WEB用（重いPDF）ARIC情報141号 2021/03/22 17:18:39

05

05―■ 研究レポート

研究レポート

研究レポート
研究レポートSentinel-2
衛星データを用いた水田のSentinel-2
衛星データを用いた水田のSentinel-2
衛星データを用いた水田の取水開始時期の把握手法
取水開始時期の把握手法
取水開始時期の把握手法

福本 昌人

福本

昌人
福本 昌人

（国研）農業・食品産業技術総合研究機構

農村工学研究部門（国研）農業・食品産業技術総合研究機構 農村工学研究部門（国研）農業・食品産業技術総合研究機構 農村工学研究部門

はじめに

はじめに
はじめに

表-1
Sentinel-2
衛星データのバンド情報
表-1 表-1
Sentinel-2
衛星データのバンド情報
Sentinel-2
衛星データのバンド情報

4 月 ～ 6月の晴天時に観測されたSentinel -2衛星デー タを入手し、各観測日
4 月 ～ 6月の晴天時に観測されたSentinel -2衛星デー タを入手し、各観測日に つ い て 、それぞれの衛星デ ータから処理①～④により湛水有無を判別に つ い て 、それぞれの衛星デ ータから処理①～④により湛水有無を判別① 短 波 長赤外バンドデ ータの解像度ア ップ① 短 波 長赤外バンドデ ータの解像度ア ップ② M N D WI画像の作成② M N D WI画像の作成
Band 8A（20m）Band 8A（20m）Band 3（10m）※緑
Band 11（20m）※短波長赤外Band 3（10m）※緑
Band 11（20m）※短波長赤外Band 12（20m）Band 12（20m）
MNDWI画像（10m）
MNDWI画像（10m）演算演算Band 8（10m）
パンシャープンBand 8（10m）
パンシャープン③ 二 値 化画像の作成③ 二 値 化画像の作成
Band 8A'（10m）
切り出しBand 8A'（10m）
切り出しBand 11'（10m）
MNDWI画像’（10m）Band 11'（10m）
MNDWI画像’（10m）Band 12'（10m）Band 12'（10m）
二値化（大津の手法）
二値化（大津の手法）
二値化画像（10m）※（ ）内は地上解像度
二値化画像（10m）※（ ）内は地上解像度④ 湛 水 有無の判別④ 湛 水 有無の判別
リサンプリング
リサンプリング
ゾーン統計
ゾーン統計 二値化画像'（5m）二値化画像'（5m）・ 値が1の画素が過半数 → 「湛水あり」と判定
・ 値が1の画素が過半数 → 「湛水あり」と判定
・ それ以外 → 「湛水なし」と判定
・ それ以外 → 「湛水なし」と判定
圃場区画データ
圃場区画データ

湛 水 有 無の判定結果から、各観測日について
湛 水 有 無の判定結果から、各観測日について
取 水 有 無（観測日まで に取水が開始されたか否か）を判別
取 水 有 無（観測日まで に取水が開始されたか否か）を判別○ 1番目の観測日については、○ 1番目の観測日については、
・ 「湛水あり」 → 「取水あり」と判定
・ 「湛水あり」 → 「取水あり」と判定
・ 「湛水なし」 → 「取水なし」と判定
・ 「湛水なし」 → 「取水なし」と判定○ 2番目以降の観測日については、○ 2番目以降の観測日については、
・ 「湛水あり」 → 「取水あり」と判定
・ 「湛水あり」 → 「取水あり」と判定
・ 「湛水なし」 & 一つ前の観測日までに少なくとも・ 「湛水なし」 & 一つ前の観測日までに少なくとも一度「湛水あり」 → 「取水あり」と判定
一度「湛水あり」 → 「取水あり」と判定
・ それ以外 → 「取水なし」と判定
・ それ以外 → 「取水なし」と判定
取 水 有 無の判別結果を用いて取水開始時期を把握
取 水 有 無の判別結果を用いて取水開始時期を把握
※N≧2
※N≧2
・ 1番目の観測日に「取水あり」
・ 1番目の観測日に「取水あり」→「同観測日以前」に取水開始→「同観測日以前」に取水開始
・ N番目の観測日に「取水あり」 & （N-1）番目の観測日
・ N番目の観測日に「取水あり」 & （N-1）番目の観測日に「取水なし」 → 「（N-1）番目の観測日の翌日からに「取水なし」 → 「（N-1）番目の観測日の翌日からN番目の観測日までの期間」に取水開始
N番目の観測日までの期間」に取水開始

近年、営農形態の変化に伴って近年、営農形態の変化に伴って近年、営農形態の変化に伴って中心波長 地上解像度
水田の用水需要が変化しており、バンド（波長帯)
中心波長 地上解像度
水田の用水需要が変化しており、バンド（波長帯)（nm）（m）
水田の用水需要が変化しており、（nm）（m）
一部の地域で用水計画の見直しが一部の地域で用水計画の見直しがBand
1
沿岸のエアロゾル
443
60
一部の地域で用水計画の見直しがBand 1
沿岸のエアロゾル
443
60
求められている。その検討にあたBand 2
青490
10
図 -1 取水開始時期の把握手法の概要
求められている。その検討にあたBand 2
青
求められている。その検討にあた
490
10
Band
3
緑
560
10
り農業用水の利用実態を把握する
Band 3緑560
10り農業用水の利用実態を把握する
定（湛水有無の判別）する。この一部、河内町内）に位置する水田大が行われた圃場）のポリゴン形
り農業用水の利用実態を把握する
Band 4
赤
665
10
Band
4
赤
665
10
必要があるが、その調査を広域的定（湛水有無の判別）する。こののあるエリア（稲敷エリアと呼年
5月
15 日の航空写真画像を参照
Band 5
植生のレッドエッジ
20必要があるが、その調査を広域的
湛水有無の判別は、短波長赤外バの2018 年の取水開始時期を把握し状を修正して用いた。
定（湛水有無の判別）する。こののあるエリア（稲敷エリアと呼年
5 月 15 日の航空写真画像を参照
必要があるが、その調査を広域的Band 5
植生のレッドエッジ 705 705
20Band 6
植生のレッドエッジに行うのは容易ではない。そこで、湛水有無の判別は、短波長赤外バ
称；一部、河内町内）に位置する
して一部（畦畔除去による区画拡740
20
ンドの値（SWIR）と緑バンドの値た。そのマップを図-2 に示す。用取水開始時期別に、該当する圃
Band 6
植生のレッドエッジに行うのは容易ではない。そこで、に行うのは容易ではない。そこで、湛水有無の判別は、短波長赤外バ
称；一部、河内町内）に位置する
して一部（畦畔除去による区画拡740
20Band 7
植生のレッドエッジ
783
20
調査項目の一つである水田の取水
ンドの値（SWIR）と緑バンドの値
水田の2018
年の取水開始時期を大が行われた圃場）のポリゴン形
Band
7
植生のレッドエッジ
78320（G）から求まる修正正規化水指数
いたSentinel-2
衛星データは、同年場のポリゴン面積を集計した。そ
調査項目の一つである水田の取水調査項目の一つである水田の取水
ンドの値（SWIR）と緑バンドの値
水田の2018 年の取水開始時期を大が行われた圃場）のポリゴン形
Band 8近赤外842
10Band 8近赤外842
10
開始時期（代かき時期）を無償の
図
2
に示
（G）
から求まる修正正規化水指数把握した。そのマップを図
状を修正して用いた。
Band 8A 近赤外865
20（MNDWI；MNDWI=（G-SWIR）/の4 月 10 日、4 月 13 日、4 図
月-20
日、の集計結果を図 -4 に示す。4 月 14開始時期（代かき時期）を無償の開始時期（代かき時期）を無償の2 に示（G）から求まる修正正規化水指数把握した。そのマップを図
状を修正して用いた。
Band 8A 近赤外
865
20
Band
9
水蒸気
945
60
衛星データを用いて広域的に把握
す。用いた
衛星データ
（ （G+SWIR）
MNDWI ； MNDWI=（ G-SWIR ） /）を指標とし、MNDWI
4す。
月 用いた
28 Sentinel-2
日、5Sentinel-2
月 5 日、5月
15 日、5 取水開始時期別に、該当する圃
日～
4 月 20 日の期間に取水が開始
衛星データを用いて広域的に把握
Band 9水蒸気945
60
衛星データを用いて広域的に把握
取水開始時期別に、該当する圃
衛星データ（ MNDWI ；MNDWI= （ G-SWIR ） /Band 10 短波長赤外-巻雲
1,37560Band 10 短波長赤外-巻雲
1,37560する手法を開発した。
場のポリゴン面積を集計した。そは、同年の4 月 10 日、
13 日、（G+SWIR））を指標とし、MNDWI 画
画像を二値化（大津の手法で閾値
月
20同年の
日および
月4日、
4月日に観測されされた圃場の総面積（498ha）が最する手法を開発した。
する手法を開発した。
Band 11 短波長赤外場のポリゴン面積を集計した。そは、4 月6 104 月 13 日、（G+SWIR））を指標とし、MNDWI 画
1,610
20Band 11 短波長赤外1,61020
これまでの研究では、その把握
4 月 たデータである。そのうちの20 日、4 月 28 日、5 月 5 日、4 月 の集計結果を図
図 -4 月に示す。4 月 14
像を二値化（大津の手法で閾値をBand 12 短波長赤外を自動的に決定）した画像（画素も大きく、62,190
20
これまでの研究では、その把握にこれまでの研究では、その把握の集計結果を図
図-44日までに取水がに示す。4 月 14
4 月 20 日、4 月 28 日、5 月 5 日、像を二値化（大津の手法で閾値をBand 12 短波長赤外2,19020にカナダの地球観測衛星
RADARSAT
日～4開始された圃場の総面積（1,508ha
月 20 日の期間に取水が開始 ；日、5 月 20 日および 6 月 4
自動的に決定）した画像（画素値
値は 0 または 1）に圃場区画デー 5 月 15
20 日のデータから作成した稲敷エカナダの地球観測衛星
RADARSATにカナダの地球観測衛星 RADARSAT日～4 月 20 日の期間に取水が開始
5 月 15 日、5 月 20 日および 6 月 4
自動的に決定）した画像（画素値
タを重ねて圃場毎に行う。次に、
リ
ア
の
MNDWI
画
像
を
図
-3
に
示
灌漑面積）の 33% を占めていた。
きた。
た 。 ンドのデータが含まれている（表日に観測されたデータである。そされた圃場の総面積（498ha）が最は0または1）に圃場区画データ
し
て
い
る
水
土
里
情
報
の
耕
区
GIS
のの
デデ
ーー
タタ
がが
用用
いいらられれててきしている水土里情報の耕区 GIS デの デ ー タ が 用 い ら れ て き た 。の判定に有効な短波長赤外バンドされた圃場の総面積（498ha）が最日に観測されたデータである。そは 0 または 1）に圃場区画データの判定に有効な短波長赤外バンド
している水土里情報の耕区 GIS デ
その判別結果から各観測日につい のうちのす。明るい色を呈しているのが水
稲敷エリア内の一部において
5
RADARSAT
衛星データは、合成開-1）。
RADARSAT 衛星データは、合成開口
4 月 20 日のデータから作も大きく、6
月 4 日までに取水がを重ねて圃場毎に行う。次に、そ
表-1）。 データ、または、耕地面積調査等
ータ、または、耕地面積調査等でRADARSAT 衛星データは、合成開口のデータが含まれている（表も大きく、6 月 4 日までに取水がのうちの 4 月 20 日のデータから作を重ねて圃場毎に行う。次に、そのデータが含まれている（表表-1）。
ータ、または、耕地面積調査等でて、観測日までに取水が開始され 成した稲敷エリアの面である。この MNDWI
画像を二 開 始月さ15れ日の取水有無の判別結果に関で利用されている、「筆ポリゴン」
口レーダデータであり、天候に左右レーダデータであり、天候に左右た 圃 場 の 総 面 積
MNDWI 画像をの判別結果から各観測日について、利用されている、「筆ポリゴン」とレーダデータであり、天候に左右
開 始 さ れ た 圃 場 の 総 面 積の判別結果から各観測日について、 成した稲敷エリアの MNDWI 画像を利用されている、「筆ポリゴン」とたか否かを判定（取水有無の判別）図-3値化し、得られた二値化画像に圃する精度検証を行った。具体的にと呼ばれている農水省のGISデータデー
されずに取得できるが、入手に多額されずに取得できるが、入手に多 本手法の概要に示す。明るい色を呈してい（1,508ha；灌漑面積）の33%を占
観測日までに取水が開始されたか呼ばれている農水省の GISされずに取得できるが、入手に多本手法の概要
図-3 に示す。明るい色を呈してい（1,508ha；灌漑面積）の 33%を占観測日までに取水が開始されたか呼ばれている農水省の GIS データ
本手法の概要し、最後に、各圃場の取水開始時
場区画データを重ねて同日の湛水
は、Google
EarthPro
掲載の 2018
タである。
「筆ポリゴン」は、農水の経費を要する。そこで、欧州宇宙
本手法では、同じ年の4月～
6額の経費を要する。そこで、欧州るのが水面である。この MNDWI 画めていた。
否かを判定（取水有無の判別）し、である。
「筆ポリゴン」は、農水省
4 月～6額の経費を要する。そこで、欧州 本手法では、同じ年のるのが水面である。この MNDWI 画めていた。
否かを判定（取水有無の判別）し、である。
「筆ポリゴン」は、農水省
本手法では、同じ年の 4 月～6期を把握する。なお、GIS ソフト 像を二値化し、得られた二値化画有無を判別した。
年 5 月 15 日とその翌日の航空写真
省のWEB
サイトから無償でダウ
機宇関の観測
Sentinel-2の 星 月の晴天時に観測された複数の
宙地機球関
の衛
地星球
観 測 衛
稲敷エリア内の一部において
5
最後に、各圃場の取水開始時期をの WEB
サイトから無償でダウンロ
宇 宙 機 関 の 地 球 観 測 衛 星月の晴天時に観測された複数の像を二値化し、得られた二値化画
稲敷エリア内の一部において 5
最後に、各圃場の取水開始時期をの WEB サイトから無償でダウンロ
月の晴天時に観測された複数の（ArcGIS
と
QGIS）
に
よ
る
作
業
手
圃場区画データについては、茨画像を目視判読して各圃場のンロードできるが、19の都道府県データに着目した。Sentinel-2
衛星
Sentinel-2
衛星データと圃場区画のSentinel-2 のデータに着目した。
像に圃場区画データを重ねて同日
月 15 日の取水有無の判別結果に 5 月把握する。なお、GIS ソフト（ArcGIS
ードできるが、19 の都道府県につSentinel-2 衛星データと圃場区画
Sentinel-2 のデータに着目した。
像に圃場区画データを重ねて同日
月 15 日の取水有無の判別結果に把握する。なお、GIS ソフト
ードできるが、19 の都道府県につSentinel-2 衛星データと圃場区画
1） （ArcGIS順を記したマニュアル を公表し
城県土地改良事業団体連合会から
15 日の取水有無を判別し、この判については、本地ではなく、（畦畔
データは、光学センサーデータであデータを用いて水田の取水開
Sentinel-2 衛星データは、光学セ GISの湛水有無を判別した。
関する精度検証を行った。具体的とQGIS）による作業手順を記した
いては、本地ではなく、（畦畔を含
データを用いて水田の取水
Sentinel-2 衛星データは、光学セの GISの湛水有無を判別した。
関する精度検証を行った。具体的と QGIS）による作業手順を記した
いては、本地ではなく、
（畦畔を含
の
GIS
データを用いて水田の取水ているので、詳細についてはその入 手 し た 水 土 里 情 報 の 耕 区 GIS
定結果（真値と仮定）と照合してを含む）耕地を基準にして作成さるため、晴天時に観測されたものしンサーデータであるため、晴天時 始時期を圃場毎に把握する。晴天圃場区画データについては、茨には、Google Earth Pro 掲載のマニュアル 1）を公表しているので、む）耕地を基準にして作成されて
1）
ンサーデータであるため、晴天時開始時期を圃場毎に把握する。晴を公表しているので、
圃場区画データについては、茨には、Google
Earth Pro 掲載のマニュアルむ）耕地を基準にして作成されて開始時期を圃場毎に把握する。晴
マニュアルを参照して頂きたい。
データを用いた。ただし、作成年
判定の正誤を調べた。その結果、れているので、灌漑面積（水張りか利用できないが、観測頻度（5 日に恵まれて衛星データが多く得らに観測されたものしか利用できな
詳細についてはそのマニュアルを城県土地改良事業団体連合会から2018 年 5 月 15 日とその翌日の航いるので、灌漑面積（水張り面積）
天に恵まれて衛星データが多く得に観測されたものしか利用できな
詳細についてはそのマニュアルを （2008
城県土地改良事業団体連合会から
2018
年 5 月 15 日とその翌日の航いるので、灌漑面積（水張り面積）
天に恵まれて衛星データが多く得年）が古かったので、Google
正答率（面積ベース）は98% と非面積）の集計には利用できない。
毎、場所によっては平均
3 日毎）はれていれば、取水開始時期を細分
いが、観測頻度（5 日毎、場所に参照して頂きたい。
入手した水土里情報の耕区 GIS デ
空写真画像を目視判読して各圃場の集計には利用できない。
られていれば、取水開始時期を細2）
いが、観測頻度（5日毎、場所に参照して頂きたい。
入手した水土里情報の耕区
GIS
デ
空写真画像を目視判読して各圃場の集計には利用できない。
られていれば、取水開始時期を細Earth Pro に掲載されていた 2018
常に高く 、本手法により高い精本手法の適用例
本手法の概要を図 -1 に示す。ま高く、無償でダウンロードできる。
化して把握できる。
よっては平均 3 日毎）は高く、無ータを用いた。ただし、作成年の 5 月 15 日の取水有無を判別し、本手法の概要を図
図-1 に示す。ま分化して把握できる。
よっては平均3日毎）は高く、無ータを用いた。ただし、作成年の5 月 15 日の取水有無を判別し、本手法の概要を図
図-1 に示す。ま分化して把握できる。
度で水田の取水開始時期が把握で年 5 月 15 日の航空写真画像を参照
本手法により、茨城県稲敷市内
ず、各衛星データから観測日に圃
ま た、Sentinel-2 衛 星 デ ー タ に は、用いる圃場区画データは、道府償でダウンロードできる。また、（2008年）が古かったので、Google
この判定結果（真値と仮定）と照ず、各衛星データから観測日に圃用いる圃場区画データは、道府償でダウンロードできる。また、（2008 年）が古かったので、Google
この判定結果（真値と仮定）と照ず、各衛星データから観測日に圃 本手法の適用例
用いる圃場区画データは、道府
本手法の適用例
きると判断された。
して一部（畦畔除去による区画拡のあるエリア（稲敷エリアと呼称；
場が湛水状態にあったか否かを判
水域の判定に有効な短波長赤外バ
県土地改良事業団体連合会が整備
Sentinel-2 衛星データには、水域
Earth Pro に掲載されていた 2018
合して判定の正誤を調べた。その本手法により、茨城県稲敷市内場が湛水状態にあったか否かを判
県土地改良事業団体連合会が整備
Sentinel-2 衛星データには、水域
Earth Pro に掲載されていた 2018
合して判定の正誤を調べた。その本手法により、茨城県稲敷市内場が湛水状態にあったか否かを判
県土地改良事業団体連合会が整備
20

情報｜No.141 2021-03

情報｜No.141 2021-03

21WEB用（重いPDF）ARIC情報141号 2021/03/22 17:18:39

研究レポート
研究レポート05―■研究レポート
研究レポート
研究レポート

利根川
利根川
利根川
利根川

～

～

～

～

～

～

～

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～～～

～～～

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～～～

～～～

～～～

～ ～

背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図【2018年】
背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図【2018年】【2018年】
4月10日以前
4月11～13日
4月14日～20日 背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図
4月21日～28日
4月29日～5月5日
背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図【2018年】
4月10日以前
4月11～13日
4月14日～20日
4月21日～28日
4月29日～5月5日
4月10日以前 5月16～20日
4月11～13日 5月21日～6月4日
4月14日～20日
4月21日～28日
4月29日～5月5日
ハス田（別途に把握）
5月6～15日
4月10日以前
4月11～13日
4月14日～20日
4月21日～28日
4月29日～5月5日
5月6～15日
5月16～20日
5月21日～6月4日
ハス田（別途に把握）
5月16～20日
ハス田（別途に把握）
5月6～15日
5月21日～6月4日
図-2 2018 年の水田の取水開始時期マップ（稲敷エリア）
5月16～20日
ハス田（別途に把握）
5月6～15日
5月21日～6月4日
図-2 2018年の水田の取水開始時期マップ（稲敷エリア）
図-22018
図-2年の水田の取水開始時期マップ（稲敷エリア）
2018 年の水田の取水開始時期マップ（稲敷エリア）
図-2 2018 年の水田の取水開始時期マップ（稲敷エリア）

面積（ha）
面積（ha）

面積（ha）
面積（ha）

図-5 に示の GIS データの属性テーブルに大水稲の作付状況マップを図
結果、正答率（面積ベース）は 98%
水稲の作付状況マップを図
図
5
に示
の
GIS
データの属性テーブルに大結果、正答率（面積ベース）は
98%
2）
水稲の作付状況マップを図
図-5 に示 字・地番をキー（共通の属性）にの GIS データの属性テーブルに大結果、正答率（面積ベース）は、本手法により高98% す。このマップは次のようにしてと非常に高く2）
水稲の作付状況マップを図図-5 に示の GIS合し、筆単位の作付状況マップを
データの属性テーブルに大結果、正答率（面積ベース）は98%、本手法により高す。このマップは次のようにして字・地番をキー（共通の属性）にと非常に高く2）
稲敷エリアにおける
2018
年の水協議会から入手した
2018年の水田、本手法により高 作成した。まず、稲敷市地域農業す。このマップは次のようにして して結合し、筆単位の作付状況マ
字・地番をキー（共通の属性）にと非常に高くい精度で水田の取水開始時期が把2）、本手法により高す。このマップは次のようにして字・地番をキー（共通の属性）にと非常に高くい精度で水田の取水開始時期が把作成した。まず、稲敷市地域農業
して結合し、筆単位の作付状況マ
稲の作付状況マップを図-5に示す。
の耕作台帳データを地番図のGIS作成した。次に、それに圃場区画
い精度で水田の取水開始時期が把 再生協議会から入手した作成した。まず、稲敷市地域農業
して結合し、筆単位の作付状況マ
2018 年
ップを作成した。次に、それに圃握できると判断された。
い精度で水田の取水開始時期が把作成した。まず、稲敷市地域農業
して結合し、筆単位の作付状況マ
このマップは次のようにして作成
データの属性テーブルに大字・地
データ（水土里情報の耕区 GIS デー
握できると判断された。
再生協議会から入手した
2018年
ップを作成した。次に、それに圃握できると判断された。
再生協議会から入手した 2018 年 場区画データ（水土里情報の耕区ップを作成した。次に、それに圃の水田の耕作台帳データを地番図
稲敷エリアにおける2018 年の握できると判断された。
再生協議会から入手した
2018年
ップを作成した。次に、それに圃した。まず、稲敷市地域農業再生
番をキー（共通の属性）にして結場区画データ（水土里情報の耕区タ）を重ねて圃場区画毎に作付情稲敷エリアにおける2018 年のの水田の耕作台帳データを地番図
稲敷エリアにおける2018 年のの水田の耕作台帳データを地番図 GIS場区画データ（水土里情報の耕区
データ）を重ねて圃場区画毎
600
稲敷エリアにおける 2018 年のの水田の耕作台帳データを地番図
場区画データ（水土里情報の耕区報を集約し、圃場区画単位の作付GISデータ）を重ねて圃場区画毎600
GIS データ）を重ねて圃場区画毎600に作付情報を集約し、圃場区画単
GIS データ）を重ねて圃場区画毎
状況マップ（図 -5）を作成した。
600 500に作付情報を集約し、圃場区画単に作付情報を集約し、圃場区画単図-5）を作位の作付状況マップ（図500に作付情報を集約し、圃場区画単
稲敷エリアを含む地域の水利権の
500
図
5
）を作
位の作付状況マップ（図図-5）を作位の作付状況マップ（図500
成した。稲敷エリアを含む地域の許可期限が令和 5図年-53）を作
月 31 日まで
位の作付状況マップ（図400
成した。稲敷エリアを含む地域の成した。稲敷エリアを含む地域の400
水利権の許可期限が令和5年3月400であるため、現在、水利権の更新成した。稲敷エリアを含む地域の水利権の許可期限が令和
5年3月
400
水利権の許可期限が令和5年3月
300
31に向け、取水開始時期マップ（図日までであるため、現在、水利水利権の許可期限が令和
5
年
3
月
300
31 日までであるため、現在、水利300
31 日までであるため、現在、水利権の更新に向け、取水開始時期マ-2）と水稲の作付状況マップ（図300
31 日までであるため、現在、水利権の更新に向け、取水開始時期マ200
権の更新に向け、取水開始時期マ
図-2）と水稲の作付状況マップ（図-5）を組み合わせた水稲作期の分200
権の更新に向け、取水開始時期マ200
図2）と水稲の作付状況マップ（図-2）と水稲の作付状況マ
ップ（図
200
図-図
5）を組み合わせた水稲ップ（図析等を行っているところである。
100
図--52）を組み合わせた水稲）と水稲の作付状況マ
ップ（図
ップ（図
図
図-5）を組み合わせた水稲ップ（図100
作期の分析等を行っているところ
100
ップ（図図-5）を組み合わせた水稲作期の分析等を行っているところ
100
作期の分析等を行っているところ0である。
Sentinel-1
衛星データの補
作期の分析等を行っているところ
0
である。
5/6
4/10
4/11
4/14
4/21
5/21
4/29
5/16
0
である。
完的利用
4/11
0 4/10 以前
である。
5/6 5/21
4/10 4/14
4/11 4/21
4/14 4/29
4/21 5/6
4/29 5/16
5/16 5/21
4/13
5/6 5/15
4/10 4/11
4/144/20
4/214/28
5/21 6/4
4/29 5/5
5/165/20
以前
晴天時の Sentinel-2
衛星データ
Sentinel-1
衛星データの補完
以前 4/20
5/15
4/13
4/28
6/4
5/20
5/5
4/13 4/20 4/28
Sentinel-1
衛星データの補完
期間 5/5 5/15 5/20 6/4
以前
Sentinel-1 衛星データの補完が十分に得られなかった場合には、
4/13 4/20 4/28期間5/5 5/15 5/20 6/4
的利用
Sentinel-1
衛星データの補完
期間
的利用
Sentinel-1
的利用 衛星（欧州宇宙機関）が期間
図-4 各期間に取水が開始された圃場の総面積（稲敷エリア）
晴天時のSentinel-2 衛星デー
的利用
図-4 図各期間に取水が開始された圃場の総面積（稲敷エリア）-4 各期間に取水が開始された圃場の総面積（稲敷エリア）
Sentinel-2
衛星デー
図-4
各期間に取水が開始された圃場の総面積（稲敷エリア） 晴天時の晴天時の Sentinel-2
衛星デー
タが十分に得られなかった場合に図-4 各期間に取水が開始された圃場の総面積（稲敷エリア）
晴天時の Sentinel-2 衛星デー
タが十分に得られなかった場合にタが十分に得られなかった場合にタが十分に得られなかった場合に

利根川
利根川
利根川
利根川

図-3 2018 年 4 月 20 日の MNDWI 画像（稲敷エリア）
図-3
2018
4月月2020
日の
MNDWI
図-3
年日の
4 月MNDWI
20日の画像（稲敷エリア）
MNDWI 画像（稲敷エリア）
図 -3 2018
年年42018
画像（稲敷エリア）
図-3 2018 年 4 月 20 日の MNDWI 画像（稲敷エリア）

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情報｜No.141 2021-03

背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図
背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図
背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図
主食用米_あきたこまち
主食用米_その他の品種
主食用米_品種不明
背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図
主食用米_あきたこまち
主食用米_その他の品種
主食用米_品種不明

主食用米_あきたこまち
主食用米_その他の品種
主食用米_品種不明
飼料用米
WCS用稲
米粉用米・加工用米
主食用米_あきたこまち
主食用米_その他の品種
主食用米_品種不明
飼料用米
WCS用稲
米粉用米・加工用米
飼料用米
WCS用稲
米粉用米・加工用米
2018
年の水稲の作付状況マップ（稲敷エリア；河内町内を除く）
図 図-5-5 2018
年の水稲の作付状況マップ（稲敷エリア；河内町内を除く）
飼料用米
WCS用稲
米粉用米・加工用米
図-5 2018
図-5年の水稲の作付状況マップ（稲敷エリア；河内町内を除く）
2018 年の水稲の作付状況マップ（稲敷エリア；河内町内を除く）
図-5 2018 年の水稲の作付状況マップ（稲敷エリア；河内町内を除く）

情報｜No.141 2021-03

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WEB用（重いPDF）ARIC情報141号 2021/03/22 17:18:39

05―■ 研究レポート

研究レポート
研究レポート

栃木県栃木県

群馬県群馬県

茨城県茨城県

2018
年20
4月
20VV
日の
VV 偏波のSAR
画像（稲敷エリア）図-6 図-6
2018
年
月
20
日の
VV
偏波の
SAR
画像（稲敷エリア）
図-62018 年
44 月
日の
偏波の
SAR
画像（稲敷エリア）

埼玉県埼玉県は、Sentinel-1
衛星（欧州宇宙機答率（面積ベース）は「湛水あり」、それ以外であれば答率（面積ベース）は79%とやや「湛水あり」
は、Sentinel-1
衛星（欧州宇宙機、それ以外であれば79%とやや
3）
） ように
C関）が
バンドの合成開口レーダ（SAR）
。
こ3の
低
い値
で あ っ た 3）なし」と判定する方法で行った。
。このように「湛水なし」と判定する方法で行関）がC バンドの合成開口レーダ「湛水なし」と判定する方法で行
低い値であった。このようにC バンドの合成開口レーダ
低い値であったで観測したデータの利用を検討す
Sentinel-1
衛星データによる湛水有
ここで閾値は、6月 9 日の湛水有
Sentinel-1
衛星データによる湛水った。ここで閾値は、6（SAR）で観測したデータの利用をった。ここで閾値は、6
月 9 日のSentinel-1
衛星データによる湛水（SAR）で観測したデータの利用を
月 9 日のる。Sentinel-1
衛星データも無償で無の判
別 精 度 は 高 く な い が、無が既知である計
200 枚の圃場の有無の判別精度は高くないが、検討する。Sentinel-1
衛星データ
湛水有無が既知である計
200 枚の有無の判別精度は高くないが、検討する。Sentinel-1
衛星データ
湛水有無が既知である計
200 枚の千葉県千葉県

背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図
背景：国土地理院のWEB地図「地理院地図」の陰影起伏図【2019年】【2019年】
ダウンロードできる。ただし、次Sentinel-1
衛星データは、雲の影響
後方散乱係数データを用いて決定
Sentinel-1
衛星データは、雲の影圃場の後方散乱係数データを用いも無償でダウンロードできる。た圃場の後方散乱係数データを用い
Sentinel-1
衛星データは、雲の影も無償でダウンロードできる。た
4月13日以前4月14～28日
4月14～28日 4月29日～5月8日
4月29日～5月8日
5月9～23日
5月24日～6月9日
4月13日以前
5月9～23日
5月24日～6月9日に 述 べだるし
よ、う に、Sentinel-1
衛星
を受けないので、補完用データとし た。
そ の 計 200 枚 の 圃 場
は、5
響を受けないので、補完用データ
次
に
述
べ
る
よ
う
に
、
て決定した。その計200枚の圃場響を受けないので、補完用データ
だし、次に述べるように、て決定した。その計 200 枚の圃場ハス田（別途に把握）
6月9日までに取水なし ハス田（別途に把握）
6月9日までに取水なし
データによる湛水有無の判別精度して利用できる。
月 23 日 と 6月
月 23
17 日
の Sentinel-2
として利用できる。
Sentinel-1
衛星データによる湛水として利用できる。
日と17 日のSentinel-1
衛星データによる湛水
は、5は、5
月 23 日と6 月 617月日の※ 6月9日の湛水有無の判別は、Sentinel-1衛星データによる。
※ 6月9日の湛水有無の判別は、Sentinel-1衛星データによる。
は高くないことに留意する必要が利根川流域の一部とその周辺に
衛星データによる両日の湛水有無
利根川流域の一部とその周辺にSentinel-2
有無の判別精度は高くないことに 利根川流域の一部とその周辺にSentinel-2
衛星データによる両日有無の判別精度は高くないことに
衛星データによる両日-7
2019年の水田の取水開始時期マップ（利根川流域の一部とその周辺）
年の水田の取水開始時期マップ（利根川流域の一部とその周辺）
図-7図図-7
20192019
年の水田の取水開始時期マップ（利根川流域の一部とその周辺）ある。
おける 2019 年の水田の取水開始時の判別結果を用いてランダムに抽年の水田の取水開始
おける2019
留意する必要がある。
の湛水有無の判別結果を用いてラおける 2019 年の水田の取水開始
留意する必要がある。
の湛水有無の判別結果を用いてラ2018 年 4 月 20 日の Sentinel-1 衛期マップを図 -7 に示す。このマッ出（例えば、両日とも「湛水なし」
星データを複数利用（必要に応じ引用文献
引用文献
別、農業農村工学会論文集、別、農業農村工学会論文集、時期マップを図
図-7 に示す。このマンダムに抽出（例えば、両日とも
2018
年20
4月
20 Sentinel-1
日の Sentinel-1時期マップを図
ンダムに抽出（例えば、両日とも 星データを複数利用（必要に応じ
図-7 に示す。このマ2018 年4月日の星データから作成した稲敷エリア
プの作成（用いた圃場区画データと判定された圃場の中から 100 枚て無償のSentinel-1
衛星データ1) 福本昌人（2019）1) 福本昌人（2019）：Sentinel-2 88（1）88（1）
、Ⅱ_21-Ⅱ_28
Sentinel-1
衛星データ：Sentinel-2、Ⅱ_21-Ⅱ_28
ップの作成（用いた圃場区画デー「湛水なし」と判定された圃場の衛星データから作成した稲敷エリップの作成（用いた圃場区画デー「湛水なし」と判定された圃場の て無償の衛星データから作成した稲敷エリ
衛星データと圃場区画データ
引用文献の VV 偏波の SAR 画像を図 -6 には農水省の「筆ポリゴン」）にあたの圃場を「6 月 9 日に湛水状態でて無償のSentinel-1 衛星データもも補完的に利用）して衛星観測日
衛星データを用いた水田の取 4) 福本昌人（2020）4) 福本昌人（2020）
やリモ
衛星データを用いた水田の取：GIS：GISやリモ
タは農水省の「筆ポリゴン」
図-6 にタは農水省の「筆ポリゴン」
アのVV 偏波のSAR 画像を図中から100 枚の圃場を「6月 9 日 も補完的に利用）して衛星観測日）にあ）にあ中から
図 -6 にアの VV
偏波のSAR 画像を図
100 枚の圃場を「6月9日を用いた水田の湛水有無の判
1） 福 本 昌 人（2019）：Sentinel-2示す。暗い色を呈しているのが水り、 同 年 の 6 月 9 日 の Sentinel-1
ない圃場」として抽出）したもの
補完的に利用）して衛星観測日ににおける水田の湛水有無を圃場毎 水開始時期の把握手法、http:
水開始時期の把握手法、http: ートセンシングを活用した農ートセンシングを活用した農示す。暗い色を呈しているのが水たり、たり、
同年の
6 月 9Sentinel-1
日の Sentinel-1に湛水状態でない圃場」として抽に湛水状態でない圃場」として抽 における水田の湛水有無を圃場毎示す。暗い色を呈しているのが水
同年の6 月 9 日の別、農業農村工学会論文集、
衛星データを用いた水田の取面であるが、不明瞭である。稲敷
衛星データを補完用データとしてである。なお、6 月 17 日は曇天でおける水田の湛水有無を圃場毎にに判別し、各観測日の判別結果か
地・
農業用水の利用状況等のマ//www.naro.affrc.go.jp/に判別し、各観測日の判別結果か
地・
農業用水の利用状況等のマ//www.naro.affrc.go.jp/
面であるが、不明瞭である。稲敷衛星データを補完用データとして
衛星データを補完用データとして出）したものである。なお、6出）したものである。なお、6面であるが、不明瞭である。稲敷
月 月
88（1）
、Ⅱ _21- Ⅱ _28
水 開 始 時 期 の 把 握 手 法、エリアより一回り大きく、かつ、
利用した。すなわち、5 月 24 日以あったが、衛星画像に雲のない部
判別し、各観測日の判別結果からら取水開始時期を把握する、といップ化事例、https://www.
publicity_report/publication
ら取水開始時期を把握する、といップ化事例、https://www.
publicity_report/publication
エリアより一回り大きく、かつ、利用した。すなわち、5利用した。すなわち、524 日以17 日は曇天であったが、衛星画像
17 日は曇天であったが、衛星画像
エリアより一回り大きく、かつ、
24 月日以4） 福本昌人（2020）：GIS やリモー
http://www.naro.affrc.go.jp/
稲敷エリアをほぼ含むエリアに位降に晴天時の Sentinel-2 月
衛星デー
分が見られたので、雲や雲影のな
取水開始時期を把握する、というう衛星リモートセンシング手法を
naro.affrc.go.jp/publicity_/pamphlet/tech-pamph/131938.
/pamphlet/tech-pamph/131938.
稲敷エリアをほぼ含むエリアに位降に晴天時のSentinel-2
衛星デに雲のない部分が見られたので、に雲のない部分が見られたので、 う衛星リモートセンシング手法を
トセンシングを活用した農
publicity_report/publication/ naro.affrc.go.jp/publicity_
稲敷エリアをほぼ含むエリアに位降に晴天時のSentinel-2
衛星デ置
す る 水 田 を 対 象 と し て、 そ のタが得られなかったので、6
月9い部分で湛水有無の判別を行った。
衛星リモートセンシング手法を紹紹介した。本手法は、水利権更新
report/publication/pamphlet/
html
紹介した。本手法は、水利権更新
report/publication/pamphlet/
html
置する水田を対象として、そのータが得られなかったので、雲や雲影のない部分で湛水有無の地・農業用水の利用状況等のpamphlet/tech-pamph/131938.
置する水田を対象として、そのータが得られなかったので、
6 月 96 月 9雲や雲影のない部分で湛水有無のSentinel-1
衛星データを用いて同日
日のSentinel-1
衛星データを用い
具体的な手順については、筆者の介した。本手法は、水利権更新にに向けて農業用水の実態調査を行
tech-pamph/135809.html
2)
福本昌人（2019）：Sentinel-2に向けて農業用水の実態調査を行
tech-pamph/135809.html
2)
福本昌人（2019）：Sentinel-2
4）
Sentinel-1
衛星データを用判別を行った。具体的な手順につSentinel-1
衛星データを用いて同判別を行った。具体的な手順につマップ化事例、https://www.
html
日の 日の
Sentinel-1
衛星データを用
Sentinel-1
衛星データを用いて同の第 13 章を参照の湛水有無を判別するとともに、て同日の湛水有無を判別した。
マップ化事例集
向けて農業用水の実態調査を行う
う際に活用できる。
また、
例えば、
4） う際に活用できる。
また、例えば、
衛星データを用いた水田の取4）naro.affrc.go.jp/publicity_
福 本 昌 人（2019）：Sentinel-22）衛星データを用いた水田の取いて同日の湛水有無を判別した。
いては、筆者のマップ化事例集
日の湛水有無を判別するとともに、
いて同日の湛水有無を判別した。
いては、筆者のマップ化事例集
して頂きたい。
その 判日の湛水有無を判別するとともに、別 結 果 を 同 日 の Sentinel-2
この判別は、SAR
画像に圃場区際に活用できる。また、例えば、雪解けの遅れにより水利権上の代水開始時期の把握、システム農
雪解けの遅れにより水利権上の代水開始時期の把握、システム農
report/publication/pamphlet/
衛星データを用いた水田の取の第13 章を参照して頂きたい。
その判別結果を同日のSentinel-2
この判別は、SAR
画像に圃場区の第 13章を参照して頂きたい。
その判別結果を同日のSentinel-2
この判別は、SAR
画像に圃場区
衛星データによる湛水有無の判別
画データを重ねて圃場毎に画素値
雪解けの遅れにより水利権上の代かき期間が緊急的に延長された際
学、35（2）、15-23
かき期間が緊急的に延長された際、15-23tech-pamph/135809.html
水開始時期の把握、システム
衛星データによる湛水有無の判別
画データを重ねて圃場毎に画素値おわりに衛星データによる湛水有無の判別
画データを重ねて圃場毎に画素値
結果（真値と仮定）と照合して判（後方散乱係数）の平均値を求め、かき期間が緊急的に延長された際 学、35（2）に行われる取水状況等の検証にお3) 福本昌人（2020）：Sentinel-1に行われる取水状況等の検証にお：Sentinel-1
農学、35（2）、15-23
結果（真値と仮定）と照合して判（後方散乱係数）の平均値を求め、定の正誤を調べた。その結果、正その値がある閾値以下であれば「湛
本稿
で は、 無 償 の Sentinel-2 衛に行われる取水状況等の検証にお3) 福本昌人（2020）
結果（真値と仮定）と照合して判（後方散乱係数）の平均値を求め、おわりにおわりにいても活用できる。
衛星データと圃場区画データ
福 本 昌 人（2020）
3）衛星データと圃場区画データ：Sentinel-1
答率（面積ベース）は79% とやや水あり」、それ以外であれば「湛水定の正誤を調べた。その結果、正その値がある閾値以下であれば
本稿では、
無償の
Sentinel-2星データを複数利用（必要に応じいても活用できる。
定の正誤を調べた。その結果、正その値がある閾値以下であれば
本稿では、
無償の
Sentinel-2
衛 衛 いても活用できる。

を用いた水田の湛水有無の判を用いた水田の湛水有無の判24

情報｜No.141 2021-03

情報｜No.141 2021-03

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