# [E22] 長崎の原爆を前後にして米軍が記録した航空写真 の画像処理（その 1 ）

全 炳徳 1 )

1）長崎大学情報データ科学部，〒852-8521 長崎市文教町 1-14

E-mail: bdjun@nagasaki-u.ac.jp
## Image processing of aerial photographs taken by the U.S. military before and after the atomic bombing of Nagasaki (Part 1)

JUN Byungdug1)

1) Nagasaki University, 1-14 Bunkyo-machi, Nagasaki, 852-8521 Japan

## 【発表概要】

今から凡そ 77 年前の 1945 年 8 月 6 日と 9 日，広島と長崎に原子爆弾が投下された。アメリ力軍の戦略爆撃機 B-29によるものだった。この約 8 カ月前，戦略爆撃機 B-29を改造して F-13 と呼ばれる写真偵察機が，広島と長崎など原子爆弾を投下するための情報収集を当たった。当時としては最先端の航空写真測量によるものだった。本論での発表内容としてはアメリカの写真偵察機による航空写真関連の内容について触れるとともに, 新しく取り組んだ画質の高度化のため研究内容について発表する。更に，近年普及しているクラウド環境を活用した平和教育教材のためのデジタルアース・システムについての内容も発表に盛り込む。本論では長崎の原爆前後のデジタルデータ（1945 年 8 月 7 日と 9 月 7 日）の合計 58 枚を処理しており, オリジナルデータに近い画質向上のため ArcGIS と Adobe Photoshop を活用して解析を実施した。

## 1. はじめに

アメリカ軍の戦略爆撃機 B-29を改造した写真偵察機の F-13 が軍事機密情報を収集するために日本列島に初めて飛来したのは 1944 年 11 月 1 日の東京上空だった。それは F-13の写真偵察機がサイパンの基地に配備されたのが 1944 年 10 月 30 日であり, その僅か 2 日後の最初の任務に当たるためであった。その後, 日本全土を隈なく特殊カメラのフィルムに収め, 日本列島の軍事機密情報の収集に専念した。その回数は写真偵察機 F-13 の 1944 年 11 月 1 日から 1945 年 9 月 11 日までの作戦一覧を確認すると，474 回に上る[1]。ほぼ毎日 1 回から 2 回の任務に当たったことになる。

1945 年 4 月 27 日, 原爆投下候補地についての第 1 回目目標検討委員会がワシントンで招集され, 東京湾, 川崎, 横浜, 名古屋, 大阪, 神戸, 京都, 広島, 呉, 八幡, 小倉, 下関, 山口, 熊本, 福岡, 長崎, 佐世保の 17 力所が原爆投下の研究対象と選ばれた $[2]$ 。長崎周辺の写真偵察機 F-13 による機密基地の撮影は 1945 年 3 月 9 日を皮切りに, 検討委員会後徐々に増え始めた。筆者がワシントン郊外の
カレッジパーク・国立公文書館の検索エンジンを使って調べた結果, 1945 年 3 月から 8 月までの間に F-13 により長崎周辺を撮影され写真フィルムを収めている筒状の缶（写真 1 ） だけでも 19 個あることを確認している[3]。

写真 1. 1945 年 3 月 9 日用のフィルム缶

写真 2. フィルム缶の中身を確認する様子

アメリカ国立公文書館に公開された情報は誰もがアクセス可能となっており, その利用についても広く公開されている[4][5]。本論で取り扱う航空写真フィルムについては, 写真 2 で示されているように，フィルム缶の中身を確認する特殊装置を必要としており, 装置の上部にカメラを設置してフィルムの内容を撮影, 写真 3 のようにデジタルデータとしてカメラに納めることができる。しかし，その画質は撮影カメラにより異なり, 高画質のカメラであるとしてもフィルムスキャナーを使っての結果に比べるとかなり解像度が落ちる。内容の確認程度で満足するしかない。

そこで, 本研究では日本地図センターから購入したもので，フィルムスキャナーにより解像度 $1200 \mathrm{dpi}$ として均一にスキャンしたデジタルデータを用いている。画像処理を行ったのは長崎に原子爆弾が投下される前と後のもので, 1945 年 8 月 7 日のデータ 16 枚（原爆前), 1945 年 9 月 7 日のデータは 42 枚（原爆後）の合計 58 枚のデータである。 58 枚のデータは K-18 カメラ（写真 4）により撮影されたもので，フィルムサイズが 18 インチ $\times 9$ インチ $(450 \mathrm{~mm} \times 230 \mathrm{~mm})$ の縦より横が長い変わった形をしている[5]。そこで, 日本地図センターは 1 枚のフィルムを 2 枚に分けてスキャニングして制作しており，オリジナルデータは原爆前が 8 枚，原爆後が 21 枚となる。

## 2. 画像処理

## 2. 1 スキャニングデータのマージ作業

日本地図センターから購入したデジタルデ一夕は上述したように，特殊カメラの K-18

写真 3. フィルムをカメラに収めた写真

写真 4. K-18 の外観と装置の説明文[6]

より撮影された 1 枚のオリジナル写真を， 2 枚の写真に分けてスキャニングをしており, 1 枚のオリジナル写真の中央部分が少し重なるような形で 2 枚構成のデジタルデータとなっている。これは中央の同じ部分が重なって撮影されたパノラマ写真に似ており, 本研究では Photoshop の Photomerge 機能を使って位置の変更のみを行う処理で，2枚の写真を 1 枚にするマージ作業を行なった。これらの作業の結果, K-18 により撮影されたオリジナル写真がデジタルデータとして再構成され, 長崎の原爆前の写真が 8 枚, 原爆後の写真が 21 枚

図 1. 原爆前の 1945 年 8 月 7 日の処理結果

のデジタルデータが作成できた。以降の全ての作業はこの 29 枚の写真により実施された。

## 2. 2 ジオレファレンス作業

$\mathrm{K}-18$ により撮影された写真には航空写真独特の地面に対するカメラの傾きが含まれることから, 対象地域の地図に対する傾きを補正するための「ジオレファレンス作業」を行う必要がある。ジオレファレンス作業は ArcGIS Pro により行っており，ジオレファレンスの作業はマージ作業が終わった 29 枚のすべての写真に対して実施された。これらの結果を図 1 と図 2 に示す。図からも確認できるように，特殊カメラ K-18により撮影されフィルムに納められた写真は正方形となっており，フィルムスキャナーによりスキャニングされたデー タも同じく, 正方形の形をしている。しかし， ジオレファレンス作業が終わった写真は地図に対してはそれぞれの写真が傾きの異なった形をしていることが見てとれる。ジオレファレンス作業が正しく行われたことを表す。

## 2. 3 ジオレファレンスデータのマージ作業

ジオレファレンス作業が終わった写真は原爆前のデータが 8 枚, 原爆後のデータは 21 枚ある。このようにして作成が終わった合計 29 枚のデータは, 多くの地域が重なり合ってい

図 2. 原爆後の 1945 年 9 月 7 日の処理結果

る。しかし, 重なった地域のデジタル値は必ずしも同じ地域だからといって同じ値を持っているわけではない。K-18により撮影されたフィルムの状況, 更には撮影されたフィルムのフィルムスキャナーによるスキャニングの状況等により影響されているためである。ジオレファレンス作業後, 一般的に 8 枚 (原爆前）と 21 枚（原爆後）のデータをマージすると, 写真と写真をつなぐつなぎ目の部分でデジタル値の濃淡の違いが発生し, つなぎ目が不自然な状態でマージされることになる。これらの不自然なマージ面を無くすため, 本研究では再び Photoshop の Photomerge 機能を利用してマージ作業を実施した。その結果は大変満足する結果となった。ジオレファレンス作業が完了した結果を図 3 と図 4 に示す。 これらは原爆前の写真 9 枚 (原爆前) と原爆後の写真 21 枚 (原爆後) がそれぞれ 1 枚の広い写真データとしてマージした結果である。 ここで大事なのは, ジオレファレンス作業が終わった後, Photomerge 機能によるマー ジ作業を行うことである。ジオレファレンス作業が実施されないまま, Photomerge 機能のマージ作業が実施されると, その結果はマ一ジ作業が不明なエラーとなり実施されないか, 実施されるとしても, 最終的に得られた結果は地図との整合性が取れない結果となる。

図 3.1945 年 8 月 7 日のマージ結果（原爆前）

## 3. デジタルアースシステムの構築

最終的に，デジタルアースシステムを図 5 のように構築した。本論では Re:earth システ厶を活用した。図 3 から図 5 に示された長崎市域をカバーする面積に対して写真 1 枚のマ ージしたデータになると, マージした写真デ一タの容量が大きく膨らみ, 高スペックの CPU や GPU 機能を持ったパソコンを装備する必要がある。しかも，マージした結果を表示するのはパソコンが整備された教室のみでの限界がある。しかし, 近年のデジタルアー スシステムを利用することにより，3D の高機能の画像表現が Web ブラウザから表現できるとともに，膨大なデータもクラウド上にタイルデータとして分散・保管することで，滑らかな画像転送が実現できる。しかも, iPhone やiPad などの携帯端末からも滞りない滑らかな $3 \mathrm{D}$ 結果表示機能を利用することができる。

## 4. おわりに

本論ではアメリカ軍が撮影して米国国立公文書館に保管している長崎の原爆前後の航空写真を, ArcGIS Pro と Photoshop 等の機能を使って画像処理し, デジタルアースシステム上に表現する「平和教育教材」を得ることができた $[7]$ 。今後の課題としては, より正確なジオレファレンス作業を実施することである。

図 4.1945 年 9 月 7 日のマージ結果（原爆後）

図 5. デジタルアースシステムの構築結果

## 参考文献

[1] 工藤洋三. 米軍の写真偵察と日本空襲 : 写真偵察機が記録した日本本土と空襲被害. 瞬報社写真印刷株式会社, 2011, p173-184.

[2] 菊池良輝. 日本に投下された 49 個の模擬原爆. 東洋大学学術情報リポジトリ：アジア文化研究所研究年報. 2007, 42, p. 18-30.

[3] 全炳徳. 証言 2012 : ヒロシマ・ナガサキの声. 汐文社. 2012,26, p. 272-278.

[4] ゲーリー・M・スターン.アーカイブズ.国立公文書館. 2006, 23, p.1-18.

[5] 金野豊彦. 米国における「情報提供制度」 の概要とその活用策. 月間パテント, 2015,68 (8), p.57-66.

[6] Handbook of Instructions with Parts Catalog for Arial Camera Improved Type K18. Fairfield. 1945, Revised 20, 4p.

[7] https://nagasaki-genbaku.reearth.io

(参照 2022-10-01).

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