これと合わせて．地
上でのその場測定に基づく３通りの手法を考案した。その第１は、光学的粒子計数装置(ＯＰＣ)、単一波長稠分型ネフェロメータ(1Ｎ)、粒子吸収計(ＰＳＡＰ)を組み合わせて矛盾の無い値を選択する方法、第２はOPCと３波長ｌＮを組み合わせて波長依存性から求める方法で、ともに光散乱を用いた計測器が複素屈折率の影響を受けやすいことを利用し、測定器間で測定値に矛盾が生じないように複素屈折率を決定する。第３はフィルター補集によって得られた化学的組成から粒径モデルと光散乱理論を用いて全エアロソルの複素屈折率を導出する方法である。これらを実際の観測に応用し、周囲の状況と良く合った解析結果を得た。今後、これらのアルゴリズムを信頼性の高いエアロソルの観測結果を得るために活用していく。

1.1.2．多チャンネル衛星画像の大気補正法とエアロソル情報抽出に関する研究（久世宏明・竹内延夫・木村徹・根間伸幸・古澤祐介）
可視・近赤外の人工衛星リモートセンシングにおいて、大気による散乱・吸収は大きな影響を与える。衛星データから地表面反射率を正確に導出するには、大気の関与する輝度成分を取り除いて補正する大気補正が欠かせない。大気補正は、大気からの散乱による光路輝度成分の除去と、鱗接する画

素からの反射成分による周辺効果の補正の2種類に大別される。６ｓなどの放射伝達コードでは、一様な地表面に対してこの双方を含んだ大気補正を扱うことができるが、陸と海の境界のようにアルペドの変化が激しい地表面ではそのままでは適用は難しい。一方、大気補正により正確な地表面情報が得られるとすれば．衛星データから正確な大気情報も得られることになる。可視・近赤外域の画像に対して海面のアルペドが小さいことを利用し、これまで海域でエアロソルの光学的厚さを導出する研究が進められてきたが、エアロソルモデルは典型的なものに固定されることが多かった。陸域においては、エアロソル光学特性の変動および地表面アルペドの変化がともに大きいことから精度のよい
大気補正自体が難しいと考えられてきたのが実情である。
本研究では、まず､Landsat-5/ＴＭ可視・近赤外バンドの多チャンネル画像に対して光路輝度成
１分を除去するとともに一様でない地表面アルペド分布とエアロソル消散係数プロファイルを考慮して周辺効果を補正できる大気補正アルゴリズムを適用した。その際、周辺効果の影響を考慮すべき範囲を画素毎に決定する手法を適用し、海岸線などアルペド値の変化が激しい領域でも6ｓコードによる計算に基づいて周辺効果が補正できることを示した。ここで、周辺効果の範囲をＮとすると、ＮＯＡＡ１４チャンネル1では、図のようになった。

３１

Ⅳ１５

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1997/12/0５

1998/１２/2８

1999/０４/1４

1999/07/2９

次に、放射伝達コード6ｓを用い、ＮＯＡＡ－１４/ＡＶＨＲＲ衛星データについてエアロソルモデルに対する地表面反射率と光学的厚さの関係を求め、地上観測データを援用して千葉地域のエアロソルモデ
ルの最適化を試みた。地上観測データとしては、サンフオトメーターによる光学的厚さ、および、千葉周辺の平均反射率を用いた。後者は、航空写真と地上検証による地表面分類と．小型ＣＣＤ分光放射計を用いた地表面反射率の測定から推定を行ったものである。これにもとづいて参照アルペド画像を作成し、陸域の大気補正画像の評価に用いた。この手法を用いれば、地表面反射率の季節変動を考慮したデータベースの作成により、季節別のエアロソルモデル最適化が可能になるものと期待される。

1.1.3．稠分球を用いた多波長ライダーデータの地上較正法とライダー重なり関数の研究（久世宏明・竹内延夫・深川俊介・松谷滋）

大気エアロソルは地球の大気環境に大きな影響を与える一方、その量や組成は時間的・空間的に激しく変動する。大気エアロゾルの特性、とくに光学特性を長期にわたり正確に把握することは、大気環境研究において重要な課題である。ミー散乱ライダーは観測地点から遠方までのエアロゾルの分布を－度に取得でき、かつ、その時間的な変動もモニタリングできる点でエアロゾル研究に対して有効な手段といえる。しかし、測定信号から消散係数を導出する際にパラメータの値を仮定することが必要で、これが解析結果に大きく影響することがこれまで問題となってきた。この研究では、地上実測による消散係数値を境界値として導入し、多波長ミー散乱ライダーの解析精度を向上する手法を提案

するとともに、それに必要な地上散乱係数の高精度計測装置の開発をめざしている。
散乱係数の正確な測定には全散乱光強度を評価することが望ましいが、既存のネフェロメータ等の，＝装置では散乱光を計測する角度範囲に制約があり．これが計測誤差の原因となる。ここでは積分球を採用することにより、ほぼ全立体角にわたって散乱光を検出できる。また、装置の光源としてライダー波長と同じ波長を用いることにより、ライダー波長での散乱係数を直接計測することが可能で、誤差要因となる波長変換が不要となる。設計・製作した装置について、散乱係数が既知の数種の気体を用いて特性評価を行い、レイリー散乱強度が気体の分極率から予想される結果とよく一致することが明らかとなった。

ミー散乱ライダーによる近距離でのエアロソルの観測においては、レーザービームと璽漬鏡の視野角との重なりの正確な評価が欠かせない。従来、この重なり関数Ｇ(Ｒ)はレーザービーム強度を一様とし、単純な幾何光学により見稲もられることが多かったが、本研究ではライダーの望遠鏡システムの詳細およびレーザービーム強度のガウス分布を考慮したＧ(Ｒ)の評価を行った。これにより、近距
離でのエアロソル消散係数をより精密に評価することが可能となった。評価にあたっては、望遠鐘が後方散乱光を受光するときに光学系によって生じる制限、およびレーザーピームの強度分布を考慮した。得られた結果を、環境リモートセンシング研究センターの多波長ライダー（共軸ニュートン型）
および可搬型ライダー(2軸、カセグレン型)によって得られた信号と比較し、良好な一致を確認する
ことができた。従来、ミー散乱ライダー観測は遠方の観測に重点がおかれ、地上付近の観測についてはあまり注意が払われなかった。しかし、多波長ライダーの較正においては、ライダー自体で地上付
近のエアロソル特性が評価できれば利点が大きい。
1.1.4．微量気体の高感度検出法に関する研究（竹内延夫・久世宏明・水野一魔・呉尚謙・由井四海）

地球規模・地域規模の環境計測の一環として、大気中の微鬮気体を高感度で簡便に測定するガスセンサを開発する意義は大きい。光ファイバーは光通信のみならず、センサの構成部品としても広く使用されているが、本研究ではエルビウムドープファイバーをレーザー媒寶としたファイバーリングレ
ーザーを構成し、高感度でコンパクトなガスセンサの開発を行った。通常高感度の検出には光路長を長くすることが用いられるが、本研究ではリングレーザーの構成でレーザー共振器内直接吸収分光法を採用し、１５Ｕｍ帯のアセチレンの吸収を利用した実験において、１００Pa以下の圧力で１８３ｍｍの極めて短いセルを用いて、単光路吸収実験の結果と比較して１０倍から８０倍にも及ぶ実効光路長の増大を確認した。ファイバーや半導体レーザーを用いたセンサはコンパクトでアライメントが不要であり、取り扱いが簡便である。そのほか、近赤外半導体レーザーによる吸収測定法においてファプリー
ペロ－共振器と波長変調法を組み合わせる手法による感度向上法や、フリンジノイズの低減法としてフォトダイオードアレイを用いる方法を提案し、それらの有効性を実証した。

11.5．ＧＭＳ-5による地表面Ｂ射量及びPARの推定（継続）（高村民雄・岡田格＊・中島孝*＊・井上豊志郎***）*科学振興事業団、＊*宇宙開発事業団地球観測利用解析研究センター、＊**気象研究所

ＧＭＳ－５による可視・赤外像から地表面Ｂ射霞及びＰＡＲの推定を継続中である。１９９６年分より開始し、年度内に２０００年までほぼ終了した。ＷＥＢによって公開しており希望する研究者への配布を行っている。また、地上観測との比較による誤差評価を推進している。また、昨年度末から開始した放射霞推定の全自動化と準リアルタイム処理は、基礎データである気象データの自動転送システム、
雲パラメータの推定アルゴリズムの組み込み等を終了した。しかし、その後GMS-5の不具合の発生

で、MTSATの実用化までシステム全体の稼働を待つ状況となっている。

３

1.1.6雲・エアロソルの放射特性に関する研究（高村民雄・岡田格＊・新井健一・辻岡直也・池田健士・鳥山智史・四分一芳文・鷹野敏明率謹・熊谷博…）

率科学振興事業団、…千葉大学大学院自然科学研究料．蝋率傘(独)通信総合研究所
タイ中国、モンゴル及び国内南西諸島に、千葉大学環境リモートセンシング研究センター、東京

大学気候システム研究センター等が協力して設置・運営しているSKYNET観測網のデータを利用して、雲・エアロソルが日射・放射と相互作用し、気候に与える影響を評価することを試みている。雲とエ
アロソルのそれぞれに対して．その光学的特徴のまとめ、放射強制量の見積もりなどを行っている。

エアロソルに対しては、sky/sunphotometerで観測された量に対して、放射量との比較を通して
放射影響評価を行っている。特に、地域的特徴、季節的特徴の検出を目指しており、光学的性質、特に単散乱アルベドや屈折率の違いなどを明確にすることを目指している。２００２年８月に発生したモンゴルの山火事の際、Mandalgobiで観測されたデータの解析をすすめ、Biomassburningらしい特徴を把握することが出来た。

雲観測では、雲水量の正確な評価とＢ射量との関係から雲粒の平均粒径を求めるアルゴリズムをほぼ完成させることが出来、得られた結果は妥当な値を示している。雲の生成過程では、その鉛直分布が重要であり、千葉大学自然科学研究科、通信総合研究所と協力して雲の鉛直構造を明らかにするた

めのFM-CWレーダの開発を推進している。予備観測では、従来型（パルスタイプ）のものと比較してほぼ同等程度の能力を示すことが明らかになった。これは低電力、ローコストで維持できる特徴があり、コミュニティーから大きな期待が寄せられている。

1.1.7．SKYNET地上検証観測網の整備と連続観測（高村民雄・岡田格＊・中島映至稗）*科学振興事業団、＊*東京大学気候システム研究センター

温暖化による全球の気候システムの変調が、雲・エアロソルと放射の相互作用を通してどのように関わっているのか、衛星観測とその検証としての地上観測によって明らかにすることを目的に、千葉大学環境リモートセンシング研究センター．東京大学気候システム研究センター等が協力して、東アジアに強力な観測網を展開している。これらの観測網は、現地の研究者とタイアップして進められて

おり、多様な機材のあるスーパーサイト（タイ、中国の－部、国内サイトなど）では、自動観測、自動転送システムで稼働中である。しかし測定器自体の維持管理は定期的に行う必要があり、比較検定

及び準器の検定を定期的に行っている。Sun-photometer系の検定は．ハワイ・マウナロアにある
ＮＯＡＡの観測所を利用して行いその精度維持を図っている。それぞれの観測サイトから得られるデータは、千葉大学環境リモートセンシング研究センター内のサーバーに集約され、再び関係者に配布されるシステムとなっている。一部は公開されており、必要に応じて利用が可能な状況である。
1.2.地球環境情報解析研究部門

１．２１．波浪の発達及び海表面境界過程の研究（杉森康宏・鈴木直弥・諏訪純・荒井智行）

地球温暖化に影響を及ぼす炭酸ガスの海洋への吸収等を解明するために、海洋の炭酸ガス収支に直接関係すると考えられる海洋波浪、波浪の発達過程、特に砕波過程、海上風と海面粗度の関係など海面境界過程の解析研究を行うことがとても重要な課題である。本研究では相模湾における海上観測塔（防災科学技術研究所・平塚観測塔）とこれに係留したウエープライダプイによる波浪、アナログ風向風速計による海上風の連続観測を実施し、現場計測データの解析を通して波浪の発達過程、海上風４と海面粗度の関係などの問題の解明を試みた。

１２２．衛星マイクロ波センサー(SSMLSCAT）データの解析（杉森康宏・鈴木直弥・大澤高浩・諏訪純）

海面での炭酸ガス収支の見積を行うためのデータとして海上風の推定は不可欠である。そこで人工衛星マイクロ波散乱計による観測データ(ＥＥＲＳ－１／ＳＣＡＴ)および．衛星マイクロ波放射計データ(DMSP/SSM1）から得られる海上風速場と気象庁プイロボットによる海上風速、風向値との比較を行い衛星観測データの実用性．観測精度について検討を行った。
12.3．北太平洋における大気一海洋間炭酸ガス収支の研究（杉森康宏・大澤高浩・塙敬子）

グローバルな領域における炭酸ガス収支の見稠のために、ＤＭＳＰ/ＳＳＭＬＥＥＲＳ/ＳＣＡＴ、

ＮＯＡＡ/ＡＶＨＲＲ、等の衛星観測データから求めた風速、海表面水温の値を用い、既存の炭酸ガス収支モデル（Liss．Ｓlate｢：1974）から推定を行った。この結果を基に海面のバプリング、白波の面稠比を考慮した炭酸ガス収支モデルについて検討を行った。特に砕波を考慮したモデルから推定した
結果は、放射Ｃ１４の結果と最も一致している事が分かった。
12.4．内湾のエコーダイナミックスの研究（杉森康宏・浅沼市男・李星愛）

地球環境問題に加えて沿岸海域では湿地帯や干潟の消滅と環境破壊の関係が注目されている。特に東京湾や大阪湾などのような半閉鎖的性内湾での富栄養化に伴う水質汚染は現在緊急に解決しなければならない課題の一つである。そこで、本研究は、大きく２課題に分かれ、（１）人工衛星ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲの水温分布とSEAＳＴＡＲ/SeaWifsの海色リモートセンシングによる海洋表層の植物プラン
クトン分布を内湾について解析する。(2)流体一生態系モデルを用いて博多湾に於ける夏期の水貿予測計算を行い上記人工衛星資料と１０年間の現場調査データをもとにモデルの評価及びモデル結果から推測される問題点について比較考察を行う、の２課題になる。今年は、東京湾のＮＯＡＡ/ＡＶＨＲＲの水温分布の各月平均の1年間分とSeaWifsの同時期の－部のデータの解析を行なった。

1.2.5．海色リモートセンシングによる植物プランクトン分布の解析（杉森康宏・浅沼市男・大澤高浩・塙敬子）

海色リモートセンシングは、海洋表層のク□ロフイル畷（植物プランクトン霞）を測定する。現在、解析可能な海色リモートセンシング資料は、ＡＤＥＯＳ/ＯＣＴＳＳＥＡＳＴＡＲ/SeaWifsの2種類の資料である。この資消は、基本的に海洋の水産資源の基となる基畷牛産電の把握のみならず、地球規模の海洋におけるＣＯ２ガスの消費の要因となり、且つ内湾・内海の富栄養化による沿岸汚染の指標になる。

合年度は、SeaWifsのレベル3の資料を解析し、日本近海の基礎生産量の抽出(３０シーン)を行なった。
１２６．学外共同研究（センター担当者：杉森康宏・田中佐・浅沼市男）

1）研究題目：北太平洋亜寒帯循環と気象変動に関する国際共同研究（亜寒帯域における大気・海洋炭酸ガス収支の観測）
学外機関：高山和夫・社団法人漁船協会（水産庁委託）
５2）研究題目：ＡＶＨＲＲデータによるアジア域における地表面被覆分布図の作成
学外機関：高木幹夫・東京理科大（科学技術振興事業団委託）
３）研究題目：人工衛星ＭＯＤｌＳのアルゴリズム開発研究
学外機関：田中佐・宇宙開発事業団

12.7．小型無人へリコプターを用いた衛星データ検証のための観測手法の開発（本多嘉明・梶原康司）

平成１１年度より、小型無人ヘリコプターを用いた二方向性反射特性（BRF）の計測手法を開発してきたが、本年度はＡＤＥＯＳ－ｌｌＧＬＬＴＥＲＲＡＭＯＤｌＳ等の中程度解像度衛星データ検証用データ計
測の手法開発を行った。

中程度解像度（２５０ｍ～500ｍ）衛星センサで取得されるデータの検証データ収集では、解像度に対応する面稠の平均スペクトルデータを短時間のうちに取得することが必要である。本研究では、地上３０ｍ～５０ｍの高度で小型無人へリコプターを飛行させ、搭載し放射計およびイメージングスペク
トロメータを用いて400ｍ四方の平均スペクトルを短時間で計測する手法を開発した。実際にオーストラリアのHay，ＡｌｉｃｅＳｐ｢ingsの牧草地において本手法を適用し、平均スペクトルを短時間の内に取得することに成功した。

１２８多角温度観測による植物の水ストレス検出のための基礎研究（本多嘉明・梶原康司）

植物が水ストレスを受けて蒸散を抑制した結果、葉の表面度が上昇する現象を人工衛星から検知する手法を開発するために放射温度計を用いてこの現象が検知可能であるかの基礎実験を行うための計測手法開発を検討した。観測実験は植被率２０％程度の草地のひろがるモンゴル草原、および植被率30％程度のオーストラリアの牧草地で行った。

モンゴル草原では、クレーン車のアーム先端に取り付けた観測角可変雲台に放射計受光部をとりつけ、地上からの制御で短時間のうちに多センサ角（±60°を5.ステップで計測）観測を行った。また、オーストラリアの実験では、観測センサ角は固定し、短時間で異なる方位角（前方位360゜を約

30.ステップ）の温度計測を、小型無人ヘリコプターを用いて行った゜計測の結果、植物表面温度の観測方向による明らかな変動を認めることができた。
1.29．多角ステレオ画像による植物３次元構造計測手法の開発（本多嘉明・梶原康司）

これまで、植物の３次元構造を計測する手法として、ステレオ画像を用いた手法およびロボットアームに搭載した３Ｄスキャナを用いた手法の開発を行ってきた。しかしながら、前者は容易に計測が可能である反面、精度の点で問題があり、後者は高精度の計測が可能である反面、計測時間が長く、装置も大掛かりになってしまうという欠点があった。

そこで、水平ステレオ画像取得のできるカメラのセットを3セット円弧状に配置した多角ステレオ

画像取得装置を用いて、異なる角度からの複数のステレオ画像ペアを取得することで、計測の容易さと精度向上を実現する観測手法を開発した。

１２１０光エネルギー積算霞の違いが、耕作放棄後の草本群落の種類、組成、種別の量的構成と繁殖能力に及ぼす影響（三輪卓司・大賀亘彦率、＊：千葉大学理学部生物学科）
６

耕作放棄農地を耕し、４段階の透過率の異なるネットを懸けたトンネル中の土壌を丹念に植物の根等を除去後、調査区画を縄張りした。トンネルの中央部に光強度検出用のセンサを取り付け．太陽電池を電源とするデータロガーで、連続的に30分に1度光強度を記録した。また、並行して温度も記録した。これらのデータは約１月に1度回収した。更に、約１月に1度成長している植物の観察．記録を実施した。以上の調査は、－昨年度開始したが、昨年度は植物調査を担当する大賀の体調不良のため調査を中断せざるを得無かった。今年度は、ネットの補修を除き－昨年度、昨年度と全く同じ状況で引き続き調査を継続した。特に大賀の在職最終年度のため、これまでの調査の仕上げを意図して実行した。植物の調査結果の取り綱めは、大賀が担当し、現在未だ途中であり適当な機会に公表する予定である。もし間に合えば環境リモートセンシング研究センターシンポジウム（２００３１２１６－１７）
で大賞より報告したいと考えている。

*注：これは、２．［共同利用研究］中の22.1.の記述と同一。
１２．１t重ね合わせた常緑広葉樹葉の反射スペクトルの光照射角による変化（三輪卓司・池田卓）

これまで樹木葉の反射・透過スペクトルの照射角、観測角による変化を測定する装霞を試作し、樹木葉の反射・透過スペクトルの照射角、観測角による変化を系統的に調べて来た。これまでの測定は、採取葉１枚の変化を測定して来た。葉面を鉛直方向から照射した場合、反射・透過スペクトルが．葉の重ね合わせ枚数、重ね合わせ方等で変化する事を確認して居るので、今回は、樹木葉の反射・透過
スペクトルの照射角、観測角による変化が、葉の重ね合わせ枚数で如何に変わるか詳細に調べた。冬季に測定を開始したので、常緑広葉樹葉から測定を開始し、Ｂ本リモートセンシング学会第３２回学術講演会で成果を報告した。引き続き落葉広葉樹葉に対しても同様な測定を実施する予定であったが、建物の大規模改修と移転のために全く目標を果たさず現在に至って居る。目的を果たす測定を実施したいと考えては居るが、来年度が三輪の在職最終年度のため、実行は困難と予想される。
12.12定期的に撮影したディジタルカメラ像の色彩学的解析による水田収種鬮予測に関する研究（三輪卓司＊・池田卓＊・岩垣功*＊・浅井辰夫**）＊：千葉大学環境リモートセンシング研究センター*＊：静岡大学農学邪附属地域フィールド科学教育
研究センター

近年急速に性能が向上しているディジタルカメラ像のグランドトウルースヘの応用を試みる事を目的として、瀞岡大学農学部附属地域フィールド科学教育研究センターとの共同利用研究を開始した。
１０アール単位に区切られた水田で、稲（品種：ひとめほれ）を、無肥料、有機肥料のみ、無農薬、農薬の散布法等を変えて翻々な育成を行った。これらの水田を約500ｍ躍れた高台の定点から定期的に同一カメラで．同一撮影条件で撮影した。撮影は、晴、薄曇りで、見通しの良いＢに実施した。撮影時には、定位圏に白板を配圏して写し込んだ。５種の対象水田像から代表的な５点を目視的に選択し、それらの位圃のデータの解析に際し、先ず白根を基準とするデータに変換し、田植え後の経時Ｂ数等による変化を詳細に調べた。赤色成分データが育成法により有意の変化を示し、宵成分データが、田に水が張られている事により顕著な変化を示す事を確認した。今年度のは開始年度で．可能性の検討に重点を園いたので、農学的データとの相関関係の検討、色彩学的解析等は十分には行って居ない。
これらの検討は、来年度に詳細に実施する予定である。

＊：これは、２．［共同利用研究］中の２２２．の記述と同一。

７

1.213．アジアの土地被覆モニタリングに関する研究（建石隆太郎・朱林・レンチン･ツォルモン・折下洋介）

アジア各地域における土地被覆、植生モニタリングの研究を行った。全球、大陸規模での土地被覆
モニタリングを行うことを目的としたグランドトルース・データベースをアジア地域において作成した。中国東北部を対象地域としてSPOT/VEGETATlONデータを用いた土地被覆分類の可能性を調べる研究を行った。また、森林バイオマスの推定を目的として、ＮＤＶｌから推定する方法の開発およびJERS-1の後方散乱係数とバイオマスの関係について研究を行った。
1.2.14．時系列ＡＶＨＲＲデータによる植生変動解析に関する研究（建石隆太郎・早川貴之・平山正和）

土地被覆が安定した地域における時系列ＡＶＨＲＲＮＤＶ|データを分析することにより、ＡＶＨＲＲ
ＮＤＶｌデータの土地被覆以外の要因による変動傾向を調査する研究を行った。山火事、農地拡大など土地被覆が変化した地域における時系列AVHRRNDVlデータを分析することにより、土地被覆変化と衛星データとの関連を調査する研究を行った。
1.2.15．グローバル土地分類のための標準分類システムに関する研究（建石隆太郎・佐藤浩・朱林）

全球、大陸規模での土地被覆分類を目的とした標準分類システムを作成する研究を行った。

ＦＡＯ/UNEPで開発したLandCove「ClassificationSystem（LＣＣＳ)に基づいて、GlobalLand

Cover2000（GLC2000)プロジェクトのgloballegendを修正した、新しい土地被覆標準分類システ
ムを作成した。その特徴は、globalからlocalまで適応可能な階層構造をしていること、ＦＡＯＳＴＡＴに基づく農作物名を土地被覆名として含んでいることである。

12.16光学センサデータおよびＳＡＲデータによる環境モニタリングに関する研究（建石隆太郎、ヨサファットレンチン・ツオルモン、ホサム・アルビルピシ）

ＪＥＲＳ－１ＳＡＲデータを用いた乾燥・半乾燥地における裸地の表層のタイプと厚さの推定の研究を行った。また、ＪＥＲＳ－１ＳＡＲデータを用いて熱帯地域における蓄積炭素層の厚さを推定する研究を行った。また、衛星データとGPSデータ送信装置を用いて熱帯林地域における希少動物の生息地域のモ
ニタリングの研究を行った。

1.3.データベース研究部門

13.1．航空機ピデオモザイク画像と衛星マイクロ波による海氷密接度の比較研究（西尾文彦・直木和弘・武藤淳公）

航空機の自動画像モザイク法による画像処理によって、海氷ビデオ画像をモザイク（画像接合）する手法の確立と密接度を求めるアルゴリズムの開発を行った。オホーツク海の海氷を航空機で撮影したビデオ画像で自動的にモザイクし、衛星マイクロ波放射計による海氷密接度の比較を行い、ほぼ一致した結果を得た。さらに熱赤外、マイクロ波センサーのデータを重ねあわせることによって海氷パ

ラメーターの情報を得ることができ、リモートセンシング分野への基礎データとして役立つ。

1.32自動ピデオモザイク画像による雪氷コア研究（継続）（西尾文彦・直木和弘・武藤淳公）

自動画像モザイク法による画像処理によって、雪氷コア断面のビデオ画像をモザイク（画像接合）
８－する手法の確立を行った。モザイク画像の雪氷研究への応用を考えている。熱赤外、マイクロ波センサーのデータを重ねあわせることによってさまざまな情報を得ることができ、リモートセンシング分
野への基礎データとして役立つ。雪氷コアにおいては長い１本のコアを1枚の画像として見ることができ、ＥＣＭデータや化学成分澱度、気泡分布、氷の結晶構造との対応などを検討するうえで有効である。、Ｎ値と物理霞との対応、屑位の記述など多くの応用が考えられる。

１３．３.Ｘ線ＣＴスキャナーによる雪氷コア年代決定および湖底堆積層・地層や考古学への応用研究（平成１４年度「研究に関する重点事業」助成による）（西尾文彦・戸山陽子・直木和弘・武藤淳公）

南極やグリーンランド氷床で採取した多点の雪氷コアを新しい年代決定手法であるＸ線ＣＴスキャ
ナーで行い過去、数百年程度の地球気候・環境変動の復元を行った。

方法：医療診断用に開発された、Ｘ線ＣＴスキャナーを用いて、雪氷コアの雪氷の密度、粒径、層位、組成の年々の変動を検知して年代決定を簡便に且つ迅速に行うことができた。他の手法で決定された年代と比較して年代決定精度を検証した

本研究では、Ｘ線ＣＴスキャナを用いて南極Ｈ72地点で採取された深さ１７９ｍから１６２３ｍまでの雪氷コアの密度を計測した。作成した密度プロファイルは、分解能が深さ方向に約０５６ｍｍ/pixelから０．９４ｍｍ/pixelであり、これまで行われてきた密度に関する研究と比べて、高い分解能である。作成した密度プロファイルの特徴は、密度プロファイルの周期的な高低の波とあわせると、気温の低い時期に形成される層は密度が高くなり、気温の高い時期の層は密度が低くなる。Ｘ線ＣＴスキャナを使ってコアの密度変動からの年代決定の精度を上げるため、コアの端部も含めて全層で連続した密度プ□ファイルを作成することや、分解能の向上と、改善の余地がある。
今後はさらに、可能な限り深いコアの解析、そして南極内陸部の表面質量収支が少なく、年代決定が困難な場所のコアに対する有効性の検証も行うことが望まれる。さらに、Ｘ線ＣＴスキャナにより３次元密度分布と、コアの３次元画像を作成する事も可能で、これらも比較的容易に行える。これまで

は密度分布は２次元に限られており、３次元画像による積雪の内部構造の観察は未だ例が少ない。３次
元画像化と年代決定の可能性も含め、今後のＣＴスキャナによる雪氷コアの解析の発展が期待される。

このように、雪氷コアの年代決定の酸素同位体や化学成分の季節変動の分析に比べ、高分解能・高精度および迅速さを達成できる。
その他：雪氷コアのＸ線ＣＴスキャナーによる年代決定手法は、湖底堆積層・地層および考古学への応用研究へと展開する可能性ある。

1.34．多入射角ＳＡＲデータによる釧路湿原のバイオマス推定への適用研究（継続）（西尾文彦・中村和樹・若林裕之）

湿原生態系は、気候変動および周辺環境の変化に大変敏感であり損傷を受けやすく、その環境の保全、管理、修復が必要とされている。一方、環境指標としても注目されており、継続的な湿原のモニ
タリングが重要であると考えられる。とくにバイオマスの観測は、湿原生態系の変動とエネルギー収支の正確な把握に大変重要である。そこで本研究では、入射角を可変できるＲＡＤＡＲＳＡＴデータを湿原観測に適用し、劃11路湿原においてＳＡＲと同期して実施したトルースデータ取得結果と比較した結果を示し、入射角の変化によるバイオマスとＳＡＲの後方散乱係数の対応を調べるとともに、バイオマスと後方散乱係数の関係について単純な後方散乱モデルにより説明した。研究成果はリモートセンシン
グ学会誌に掲載された。

９

ｔ3.5．多入射角ＳＡＲデータによるサロマ湖氷のラフネス氷厚の推定（継続）（西尾文彦・中村和樹・若林裕之）

オホーツク海は海氷が発生する北半球の最南端に位置し、－年氷のみが存在する海域で、海氷発生の変動は地球温暖化の影響を顕著に受ける｡海氷面頑や海水厚の変化を継続的に観測することは､年々生成される海氷の生成霞および海氷の質量収支と大気との熱収支を知る上で大変重要である。そのた

めＳＡＲを利用した観測手法の研究およびモニタリングのためのアルゴリズム開発を行っている。北海道周辺の比較的薄い一年氷の海氷である北海道サロマ湖およびその周辺海域において、１９９３年から継続して衛星観測に同期するトルースデータを取得してきた。

一年氷からのSARのセンサ方向への散乱波（後方散乱）は、海氷の表面の塩分濃度が高いと海氷表面からの散乱が支函的と考えられている。その後方散乱は海氷表面の粗度（ラフネス）およびその誘電率に支配されることになる。海氷表面付近の誘電率は塩分濃度の影轡を受けて変化する。一般的には海氷の成長に伴い塩分溜度が低下する傾向があるので、誘電率の変化を計測できれば、間接的に海氷厚を計測できる。ＲＡＤＡＲSATは入射角可変でデータ取得が可能であり、観測対象物の後方散乱の入射角特性を取得できることが特徴である。１９９８年では入射角30度、３２度、４４度の観測で氷厚の増加に伴う後方散乱の減少が確認された。しかし、氷からの後方散乱に寄与するものとして、誘電率
以外に氷のラフネスがあり、ＳＡＲデータから氷厚を高精度推定する際にラフネスの大きさを同時に推定することが不可欠である。現在、ラフネスによって後方散乱の入射角特性が変化することを利用して、後方散乱の入射角特性からラフネスを推定し､さらに氷厚を推定するという手法を開発中である。
この成果はリモートセンシング学会誌に投稿中である。
1.3.6．衛星措蛾マイク□波放射計による結氷期の薄氷域の検出手法の開発（継続）（西尾文彦・中山雅茂・長幸平・直木和弘）

薄氷域における既存の海氷密接度推定アルゴリズムの推定誤差要因に関する検討はこれまで十分に行われてこなかった。大きな理由は、実際の海氷面綱比率の影響と海氷の成長過程の影響を区別することが難しいことにあった。この問題を解決するには、衛星搭載マイクロ波放射計の観測瞬時視野全域がある成長過程の薄氷で均一に掴われている海氷域の抽出を行い、まず薄氷の成長段階が海氷密接度推定精度に与える影欝を明らかにする必要がある。衛星搭載マイクロ波放射計より地表面分解能の高い光学センサ画像を利用することで、均一な薄氷で覆われた海水密接度１００％域の抽出を行った。

次に、その抽出領域で、各既存アルゴリズムの推定精度の評価を行い、既存アルゴリズムの問題点および薄氷の輝度温度特性を明らかにした。本論文ではこれらの結果を利用することで、薄氷域の自動検出手法．ならびに気候モデルの高精度化に必要な薄氷の氷厚推定手法を開発した。これは東海大学
情報技術センターとの共同研究（研究代表者：長幸平）の－記として実施された。
1.37．南極多点浅層コア解析一目的および最近の成果一（継続）（西尾文彦・直木和弘・武藤淳公・戸山陽子・亀田貴雄・本山秀明）
１９９７年から２００２年にかけて、Ｂ本南極地域観測隊は東ドゥローニングモードランドの４地点（Ｈ７２.ＭＤ３６４・ＤＦＳ・ＹＭ８５）において、浅層雪氷コア（50～１００ｍ深）を採取した。本稿では、これらのコアの採取目的、掘削地点の特徴、最近の浅層コア解析の成果を紹介する。紹介した成果は、１）Ｈ７２コアの年代決定法およびその誤差、２）過去１６４年間におけるＨ７２地点における表面
質霞収支の経年変動、３）化学主成分分析から明らかになったＨ７２における堆稠環境の変遷、などである。さらに今後の浅層コア解析の展望について述べた。研究代表者として南極観測隊長として現地に出かけると同時に．成果をまとめ国際学会、論文として継続して発表を行っている。
－１０－1.3.8．アジアフラックスネットワークの確立による東アジアモンスーン生態系の炭素固定露把握一湿原の温室効果ガスフラックス、エネルギー収支の観測一（西尾文彦・桧物聖・宮田明）

東アジアモンスーン生態系におけるフラックス観測をネットワーク化し、長期にわたってデータを確保するとともに、安定同位体比測定、モデル研究などと組みあわせて東アジアモンスーン生態系の炭素固定量を把握するために、釧路湿原におけるサイトで観測を開始し、以下の基礎的な検証研究を行った。１釧路湿原西部、赤沼の約１００ｍ南西において観測している微気象データを用いて、地表面における熱収支の特徴とその要因の研究。２釧路湿原における水収支の季節変化とその特徴。
3釧路湿原のメタンガスフラックスの観測を継続している。

1.3.9中国河北平原の小麦・トウモロコシ畑作地域におけるフラックスの動態（継続）（近藤昭彦・沈彦俊・唐常源・佐倉保夫・陳建耀）

中国河北平原の北緯38度に位置する中国科学院禦城農業生態系統試験姑においてフラックスおよび関連する水文素過程の観測を行った。観測は冬小麦と夏のコーンの広大な圃場で行われている。
1998年から継続的に行われている観測の中から蒸発散鬮のＢ変化と季節変化灌潔の影響、蒸発散

鬮と群落コンダクタンスの関係、気孔抵抗のＢ変化と季節変化、
気孔抵抗と土壌水分の関係、分光反射率と植生指標の関係、について検討し、その成果は平成１２～
１４年度科学研究費補助金（基盤研究(B)(2)）研究成果報告書「半乾燥地域の蒸発散特性とリモートセンシングによる広域化に関する研究」として纏め、－部を学術論文として公表した。
13.10．中国華北平原における水循環・食糧生産・人間活動の関連性に関する研究（新規）（近藤昭彦・金子紫延・唐常源・佐倉保夫）

中国華北平原、特に黄河北側の平原における水問題は食糧生産との関わりにおいて多くの議論を惹起してきた。河北省経済年鑑に記戯されている統計情報によると、一見平らな平原内部の穀物生産量には空間的な不均質性が認められる。それは太行山地と渤海湾の間の地形配列が固有の水循環を生じさせ、地下水資源の贄および霞に影響を与えているからである。気象データと穀物生産量の解析によると、平原東部の地下水流出域にあたる浅層地下水の溶存成分濃度が高い地域では、平原西部と比較

して穀物生産霞は低く、年々の気象条件の影響を強く受けることが明らかとなった。扇状地性の豊富な地下水を利用できる平原西部では穀物年産爵の年々変動は小さく、乾燥年には地下水利用によって牛産霞が高くなる傾向も認められた。穀物生産露の年々変動に関しては1996年までは増加、その後

停滞あるいは低下傾向が認められた。生産量増加の主因は単位面稲あたりの収種霞の増加でありそれには施肥舅や農業機械の増加等が寄与している。１９９７年以降は政策により穀物の生産者小売指数が低下したが、これがコストの削減を引き起こし、穀物年産贄が低下した可能性も考えられる。このことは、現在進行中の地下水位の低下がもたらす揚水コストの増加が、今後食綱生産量に影響を及ぼす可能性も示唆している。今後、穀物年産量モニタリング、土地利用変化の解析に衛星データを活用していく予定である。

13.11．地域環境データベースに関する研究（近藤昭彦）

昨年度の年報においてはＧＰＳ水蒸気情報、環境同位体データベースについて報告したが、多様な環境構成要素のデータベースに関する作業は継続して行っている。今年度は国土交通省が整備した国十調査の画像情報のデータベース化、公開を開始した。総容鬮１ＴＢの情報を２００３年度中にはイン－１１－

ターネット上に公開する予定である。

1.3.12植生指数による落葉針葉樹の葉量推定に関する研究（梶原康司・本多嘉明）

正規化植生指数（ＮＤＶＩ）を用いて落葉針葉樹林であるカラマツ林の葉舅を推定する手法を開発した。本手法は葉面積指数（ＬＡ|）をＮＤＶｌから推定し、推定されたLAlからさらに葉量を推定する観測推定手法である。山梨県小淵沢のカラマツ林において取得されたＬＡ|、葉量、樹冠スペクトルの実測データを用いて推定モデルを構築した。ＬＡ|はＬＡ'-2000による計測値を単位面積内のリターの面積を実測したものを用いて補正した。葉量は林内３０ヶ所に設置したリタートラップ内のリターを月毎に回収したものを実測した。樹冠スペクトルは観測タワーから樹冠上部を自動計測する放射計のデータを用いている。

従来、ＮＤＶｌはＬＡ|が高くなると飽和するため、ＮＤＶｌからLAlを推定することは困難であるとされてきた。本研究では、カラマツ林においては発芽期からＮＤＶＩが飽和する前と落葉期にＮＤＶｌが減少するときの2時期の変動からＬＡ|のピーク時期が分かっていれば推定が可能であることを示した。
1.3.13．落葉針葉樹におけるfAPAR計測手法の開発（梶原康司・本多嘉明）

光合成有効放射吸収率（fAPAR）は生産量推定において重要なパラメータとなるが、人工衛星の観測データから年産蕊推定を試みる場合、ｆＡＰＡＲのＢ変動が問題となる。人工衛星の計測データは瞬時値であるため、綱算の吸収霞を算出するためにはfAPARの曰変動を把握しておかなければならない。本研究では、１分間隔でのｆＡＰＡＲ計測を行う測定システムを構築し、かつ、林床における透過光の空間分布を補正することで、対象とするカラマツ林を代表するｆＡＰＡＲを計測する手法を開発した。

計測の結果、カラマツ林のfAPARは葉の繁茂期においては太陽高度によらず、すなわち時間によらずほぼ一定の値を安定して示すことが判明した。このことは．瞬時値でる人工衛星データから積算した光合成有効吸収霞の推定が可能であることを示している。

1.3.14．植物プランクトン基礎生産力モデルの研究(浅沼市男・杉森康宏）

基畷生産力は植物プランクトンの炭素同化作用による無機炭素を有機炭素へ変える能力を示す。地
球全体の炭素循環問題は．地球の温暖化現象と絡み、重要な問題であるが、炭酸ガスの移動量は正確に把握されていない。このため、海洋の植物プランクトンの墓礎生産力推定手法の研究は、炭素循環問題の精度向上のために重要な研究課題である。

ここでは、ＯＣＴＳ、SeaWiFSの海色センサーによるクロロフィル濃度分布から、植物プランクトンの基礎生産力を推定するためのモデルの研究を継続してきた。本年度は、光合成有効照度の曰照時間を考慮した時間及び深度解析型の基礎生産力モデルの検証と改良を行った。
特に、沿岸近くのクロロフィルa濃度の高い海域において、消散係数との関連を検討し、深度方向の光学過程についてモデルの精度向上を図った゜改良したモデルについて、西部太平洋赤道域の低緯度
海域．東シナ海から四国から関東沖の黒潮域の亜熱帯海域、三陸沖から北海道沖の中高緯度海域に分割し、現場及び擬似現場培養法による基礎生産力観測データをもとに、モデルの検証を実施し、非常に良い結果を得た。

－１２－

1.3.15．水田の二方向性反射係数の計測とＭＯＤｌＳデータの二方向性反射特性関数の検証（須崎純一）

二方向反射特性関数(BidirectionalRefIectanceDist｢ibutionFunction:BRDF)は、リモートセン

シングデータの補正、および物理霞の推定という観点から重要視されており、近年．地上および航空機を用いたBRF(Bidi｢ectionalReflectanceFactor)データの取得活動が本格的に行われるようになった。本研究では、２００２年から計洞ｌｌを行ってきた水田の地上ＢＲＦデータとＭＯＤｌＳデータを対象にして、各々のデータを処理して得られるＢＲＤＦを時系列で比較し、ＭＯＤｌＳデータでのBＲＤＦプロダク
トの精度を検証した。

1.4.データベース開発運用部
14.1．衛星データによる乾燥地の植生のモニタリング（継続）（石山隆）

植生と電磁波との相互作用は複雑で、衛星データから植生のバイオマスを定鬮的かつ効果的に評価することは簡単ではない。植物の特徴的な反射特性を利用して植生モニタリングのためのアルゴリ

ズム（植生指数）が提案されている。代表的な植生指数としてＮＤＶｌ（正規化植生指数）があり、この手法を用いて地域や地球規模の植生分布図が作られている。しかしＮＤＶＩでは乾燥地などの植生の疎らな領域では背景の土壊からの放射霞の影響が強いため、見かけの植生指数が大きくなる。本研究では過去に提案されたいくつかの植生指数を検討し、それらの植生指数の欠点を補間するアルゴリズ

ムを開発した。提案されたアルゴリズムや他の植生指数を検証するために、中国新調ウイグル南剖付
近において実測した植生被翻率やバイオマスと衛星データ（ＴＥＲＲＡ/ASTER）から得られた植生指数との関係を検証した。
14.2．新調ウイグル南部の地表状態の調査（新規）（石山隆）

近年、中国新彌ウイグル南部のオアシス周辺では砂漠化が深刻である。この原因は完全には解明されていないが、降水圏の減少、気温の上昇などの気象の変化による地域の乾燥化が大きな原因であろう。加えて人為的な要因、例えば灌澱用水の無計画な取水、樹木の過剰な伐採などを背景とした、土壌の塩類集稠や飛砂が地表の環境の悪化を加速する。砂漠化のような乾燥地特有の環境変動を研究するためには、その植生分布を精度よく評価することが重要である。本研究では中国タリム盆地南剖のオアシス周辺を対象域として、砂漠化の指数となりうる植生環境を評価するために、衛星データから求めた植生指数と植生の物理鼠との相関を解析する。また長いスパンでの地表状態を調査するため古い衛星写真と最新の高解像度衛星データ（TERRA/ASTER）を比較検討した。
1.43．タクリマカン沙漠周辺の砂漠化の変動（新規）（石山陸）

近年、中国新調ウイグル南部のタクリマカン沙漠のオアシス周辺では砂漠化、ダストストームが深刻と言われているが、その実体は明らかではない。砂漠化の原因は完全には解明されていないが、降水鼠の減少、気温の上昇などの気候の変化による地域の乾燥化が大きな原因と言われている。加えて人為的な要因、例えば樹木の過剰な伐採、不適切な灌潔などを背景とした土壇の塩類集稲などが環境の悪化を加速する。砂漠化のような乾燥地特有の広大な環境変動を研究するためには、長期間の人工
衛星のデータを解析することが必要である。
－１３－

土地被覆の変動を衛星データから調べると、小さなオアシスの周辺部では砂漠化が進行していることが判る。また大きなオアシスでも内陸側で砂漠化が進行している。しかし逆に植生域が拡大している地域も見られる。それは主に灌潤による農地の開発、植林による防砂の結果であることが現地調査から判った。この地域は長期間にわたり植生域の拡大と衰退を繰り返す、複雑な地表状態の変動を示している。人工衛星による砂漠化調査は、長期間、広域の衛星データの解析により、初めてその全体が把握できる。砂漠化の動態は複雑で、長期間、多時期の観測が必要である。
1.4.4．リモートセンシングによる植物栄養診断に関する研究（継続）（本郷千春）

生態系が環境の影響を受けると、その変化は代謝や養分吸収のようなキャノピーの生化学的性質の中にあらわれる。キャノピーの生化学的変化をリモートセンシングによって検出できれば、炭素や養分のソースとシンクの空間的な広がりと変動を知ることができる。本研究では、リモートセンシングを利用して植生のケミカルコンポーネントを把握し，各成分のスペクトルと生理・生態学的特性との結びつきをもとにした構成成分の簡易検出を目的としている。また、栽培品種の植物に対しては、ケ
ミカルコンポーネントの検出結果をもとにした生育の矯正手法についても検討を行った。

1.4.5．高解像度衛星データを利用したlT農業-精密農法による環境保全型農業システムの開発‐(継続）（本郷千春）

高品覺作物の栽培や環境への負荷低減化実現のために、精密農法が注目されている。特に、圃場面積が小さく複数の作物がランダムに作付けられて栽培されているような、我が国の農業分野への利用に期待が高まっている。ここでは、圃場単位での可変管理を行うための新しい技術の開発を目指している。本年度は高解像度衛星蛾増を利用した場合の精密農業の可能性について検討を行った。本研究は、千葉大学、農林水産省、北海道開発局、カルビーポテトズコーシャとの共同研究の一環として行われている。

1.46．リモートセンシング・ＧｌＳを取り入れた農産物トレーサピリティシステムの検討（継続）
農産物の虚偽表示問題などによって失われた食への信頼感を回復するために、農林水産省においてトレーサピリティシステムの導入準備がすすめられている。また、食と農に関する様々な情報が氾濫しており、生活者が自分自身で判断するための「知農」が必要になってきている。本年度は新潟県下越地方の稲作地帯を対象とし、衛星画像やＧｌＳを取り入れた広域トレーサピリティシステムの可能性について検討を行った。

1.4.7．利用履歴解析に基づく予測による二次ストレージ利用の効率化（品川徳秀）

大規模ストレージシステムではテープ等の二次ストレージが使われる。一般に、二次ストレージは階層ストレージ管理ソフトウェアによって仮想化され、ユーザにその存在を意識させない利用環境が提供されるが、二次ストレージのメディアの交換やシーク等の待ち時間による応答性の低下は避けられない。本研究では、ファイルの利用履歴を解析し、以降のアクセスを予測してあらかじめ－次ストレージヘのステージングを行なう事で、応答性を向上させる事を最終的な目標としている。この解析に、データマイニングや機械学習手法等の適用を行なっている。

－１４－

[2］共同利用研究

2.1．プロジェクト研究本センターが推進する中心的研究課題「リモートセンシング|ごよるアジアの環境変動モニタリング」|こ関わる共同研究であり、平成14年度は次の４件を採択した。
研究課題海域画像データに対する大気補正の研究
課題番号Ｐ2002-1
研究者川田剛之（金沢工業大学・教授）
担当教官竹内延夫
概要：

本研究では、ADEOS衛星搭戯のPOLDER海域画像データを取り上げ、これに対する大気補正を考える。具体的には、近赤外波長域のPOLDER海域画像データから大気エアロゾルの光学パラメータを抽出し、この結

果|こ基づき短波長可視域のPOLDERデータlこ大気補正を実施し、海表面におけるコラム反射率を推定する手法の開発を実施しだ。まだ、この海表面コラム反射率より、海洋クロ□フィル量の推定し、分布図を作成しだ。

1．近赤外バンドデータを用いた大気エア□ゾルパラメータの推定
我々はPOLDERの近赤外バンドの観測角依存の宇宙反射率と偏光度データを用いて、大気エア□ゾルの光

学的パラメータを推定する新しい手法（R-Pアルゴリズム）の開発に成功している')2)。この手法を用いて、1997年４月26日|こ取得されだ日本付近のPOLDER画像データ（670,m）から推定しだ大気エア□ゾルの4つの重要な光学パラメータ、屈折率の実部Nr、虚部Ni、波長500,mにおける光学的厚さＴＳＯＣ、オングスト□－ム
指数c【の分布図を計算できる。この時、粒径分布モデルはベースラインモデルとして、ユンゲ（Junge）型を使用した。

2．可視バンド画像の大気補正手法

POLDER画像データからク□□フイル量を推定する|こは短波長可視バンドの海中から海表面に射出される

コラム反射率Rwが必要である。ここでは、（１）式で示す、Frcun3)による正規化差分海洋プランクトン指数
NDPlを利用する。

log(C7M）＝0.38147-1.055[Rw(433)－Ｒｗ(565)]／Ｒｗ(490）（１）
従って、クロロフィル量Chl[mg/ｍ３]を求めるために443,m、490,m、565,mバンドにおける海表面コラム
反射率Rwを計算する必要があり、そのだめに670,ｍバンドでR-Pアルゴリズムlこより推定した大気エア□ゾ
ルの４つの重要な光学パラメータ、屈折率の実部Nr、虚部Ni、波長500,mにおける光学的厚さT5oo、オング
ストローム指数ｏの値を利用して大気補正を実施する。
3．海表面コラム反射率の推定手法

R-Pアルゴリズムにより推定した大気エアロゾルの４つの光学パラメータを仮定して、まず、大気の反射

関数R､fと伝達関数祠:を443,m、490nrTl、565,ｍlこおいて計算する。海表面の反射関数R鋤はCox-Munkモデ

ル`)を仮定すると（２）式で弓えることができる５１。

一］５－Rブー(１－s宛)凡＋(１－脇s向)Rw＋聯s〃（２）ここで、Ｒ、ｒ,､、Ｓ１ｍはそれぞれCox-Munkの反射関数、白波の反射率、白波の被覆率である。ここでは白波の反射は海上|こも海中|こも同等にあると仮定している。Ｒ`、とSImは海上風速の関数として与えられる。まだ、
rIiwF10と仮定する。海上風速v[m/s]が与えられるものとすれば､海上コラム反射率R鋤をパラメータとして大気
上面lこおける反射率R…,はりoublingandAdding法6)により計算可能である。可視波長バンドの大気補正は海上コラム反射率R鯛をパラメータとする理論的民電,のLook-UpTab尼をあらかじめ作成して置き、この表を参照

することlこより観測反射率値R…'から海上コラム反射率は簡単に求めらj、る゜まだ、図１は推定クロロフィ
ル鎧Chlの分布図である。

4．結論

1997年４月24曰から26曰のPOLDERデータを用いて、ク□□フイル霞を推定し、分布図を作成しだ。その結果とCNES|ごよって作成されだ分布図との比較結果を図2に示す。CNESの結果|ごついては、エアロゾルの複素屈折率として解析対象領域全体|こ－つの特定モデル（例えば、実部を1.45,虚部をOOO5等）を仮定し匠上で、エア□ゾルの光学的厚さとオングスト□－ム指数を推定している。本研究では複素屈折率の実部と虚部を未知数とし、パラメータとして与えることで、４つのエアロゾルパラメータ（複素屈折率の実部・虚部、光学的厚さ、オングストローム指数）を同時|ご推定している。まだ粒径分布関数でも、CNESはLogNcmal関数であり、本研究ではユンゲ（Junge）型を仮定しているという違いがある。カラーの割り当てや地図投影図法も違うが、両者を比較すると、クロロフィル鐘の分布形状はよく似ている。しかし、鏡面反射の影響を受けている釧路沖の太平洋側で､CNESの結果|Ｚ比べて本研究では推定値の欠損領域が－部生じている｡合後、鏡面反射の影響を受ける領域についてのPOLDERデータの取り扱いを改善する必要がある。まだ、ク□□フ
イル量推定アルゴリズムに関しては、実地観測データによる精度検証の必要があると思われる。

０．３０．８１．５３．０

重;露iA懲講蕊i蕊。

m9An3
0.0コ０．３０。.0０30600

図２．推定クロロフィル分布（CNES:1997.04.26）

図１．推定クロロフィル分布（199704.26）単位[mg/m3］

－１６－

参壱文献

１．泉屋、１１１田、２００１.'，POLDERデータを用い)Eエアロゾルの光学的パラメータの推定手法”、リモートセンシング学会誌、Vol21No3,pp240-251、
zKimura｣zumiyaandKawata2001."AerosolOpticalParameterRetrievalfromSatelliteData，',Proc｣nt1.Symp､onRemoteSensingoftheAtmospherearnValidationofSatelliteData,CEReS,ChibaUnMpp､23-31.
3．Frouin,ＲａｎｄｅｔａＬ１９９９."NeuraINetworkApproachtoOceanColorlnversionApplicationtoPOLDERData"，
ProoofPOLDERAlpsMeeting罰ｐｐ８-10.
4.Cox､ＣａｎｄＭｕｎｋ,Ｗ・`1954."MeasurementoftheRoughnessoftheSeaSurfacefromPhotogradlsoftheSun，sG1itter，,Ｊ･Opt・ＳｏｃＡｍｅｒ.`Ｖｄ,44,No.１１，ｐｐ838-850.

5．KawataandYamazaki,１９９８."MultipleScatteringAnalysisofAirbornePOLDERlmageDataOvertheSea",[ＥＥＥ
ＴｒａｎｓｏｎＧＲＳ,Vol､36,No.1,ｐｐ､51-60.

6．卜bnsen,Ｊ､ａｎｄＴｒａｖｉＳＬ，１９７４．“LightSCatteringinPlanetaryAtmospheres'，、SpaceSCi､Rev~Vol、１３，
pp527-610．

研究課題NOAA/AVHRRデータを用い危中国東域での地表面湿潤度モニタリング
課題番号Ｐ2002-2
研究者樋□篤志（名古屋大地球水循環研究センター助手)、田中賢治（京都大防災研究所水資源研究セン
ター助手）
対応教官近藤昭彦
概要：
１．はじめに

１１．なぜ中国東域なのか？

中国東域ではいくつかの研究プロジェクトが実施されており、特にＧＡＭＥ（ＧＥＷＥＸＡｓｉａＭｏｒ巴ocn

Experiment）のａ｣b-Region研究の－地点であるGAME-HUBEX（HuaiheRiverBasinExperiment）が1998-1999

年に実施されている（Fig.1)。中国東域（特|こ黄河と長江|こ狭まれ厄准河流域）の特徴は、降水量勾配が非常に大きく（海岸周辺域では年1500ｍｍ～内陸部では500mm以下)、地形は平坦であること、准河本流を境に３４００

して、南側では稲作、北側では畑作が主な土地利用であり、明確な南北コントラスト（土地利用)、東西コントラスト（降水量）が認められる点である。

前述し匠特性を持つ中国東域で、現在、名大地球水循環研究センターを中心とした戦略的創造研究（CREST）
か開始されており、ターゲットは乾燥から湿潤に至る大気境界層（ABL）構造変化のモニタリング（プロジェク
ト名：LowerAtmospherePrecipitatio、Study；LAPS

CREST/１－A/ＡＲＣＬAPSと表記することが多い）で、Fig,１

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２１００

1500

1000
6００
３００

１０８

上のSCuuxian（寿県）でWindProfiler,マイク□波水蒸気Fig.１GAME-ﾄLjBEXで実施されだし－ダ観測。
３ｆ、ドップラーソーダ、フラックスタワー（熱フラッグ

包引OUXlAN（寿県）てはGAA/E-AAN（As垣ＡＷＳ
Network）の－畷としてフラッグスモニタリン

ス・CO2フラツクス）等での総合的なABL観測が2003年グが行われ､ＣFEST/LAPSで|乱Windpofi尼『等の５月より実施予定である。また、ほか'こも複数の研究プ－１７－

大型測詣群がinstal1され，大がかりなABL観測か実施される予定である。

ロジェクトが上記中国准河流域～華北平原（千葉大プ□ジェクト)、黄河流域（総合地球研通称黄河プロジェ
クト、CREST黄河プロジェクト（九大楠田教授代表）等々複数走っている状況であり、現在、“水，,に関わる
研究プロジェクト対象地域として中国東域は“ホット”な領域であると言える。

２．Ⅵ-Ts法による地表面湿潤度モニタリング
Ⅵ-Ts法は横軸|こ植生指標（NDVIを採用する例が多い)、縦軸|こ地表面温度（TsTs-Tairの場合もある）を散布させた際に、石下がりの散布図が得られる場合が多い（Fig2）
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Nemani＆Running（1989）ては、この散布図から得られる“傾き,、の指標として、前述しだ中国准河流域|こ適応しだ（Fig.3)。

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ｕ・ＩＵｕＩとを示しだ．Kondohetal.（1998）ては、この傾きを地表面の湿潤度

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に薑目し、この傾きと群落コンダクタンスとの間に負の相関があるこ

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1998)。各地点は中国のtlbl=観測地点に対応する｡ScpeがＷＴＳ法で得られ】E衛星制プ□ダク
トで．値がマイナスに振れるほど乾燥していた合の散布の様子．ここではインド・カルカッタを含むUSGS10DaysCompositeAVH二F(データより作成した（afterHiguchierユ2003）

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橋本ほか（2001）ては熱帯（タイ）で応用し（Fig.4)、Ⅵ-Ts法が熱帯域でも適応可能であることを示しだ。

本共同研究でもⅥ-Ts法を応用し､CEReSより提供されるAVﾄRRデー
タより中国東域の地表面湿潤度の時空間変動特性、年々変動に書目する予定である。

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Rg､４熱帯でのWTS法の適応例(橋本|ヨガ､2001)。

i文献によりＴS/NDⅥspace、ＴＶＸ(TemperatureVegetatjonlndexh/btrix簿あるが、表記は西田ほか(2000)に従っだ。
－１８－

３．ユーラシア大陸スケールでの中国東域の応答性皿
本年度はプ□ジエクト研究初年度であるだめ、ま唾ヌミPgG

ずはユーラシア大陸スケールでのⅥ_Ts解析を既存団、巴Ⅱ2cｍ５J刃｡､律亘､ｈｑｉ４風Jtbのデータセットを用いて行い、大陸スケールでの応答特性について見てみること'こする。使用したデー“
夕はUSGS10DaysCompositeAVHRRである。この
データlこ対し、センサー劣化補正を施した後でNDⅥ功

２０とsplitwindow法によってTsを計算した。解析領域鞄②的，.。，'。’ぬ’ぬ１曲
Fig.５解析対象領域（afterHiguchieta2003）

をFig.5|ご示す。Fig.5中でＢＢ,で示されだ断面でReferencesiteでのⅥ-Ts法の傾き（a)、ＮＤⅥ（b）,Ｔｓ（c）の季節変化、NDVlを横軸にとりTsを縦軸に取った場合の散布の季節変化（NemaniandRunning，１９９７と同様のダイヤグラム、。）及びNDⅥと傾きの散布（e）をFig.61こ示す。この中でShou-Xian（寿県）はslope、
NDⅥ共に乾燥域（より内陸側)、低温帯（西シベリア）と比較しても変動幅が大きく、地表面状態がwet～dryに大きく変動している領域であることが浮き出左結果となっだ。

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F吃ｂ６Ｆｉｇ５でのBPB,断面上のreferencesite上のV1-Ts法の傾きの季節変化(a)，ＮＤⅥの季節変化(blTsの季節変化(c)，ＮDVIとＴｓの散布(｡)，及びＮＤⅥと傾きの散布(e)．（afterHiguchietaL2003）

参考文献:Kondoheral;199aAdlzqDac巴Ras島22,645-654.橋本ほか,2001．水文･水資源学会誌,14,277-288

Higuchier鉱2003./ｈＩ,iﾛｸﾛ(Ｆ}｡c垣&｡(underpreparaticn):西田ほか，2000.水文・水資源学会誌,13,304-312.Nemani＆Running,１９８９.ＵＡ仁ぬい,i９１℃｡'｡〈,28,276-284.Nemani＆Running､１９９７.ＥｂｂＺＡＰｌＤ(，
7.79-90.

－１９－研究課題衛星データ解析による森林樹冠密度と林齢情報の比較検討
課題番二P2002-3
研究者力丸厚（長岡技術科学大学）
担当教官建石隆太郎

概要：
１．はじめに地球規模で森林資源量の減少が問題化しており、京都議定霞.および「持続可能な森林管理」において対策が規定され、そのためにも森林資源情報の正確な把握が必要となっている。
新潟県|ごおいて県が作成する森林簿･森林基本図の情報に沿った森林GISの導入が進められているが､情報更新には多大な労力・時間・費用を要する危め、申請箇所のみの更新'ことどまっており森林資源情報の正確な把握が難しくなっている。
２．研究目的森林資源犢報の－つとしてあげられる林齢は、材積麺などの算出に用いられている。まだLANDSAT-TMによる森林樹冠密度i)分布は、現況の森林を面的に解析したものであり森林の空間的特長を示すものである。
本研究において、この２つを比較検討すること|こより衛星データから林齢毎の特性を把握することで、効率的な森林管理楕報収集手法の開発をめざしだ。
３．研究の流れ

図１のような流れで比較検討を行っだ。

蔓雲
比較８k肘

図１．研究の流れ

４．森林樹冠密度

国際熱帯木材機関（ｌ１ＴＯ）で利用されている森林樹冠密度（FCD）モデルとは、LANDSAT-TMのバンドデータを用いて森林樹冠密度（FCD）を下記の４指標から面的lこ計算するものである。本研究においては、
FCDMapper（樹冠密度解析ソフト）を用いて衛星データから樹冠密度の算出を行なつだ･
Ｂ１～Ｂ７ＴＭバンド１～７に対応
Ｂ４３＝Ｂ４－Ｂ３

植生指標（AⅥ）
Ｂ４３〈ＯＡⅥ＝Ｏ
Ｂ４３＞０
八J’７＝ V(β4＋1)×(256-Ｅ３)ｘＢ４３－２０－

裸地指標（ＢＤ

ＢＪ＝(B5＋E3)－(B4＋Ｂ１)xlOO＋100(BS＋Ｂ３)＋(B4＋Ｂ１）

陰影指標 (3)
Ⅳ＝ V(256-ｍ)×(256-Ｂ２)×(256-Ｂ３）

温度指標 (Tl）
刀＝1260.56

Ｉ､(60.776/LA＋1）

L,：分光放射輝度（ｍＷ/Cm2･str･'1ｍ）
NASAの温度式に準拠2）
５．森林G1Sデータによる林齢情報

新潟県では、市町村や森林組合lこも県が保有している森林資源情報を電子データとして有効に活用してもらうため、平成10年度より市町村森林GISの展開が図られだ。その森林資源情報として樹種・森林面積・材積・用途など約60項目が施業界単位で入力されており、その－つとして林齢がある。
６．解析対象領域と使用データ

解析対象地区を新潟県小千谷市の森林としだ。衛星データは、1999年８月９Ｂに撮影されだ

LANDSAT7-TMの画像を用いだ。森林GlSデータは、新潟県治山課森林計画係から提供して頂いたものを使用し厄｡なお､広葉樹などは雑木林として構成されている場合が多く林齢情報が正確でないと予想されるだめ、
単一樹種で－番多く分布しているスギ（図２，３参照）を対象とし、解析を行なった。
小千谷市の樹種分類
伐採跡地・
草生地･竹

スギ
19.42％

２０６４％

その他広藁
樹

アカマツ

59.24％

0,03％

ブナ
028％

キリ
0.28％

その他針葉
樹

カラマツ
012％

000,ｂ

図２．小千谷市の樹種別森林面積割合（森林簿より）

図３．小千谷市における全森林に対するスギの分布の様子

７．森林樹冠密度と林齢檎報の比較
７．１検討方法

GlSのベクターデータを衛星画像の解像度と同じ１画素30ｍのラスターデータに変換し、森林樹冠密度（FCD）と林齢の比較を行った。１画素に対応する施業界が複数存在する場合、最大面稠を持つ施業界の林齢情報がその画素の画素値となるよう変換し左。
－２１－