ASTERの利活⽤・次世代ハイパーセンサ開発
⼈⼯衛星から資源(⽯油や鉱物)を探す
資源分野以外のASTERの利活⽤
地質調査総合センター
リモートセンシング研究グループ
岩男弘毅

ASTERの利活⽤・次世代ハイパーセンサ開発• 地下(地球)を測るには︖ 物理探査
• ⼈⼯衛星から資源(⽯油や鉱物)を探す• 宇宙でも使える物理探査技術• 資源はどこにあるか︖ ⼿がかり
• 資源を探すリモセン
ASTER, HISUI
センサの設計、精度保証、地図化、配信• ASTERの利活⽤
利活⽤のための技術開発
特に地質災害への応⽤例

1⼈間ドック ⾝体の中を遠隔計測

熱はある︖

⾎液検査に異常⽬の⾊ ⻩⾊くない︖

レントゲン
地⿊ですか︖

超⾳波
エコー

肝脂肪XX

CT検査
CT検査
（Computed Tomography︓
コンピュータ断層診断装置）

⾊、温度、X線...

地下を測るには︖
光(可視光)は地中まで届かない

地⾯の下には、何があるの︖
どうなっているの︖
掘らないで、調べるには︖
掘って調べるボーリング≒胃カメラ︖

産総研 地質調査総合センター 地圏資源環境研究部⾨ 光畑副研究部⾨⻑提供2

地⾯の下には、何があるの︖どうなってるの︖
掘らないで、調べるには︖
⼤地による吸収が少なく、深くまで透過できるように、低い周波数の電磁波(リモセン)、電磁場を利⽤する︕
地表徴候
(熱も)
地震波
重力波
地形

産総研 地質調査総合センター 地圏資源環境研究部⾨ 光畑副研究部⾨⻑提供地⾯の下を掘らずに調べる
地表調査

地表に出ている鉱物のスペクトル、熱や地形を含む
リモセン
電磁波を利⽤ (地表探査の⼀部も)重⼒探査
地表の重⼒値を利⽤して地球内部の物質の不均質さを知る
磁場探査
波⻑の短い磁場は近くを構成する岩⽯の磁気的性質の違いに由来する特性を利⽤
反射法地震探鉱
弾性波を地下に向け、⾳響インピーダンスの異なる境界⾯で屈折あるいは反射した波を地表に設置した受信機で観測すること
により、地下の境界⾯や地下物質の特性を調べる

3

電磁(誘導)探査

送信ループから発⽣する磁場（１次磁場）が変化すると、地中に誘導電流（渦電流）が発⽣します。電流の⼤きさは地盤や岩盤の電気の通し易さに依存します。
誘導電流はさらに新しい磁場（２次磁場）を発⽣し、その２次磁場の時間変動を受信ループにおいて誘起起電⼒として観測します。
その観測値から、地盤の電気的性質が推定できます。

産総研 地質調査総合センター 地圏資源環境研究部⾨ 光畑副研究部⾨⻑提供地中レーダ探査地中レーダ探査では，地表から地下に電磁波を送り，地下から反射してきた電磁波を使って，地⾯の中を調べます。
電磁波は地中を光の1/3から1/5位の速さで伝わります。

産総研 地質調査総合センター 地圏資源環境研究部⾨ 光畑副研究部⾨⻑提供4

人工衛星からは×
電離層があるので減衰して使えない

産総研 地質調査総合センター 地圏資源環境研究部⾨ 光畑副研究部⾨⻑提供資源探査
資源
どこに⽯油・天然ガスがある︖
どこに鉱物がある︖

5

どこに⽯油・天然ガスがある︖
⽯油ができる炭化⽔素の⽣成集まる
貯留岩、トラップが存在する
残っている
シールが存在する参考文献 資源・環境リモートセンシング実用シリーズ
第４巻 地球観測データの利用（１）

ジンダピア背斜構造（パキスタン）(N30 30/E70 20)
インド亜⼤陸の衝突の産物（背斜），ジンダピア背斜構造，パキスタン
Anticline structure by theIndian subcontinent drift,
Zinda Pia Anticline Structure,
Pakistanパキスタン中央にある第三紀層からなる背斜構造で、この⻄側に分布するスレイマン⼭脈（前出の画像10）とともに、インド亜⼤陸の北への移動に伴うアフガンプレートとインド亜⼤陸の衝突による圧縮場により形成された。
この背斜構造中にはガス層が分布し、画像のさらに北側の背斜構造中には巨⼤なガス⽥が発⾒された。
引用
http://www.jspacesystems.or.jp/ersdac/AST
ERimage/ASTERimage_library_J.html

6

ケシム島（イラン）(N26 50/E55 30)
ホルムズ海峡の巨⼤な岩塩ドーム，ケシム島，
イラン
The great salt dome in the Holmuzstraight, Qeshm Island, Iran
イラン南東端のホルムズ海峡に浮かぶケシム島。
画像左下に⾒事な岩塩ドームが認められる。
岩塩ドームは堆積岩が厚い岩塩層の上に堆積した場合に⽣じる。塩は周囲の岩⽯よりも⽐重が⼩さいので浮き上がり、上位 の堆積層を変形させる。 地質学的に不安定な地域では、岩⽯の変形や変動から⽣じる圧⼒が塩を上部へ押し上げることもある。⽯油埋蔵がある場合は、それらは塩分含有層の側⾯ に沿い形成されていることが多い。それゆえ岩塩ドームは⽯油探鉱のうえで重要な地質学的対象となる。また画像上部のラグーンを縁取る⾚い部分は、ペルシャ湾で貴重なマングローブの分布域を表す。
引用
http://www.jspacesystems.or.jp/ersdac/AST
ERimage/ASTERimage_library_J.html

結局どこに⽯油・天然ガスがある︖
殆どが堆積盆地(根源岩がある)
地形を調べる
油徴(兆)を調べる(地⾯や海⾯に染み出た油)貯留岩および近接する領域のスペクトルを調べる
探鉱開発事業地下にある⽯油を探し(探鉱)、地表に汲み上げ、適切な場所まで輸送する(開発)⇒経済性、環境リスク調査も参考文献 資源・環境リモートセンシング実用シリーズ
第４巻 地球観測データの利用（１）7どこに鉱物がある︖
リモートセンシングの可探深度
光学センサ 地表から数μmレーダーで最⼤数⼗センチ• ランドサットMSS (1972)
Rowan et al. (1974) 熱変質帯の抽出• ランドサット4号 (1982)
2.2μm Clay band(B7)を搭載
粘⼟鉱物、炭酸塩鉱物の吸収帯• JERS-1 (1992)
Clay band 2.01〜2.12, 2.13〜2.25
2.27〜2.40μm(短波⻑)
可視〜熱⾚外域を⽤いた
リモートセンシングによる探鉱
L band (1275MHz)
油徴、地表⾯粗度等

参考文献 http://www.jspacesystems.or.jp/ersdac/Projects/
JERS1/JOPS/JOPS_J.html

鉱物ごとに反射スペクトルが異なる
ラボでスペクトルライブラリを作製
可視赤外
参考文献 資源・環境リモートセンシング実用シリーズ
第４巻 地球観測データの利用（１）8⽯油を探すリモセン

炭酸塩岩or油兆を探す
地形が判る資源がありそうな場所を繰り返し観測できる鉱物を探すリモセン
可視〜熱⾚外に⾒られる鉱物の反射・熱放射のスペクトル特性の違い
世界中のあらゆる地域について、その場所の地形、地表の状態から潜在的な資源量のあたりをつけることができるのが衛星リモセンの最⼤のメリット

⽶国NASAのEOS計画とASTERプロジェクト• ⽶国NASAの地球観測ミッションMTPEの中核となる地球観測ｼｽﾃﾑ（EOS; EarthObserving System）計画• EOS計画の公募センサにASTERを応募し採⽤。（METI/NASA国際共同）• NASAのTerra衛星に搭載された５つのセンサのうちのひとつ（1999年12⽉打ち上げ）

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ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission &Reflection Radiometer)
CERES (Clouds and the Earth Radiant Energy System)– 雲・地球放射エネルギー観測システム
MISR (Multi-angle Imaging Spectro Radiometer)– 多重⾓度画像分光放射計
MODIS(MODerate-resolutionImagingSpectroradiometer)– 中分解能分光放射計
MOPITT(MeasurementsOfPollution
InTheTroposphere)– 対流圏汚染観測装置

J-spacesystems 立川氏提供

9

Terra/ASTERセンサー

可視近⾚外放射計( Visible Near Infrared Radiometer)
観測波⻑帯︓3 バンド＋後⽅視0.52 - 0.86 m

地表分解能︓ 15 m
ﾎﾟｲﾝﾃｨﾝｸﾞ⾓範囲︓ ±24°
（軌道⽅向と直⾓）

短波⻑⾚外放射計( Short Wave Infrared Radiometer)
観測波⻑帯︓6 バンド

1.60 - 2.43 m

地表分解能︓ 30 m
ﾎﾟｲﾝﾃｨﾝｸﾞ⾓範囲︓ ±8.55°（軌道⽅向と直⾓）

熱⾚外放射計( Thermal Infrared Radiometer)観測波⻑帯︓5 バンド

8.125 -11.65 m

地表分解能︓ 90 m
ﾎﾟｲﾝﾃｨﾝｸﾞ⾓範囲︓ ±8.55°（軌道⽅向と直⾓）

J-spacesystems 立川氏提供

Terra/ASTER特徴

他の中空間分解能地球観測衛星との⽐較①可視・近⾚外域②短波⻑⾚外域③熱⾚外域④ステレオ視機能⑤その他特徴︓３バンド（15m空間分解能）
3バンドとも15m空間分解能有す︓６バンド（30m空間分解能）
当時最多バンド数
︓５バンド（90m空間分可能）
唯⼀の多バンド
︓B/H⽐0.6
同⼀軌道上でデータ取得（直下視と後⽅視）精度良いDEM（デジタル標⾼データ）⽣成
⾼い位置精度ポインティング機能（緊急観測可）
安価
⾼次プロダクツ（ユーザ・フレンドリーな製品）
J-spacesystems 立川氏提供

・・・等等等

10スペクトル分解能⽐較
visibleinfrared

wavelength (µm)
可視・近赤外域

短波長赤外域

熱赤外域

Terra/ASTER
J-spacesystems 立川氏提供

マルチスペクトル(ASTER)からハイパースペクトル(HISUI)へ

油徴の質、鉱物の含有率等
J-spacesystems 立川氏提供

11

研究テーマとAIST内連携

技術を社会へIntegration for Innovation

配信・利⽤

環境管理

情報技術・AIセンター

ITRI

地図作製

計量標準

品質管理
センサー開発全球の都市マップ

地図作製

12

衛星から資源を⾒つけることが出来る(た)ことは判ったで結局元は取れたの︖
費用対効果

結構役に⽴ってます

参考⽂献
http://www.meti.go.jp/policy/tech_evaluation/c00/C0000000H27/151216_ucyu1/ucyu1_siryou6f.pdf

資源分野以外のASTERの利活⽤に向けて

13

産総研プレス

資源・地質災害用のASTERにひと手間加えて無償提供(オープンデータ)• 5年の設計寿命に対し16年以上運用中• 視認性を向上• 他のGISデータとの統合利用を容易に

Pseudo-natural color

Omaezaki, Shizuoka

ASTER image (RGB=3N21)

Generated Simulated true color
ASTER images
AIST山本氏提供

14

衛星で地質災害はどう⾒えるか︖
使うのは地球観測衛星
地すべり、津波、⽕⼭

ASTER資源探査⽤将来型センサー
Terra

ASTER

経済産業省が開発したセンサー（カメラ）
NASAが運⽤中の地球観測衛星Terraに搭載
地質調査総合センターからデータを無償公開中
特徴
１．1999年12⽉に打ち上げられ、現在も稼働300万シーン(枚)の画像を保存(変化が判ります)
２．緊急観測に対応できます(数⽇で)ランドサット衛星は16⽇に⼀度だけ
３．地形(標⾼)が判ります
４．地⾯の温度も判ります15

熊本地震の場合
2016年4⽉14⽇午後9時26分頃
2016年4⽉16⽇午前1時25分頃

変化: ⼤規模地すべりを衛星から⾒ると...

熊本県南阿蘇村⽴野・河陽地区とその周辺をとらえた
ASTER疑似天然⾊画像（左︓2016年3⽉3⽇，右︓2016年4⽉20⽇） GSJ ⼩畑⽒提供

16

地すべり域の特定→⽊(植⽣)が無くなったところを抽出
⻘:国⼟地理院が空中写真から⽬で⾒て特定した結果
GSJ ⼩畑⽒提供

緊急観測・繰り返し観測 TERRA/ASTERの観測
⽇付
天候
撮像範囲

4⽉20⽇

4⽉22⽇

4⽉29⽇

5⽉6⽇

5⽉8⽇

5⽉22⽇

5⽉31⽇

良好

雲

良好

雲

雲

雲

⼀部雲

全域

全域

ほぼ全域

ほぼ全域

全域

全域

⼀部

現在も継続観測中
4/15⽇以降21回観測
8⽉26⽇時点
良い点:
広い範囲を繰り返し観測
被害の広がりを⾃動抽出︖
⽋点:
雲には弱い

17

標⾼(⾼さ)の変化
2005年パキスタン地震での解析

2000年11月14日

2005年10月27日

標高(高さ)の変化

体積の変化 : 0.06 km3, 対象面積 : 0.5 km2(50m以上の高さの変化があった範囲)
GSJ 浦井⽒提供

ASTER資源探査⽤将来型センサー
Terra

ASTER

経済産業省が開発したセンサー（カメラ）
NASAが運⽤中の地球観測衛星Terraに搭載
地質調査総合センターからデータを無償公開中特徴１．1999年12⽉に打ち上げられ、現在も稼働300万シーン(枚)の画像を保存(変化が判ります)
２．緊急観測に対応できます(数⽇で)ランドサット衛星は16⽇に⼀度だけ
３．地形(標⾼)が判ります
４．地⾯の温度も判ります

18

ASTER⾼温領域検出システム

ASTERの熱バンドで観測した16年分のHotspotを地図上に表⽰

19

火山衛星画像データベース
全 世 界 の 活 火 山 の時系列衛星画像を提供します。

東京湾岸 from ASTER 空間分解能15m 約 1:150,000

20

ASTERの検索サイト

https://gbank.gsj.jp/madas/

ASTERの検索サイト

http://earthexplorer.usgs.gov/

21

⽇本国内よりも⽶国からのアクセスが多く、KMLは⽇本からのアクセスが多い

2016年9月のKMLファイルのリクエスト状況

2016年9月のTARファイルのダウンロード
状況

本⽇の話題•••••

⼈体のリモセン(周波数・波⻑の話)
地球(地⾯)のリモセン
資源はどこにあるか︖
資源を探すリモセン
ASTER, HISUI
センサの設計、精度保証、地図化、配信• ASTERの利活⽤
特に地質災害への応⽤

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