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1 L-band SAR による東南アジアの森林変化モニターについて 島田政信 JAXA/EORC/ALOS-G 2009 年 5 月 9 日 GEOS-JBON 東大

2 The Advanced Land Observation Satellite - ALOS PALSAR L-band (23.6 cm) Synthetic Aperture Radar Polarimetry Dual Polarization SCANSAR Launch: 24 Jan. 2006

3 ALOS JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) ALOS (Advanced Land Observing Satellite) PALSAR (Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar) 46 day recurrent orbit

4 Radiometric performance Validation of cal results: using the Amazon forest data 0.22 db (FBS) and 0.4 db(scan)

5 アマゾン タパジョス国立公園近辺の森林減少

6 SE products (1): 2007 summer: Sigma-naught HH, HV, HH/HV

7 PALSAR モザイクデータの作成

8 PALSAR Sumatra mosaic July, 2007 and change over 15 years Sumatra, Indonesia Malaysia One season mosaic colored with three values, HH, HV, HH/HV. Riau Coverage: Malaysia and Sumatra Batanghari river. Green: forest Purple:clear cut Harapan Rainforest South Sumatra 200km Djambi PALSAR : FBD(Fine beam dual, 10m resolution)

9 Validation at Riau State, Indonesia on PALSAR dual pol enhancement APRIL concession cleared area with canals, acacia plantation and natural forest corridor, Riau, Indonesia

10 Forest Change Detection between June 2007~Sept 2008 Area4 Batanghari riv. Sensor: PALSAR Polarization:HV Area2 Area1 Djambi 100km Area3 Color assignment R:June/July, 2007 G:June/July, 2008 B: Aug./Sept., 2008 Red: deforestation between 2007 and 2008 Yellow : recent deforestation in 46 days (between June,2008 and Sept.,2008) Blue/Green: Regrowth or recover this year. Dark gray: deforestation as of June 2007 Bright gray:forest as of Sept., 2008

11 地球温暖化に関する陸域炭素量排出と森林減少の関係 GEOSS, CEOS CARBON tracking での取り扱い ( ホットイシュー ) COS15 に向けて陸域起源の炭素変化推定 L-band SAR の観測優位性 JERS-1 SAR からのデータの蓄積 >JAXA の優位性と 他に先駆けて成果

12 SAR による炭素量 ( あるいはその変化量 ) 推定のアプローチ 項目 方法 留意点 精度 観測モード 森林炭素量 0 からの変換樹高の推定 飽和 (>=140t/ha) 干渉度と軌道間距離 森林変化 伐採 0,,Tx 変化大 (*) 劣化 0 変化小 再生 0 変化小 泥炭層の沈降による GHG 放出 InSAR 変化小 大気循環モデルとの融合 土地利用分類 ( 伐採前後 ) を入力して排出炭素量の推定 環境研と進める? *: 変化炭素量の推定に関して 元の樹高量が必要 (SRTM 等で求める ) は干渉度 ( 雨期は劣化する ) 0 は後方散乱係数 Tx はテクスチャー

13 炭素量変化抽出のアプローチ (DCB: Delta Carbon Budget) C A A B 0 0 T1 B T0 BH T1 BH T0 1 2 F D T 1 D T0 da (peat land) T 1 T 0 A 1 2 da da (if saturated) Where, B() is the biomass function on NRCS, A the target area, H the height of the forests, D the subsidence depth, F the conversion factor from subsidence speed to GHG emission in Carbon, and A is the target of integral area. This process applies after the classification. 森林減少沈降 再生 C の発生

14 泥炭層 :( 中部スマトラ ) 乾燥化とともに沈降し GHG の発生する 沈降速度分布の検出が必要 図中 黒く描いた領域が泥炭層が分布するところ セバンガウ 沈降速度の検出 沈降速度と GHG の関係測定 GHG 排出量の推定

15 1994/9/6-9/8 セバンガウ ( 中部カリマンタン ) の 4 年間の変化 泥炭層 1998/8/28-8/30 森林火災跡

16 C: 干渉 DinSAR による泥炭地沈降速度の計測 B A セバンガウ近辺の 1 年間の地盤沈下 2008 年 8 月 26 日 2007 年 10 月 9 日の干渉解析結果 沈降 右の図で A 領域を基準にすると B 領域は全体として沈んでいる > 南東が沈降速度が大きい これは 現地調査データと一致する 単位は 12.9cm

17 NRCS の時間的変化 ( ) オルソ画像 勾配補正データ X i 0 i 0 0 [db] -5~5dB 変化 : 1) 伐採直後 : 白い 2) 伐採後整理 : 暗い 3) 間伐 : ボワーと白い

18 コヒーレンスの変化(2007/1/6~2008/1/16まで) 森林 暗い 非森林 明るい 変化領域 暗い PALSAR 森林情報に対応している

19 PALSAR の 1 年半の変化 Cohe コヒーレンスの変化 NRCS

20 A:STRM を基準値にしての樹高の推定 z h 0 4 r sin B p where, is the InSAR phase of forest part (A) corrected by SRTM-DEM and 0 is that for clear cut area(b). One example at the Riobranco shows forest heights as 24 m (average) B B p r sin ~1km 4 z h 23.5e sin 40 ~1km 4 5e 3 A

21 B: バイオマス量推定 (NRCS からの推定方法 ) 0 logw a 0 a 1 HV a 2 0 HV 2 0 b 1 HH b 2 0 HH 2 After Sassan S.[2007] > 係数を地上データを用いて作成する必要あり 中央カリマンタンのバイマス量変化 2008/ /2

22 炭素量排出に関わる手法の分類 時系列解析 減少 劣化 再生 分類 森林 A: 干渉 SAR による樹高推定 A: 干渉 SAR による樹高推定 非森林 樹種 1 樹種 2 樹種 3 B: 0 のバイオマス変換 B: 0 のバイオマス変換 泥炭層 C: 干渉 DinSAR による沈降速度推定

23 観測モードと観測領域 方法 モード その他の条件 場所 目的 A 42MHz/FBD あるいは Pol 14 日 /2 回帰連続 / Bp=1km 全世界 特に熱帯雨林と北方林 ( シベリア カナダ アラスカ ) 森林劣化 B 28MHz/FBD 56 日 / 年 2 回 熱帯雨林と北方林 ( 冬 ) 森林分類 14MHz/FBD/S CANSAR 4 日毎に観測 熱帯雨林と北方林 違法伐採 C 28MHz/FBD 14 日 /2 回連続 / Bp=500m 泥炭層領域 ( インドネシア マレーシア ) 泥炭層観測 入射角 度が望ましい

24 まとめ 1992 年より蓄えた SAR データの時系列解析 干渉解析を通して 森林 非森林域の抽出が可能 (GEO の目的に合致 ) 干渉解析の結果得られる泥炭層の地盤沈下量 森林樹高の統計的推定からバイオマス量の分布 GHG の排出量の推定が可能 後方散乱係数の分布から飽和以下のバイオマス量 ( 従って 再生林も観測対象 ) の推定が可能 東南アジア ( 特に インドネシア ) を対象として 陸炭素量の総量あるいは 1992 年を原点にしての変化量を計測する 大気循環モデルを併用して 数値の確度をあげる

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