REDD+ Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation-plus 平 成 24 年 度 応 用 講 習 2 第 3 章 リモートセンシングを 用 いた 森 林 面 積 の 把 握 手 法 一 般 社 団 法 人 日 本 森 林 技 術 協 会 古 田 朝 子 1
基 礎 講 習 の 振 り 返 り 実 習 目 次 基 本 操 作 衛 星 画 像 の 表 示 と 各 バンドの 特 徴 の 確 認 分 類 精 度 検 証 変 化 抽 出 (GISの 実 習 ) 2
Cookbookの 該 当 レシピ REDD+CookBookより 3
モニタリングアプローチの 選 択 と 実 施 2.1.2.4 Selection and implementation of a monitoring approach - deforestation モニタリングアプローチの 選 択 と 実 施 - 森 林 減 少 Step1: Selection of the forest definition 森 林 の 定 義 Step2: Designation of forest area for acquiring satellite data 衛 星 画 像 取 得 の 対 象 エリア Step3: Selection of satellite imagery and coverage 衛 星 画 像 と 対 象 範 囲 の 選 択 Cookbook Recipe T05 Step4: Decisions for sampling versus wall to wall coverage サンプリングvs 全 域 の 決 定 Step5: Proccess and analyze the satellite data 衛 星 データの 処 理 と 解 析 Cookbook Recipe T06,08,09 Step6:Accuracy assessment 精 度 検 証 Cookbook Recipe T10 2.1.2.5 Monitoring of increases in forest area forestation 森 林 回 復 のモニタリング 4
Step1: Selection of the forest definition 森 林 の 定 義 GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 5
Step2: Designation of forest area for acquiring satellite data 衛 星 画 像 取 得 の 対 象 エリア 国 土 のすべての 森 林 を 含 むこと 森 林 域 について, 評 価 期 間 中 の 変 化 を 全 てモニタリング すること 6
Step3: Selection of satellite imagery and coverage 衛 星 画 像 と 適 用 範 囲 Cookbook Recipe T05 参 照 プラットフォーム センサ 空 間 分 解 能 波 長 分 解 能 時 間 分 解 能 現 在 / 過 去 / 未 来 ソフトウェア REDD+CookBookより 7
Step4: Decisions for sampling versus wall to wall coverage サンプリングvs 全 域 の 決 定 GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 8
データの 選 択 (Recipe T05) USGSホームページ http://earthexplorer.usgs.gov/ 9
雲 の 除 去 季 節 性 の 調 整 データの 選 択 (Recipe T06) 雲 の 除 去 季 節 性 の 影 響 REDD+CookBookより 季 節 変 化 の 影 響 の 除 去 の 例 (Langner, 未 発 表 ) SPOT4 HRVIR 画 像 ( カンボジア) 上 部 の 画 像 は 既 に 乾 季 の 最 中 だっ たために 落 葉 樹 林 では 落 葉 が 進 みピンクに 見 えるが 季 節 性 を 調 整 す ることにより 落 葉 前 の 反 射 を 復 元 でき 不 自 然 な 画 像 のつなぎ 目 も 減 少 した CNES2007, Distribution Astrium Services/ Tokyo Spot Image 10
Step5: Process and analyze the satellite data 衛 星 データの 処 理 と 解 析 11
クラスの 定 義 (RecipeT07) 完 全 かつ 排 他 的 なクラス 分 類 後 のクラスの 統 合 REDD+CookBookより 求 められる 分 類 クラス ユーザーが 求 める 分 類 項 目 と リ モートセンシングから 実 際 に 分 類 可 能 なクラスが 必 ずしも 一 致 するわけ ではない REDD+CookBookより 12
分 類 手 法 ( Recipe T09) GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 13
画 像 分 類 手 法 の 比 較 手 法 長 所 短 所 自 動 分 類 - オブジェクトベース 分 類 自 動 分 類 - ピクセルベース 分 類 手 動 分 類 - 目 視 判 読 高 分 解 能 の 衛 星 画 像 の 分 類 に 適 しているため 詳 細 な 分 類 図 を 得 られる 作 業 者 の 技 術 力 によらず 比 較 的 均 質 な 成 果 を 得 ら れる 分 類 精 度 が 高 い 分 類 のためのパラメー タ 設 定 が 複 雑 高 分 解 能 の 衛 星 画 像 の 分 類 には 適 さない 経 験 にもとづく 技 術 力 が 必 要 であり また 作 業 量 が 多 くなる 14
オブジェクトベース 分 類 [1] 分 類 図 を 作 成 する 方 法 セグメンテーションと 呼 ばれる 処 理 により スペクトル 情 報 や 形 状 情 報 に 基 づいたオ ブジェクト(ピクセルの 集 合 )が 生 成 される 15
ピクセルベース 分 類 [1] 分 類 図 を 作 成 する 方 法 類 似 したスペクトル 情 報 を 持 つピクセル を 振 り 分 ける 空 間 分 解 能 の 高 くない 衛 星 画 像 の 分 類 に 適 す 16
目 視 判 読 [1] 分 類 図 を 作 成 する 方 法 対 象 物 の 持 つ 色 調 形 状 大 きさ きめ 模 様 などを 手 がかりにした 作 業 者 の 判 断 により 分 類 する 17
3つの 分 類 方 法 の 比 較 オブジェクトベース 分 類 ピクセルベース 分 類 目 視 判 読 [1] 分 類 図 を 作 成 する 方 法 18
オブジェクト 分 類 に 対 応 したソフトウェア ソフトウェア ecognition Feature Analyst for ArcGIS ENVI EX Picasso 開 発 社 Trimble Overwatch Systems EXELIS ( 株 )つくばアグリサイエンス Feature Analyst for ENVI EX Picasso ArcGIS ESRIジャパンHPより http://www.esrij.com/ ( 株 )つくばアグリサイエンス HPhttp://www.tsukuba-agriscience.com/ 19
区 画 分 類 の 仕 組 み 区 画 内 の 画 素 値 から 算 出 した 統 計 量 に 基 づき 区 画 を 分 類 各 バンドごと およびバンド 間 演 算 (NDVIなど)の 平 均 標 準 偏 差 最 大 最 小 など 空 中 写 真 目 視 判 読 IKONOS - ecognition 平 成 14 年 度 森 林 資 源 モニタリング 調 査 データ 地 理 解 析 事 業 (リモートセンシング 資 源 解 析 事 業 ) 報 告 書 より 20
Segment ENVI EXの 画 像 分 割 明 るさや 色,テクスチャなどの 局 所 特 徴 の 不 連 続 部 分 を 抽 出 して 対 象 の 輪 郭 を 求 め,エッジ 検 出 をするアルゴリズム Scale Level 20 Scale Level 60 境 界 を 作 りたいところに 線 がある 土 地 利 用 の 境 界 に 線 がない 箇 所 が 多 い 21
Merge ENVI EXの 画 像 分 割 スペクトルおよび 空 間 的 情 報 を 組 あわせ 隣 接 部 分 を 融 合 するアルゴリ ズム 隣 接 するRegion iとjが 下 式 から 得 られる 閾 値 より 小 さくなる 場 合 融 合 Oi : 画 像 のRegion i Oi :Region iの 面 積 ui :Region iの 平 均 値 uj : Region jの 平 均 値 ui-uj Region iとregion j のスペクトル 値 のユークリッド Length(δ(Oi,Oj)):OiとOjのcommon 境 界 の 長 さ 22
時 系 列 解 析 23
変 化 抽 出 技 術 の 分 類 [1] 各 時 点 でそれぞれ 森 林 タイプ 分 類 図 を 作 成 して 差 分 をとる 方 法 自 動 分 類 オブジェクトベース 分 類 ピクセルベース 分 類 教 師 付 き 分 類 * ルールベース 分 類 手 動 分 類 目 視 判 読 [2] 2 時 点 の 画 像 間 の 変 化 を 直 接 検 出 する 方 法 教 師 なし 分 類 *:ピクセルベース 分 類 でも 画 像 間 の 差 バンド 間 の 差 自 動 検 出 画 像 間 の 積 主 成 分 分 析 指 数 画 像 の 差 NDVI 手 動 検 出 目 視 判 読 24
リモートセンシングデータを 用 いた 土 地 利 被 覆 区 分 の 時 系 列 解 析 の 流 れ 前 処 理 幾 何 補 正 大 気 補 正 地 形 補 正 DN 反 射 率 変 換 単 時 点 の 分 類 オブジェクト 分 類 ピクセル 分 類 目 視 判 読 分 類 結 果 の 差 によるもの 時 系 列 解 析 2 時 点 の 画 像 間 の 変 化 を 直 接 検 出 する 方 法 25
変 化 抽 出 技 術 の 特 徴 (1) 長 所 短 所 [1] 各 時 点 でそれぞれ 森 林 タイプ 分 類 図 を 作 成 し て 差 分 をとる 方 法 作 成 した 分 類 図 から 炭 素 量 への 換 算 が 比 較 的 容 易 分 類 結 果 に 誤 差 が 多 く,2 時 点 の 比 較 が 困 難 になる [2] 2 時 点 の 画 像 間 の 変 化 を 直 接 検 出 する 方 法 変 化 のある 箇 所 の 検 出 精 度 は 比 較 的 高 い 炭 素 量 への 換 算 が 困 難 2 時 点 の 画 像 の 幾 何 補 正 が 正 確 になされていなくて はならない 26
変 化 抽 出 技 術 の 特 徴 (2) 各 時 点 でそれぞれ 森 林 タイプ 分 類 図 を 作 成 し 差 分 をとる 方 法 の 各 分 類 手 法 長 所 短 所 自 動 分 類 - オブジェクトベース 分 類 自 動 分 類 - ピクセルベース 分 類 高 分 解 能 の 衛 星 画 像 の 分 類 に 適 しているため 詳 細 な 分 類 図 を 得 られる 均 質 な 森 林 タイプごとにまと まりを 形 成 できる 作 業 者 の 技 術 力 によらず 比 較 的 均 質 な 成 果 を 得 ら れる 分 類 のためのパラメータ 設 定 が 複 雑 高 分 解 能 の 衛 星 画 像 の 分 類 には 適 さない ノイズが 含 まれる 手 動 分 類 - 目 視 判 読 分 類 精 度 が 高 い 経 験 にもとづく 技 術 力 が 必 要 であり また 作 業 量 が 多 くなる 27
変 化 抽 出 技 術 の 特 徴 (3) [2] 変 化 を 検 出 する 方 法 2 時 点 の 画 像 間 の 変 化 を 直 接 検 出 する 方 法 には 様 々な 手 法 がある 代 表 的 な 手 法 としては バンド 間 の 差 NDVI 画 像 の 差 主 成 分 分 析 など 一 般 的 に 分 類 図 を 作 成 して 差 分 をとる 方 法 より 高 い 精 度 で 変 化 を 抽 出 できる 28
バンド 間 の 差 分 による 検 出 [2] 変 化 を 検 出 する 方 法 RESTECホームページより http://www.restec.or.jp/ バンド7 散 布 図 各 バンドは 地 表 面 の 様 々な 特 徴 をとらえている 森 林 の 変 化 検 出 にはLANDSATバンド7( 短 波 長 赤 外 線 )がよく 用 いられる 期 末 一 般 的 に 植 林 による 変 化 より 伐 採 による 変 化 のほうが 検 出 しやすい 期 首 29
バンド 間 の 差 分 による 検 出 [2] 変 化 を 検 出 する 方 法 期 首 画 像 LANDSA 1992 年 バンド7 差 分 画 像 ( 緑 : 植 林 赤 : 伐 採 ) 期 末 画 像 LANDSA 2002 年 30
NDVI 画 像 の 差 分 による 検 出 [2] 変 化 を 検 出 する 方 法 NDVI: 正 規 化 植 生 指 標 NDVI = [ NIR] [ R] [ NIR] + [ R] NIR : 近 赤 外 バンド R : 赤 バンド 赤 バンド 近 赤 外 バンド NDVI 画 像 31
グランドトゥルース (T08) 抽 出 方 法 表 T08-1 参 照 クラスごとのサン プル 数 説 明 変 数 の10 倍 野 帳 Informations de base Info parcelle Photo Autre Remarque Carnet de l'inventaire N d'identification de la parcelle Date Nom du groupe (Carnet de l'inventaire) (Vertex) (DHP) Personnes effectuant l'inventaire (Hauteur de l'arbre) (Transpondeur) (Autres) Coordonnées du Parking Lat N. Long E. Heure de départ : Heure d'arrivée : Coordonnées du centre de la parcelle Direction du talus Système des coordonnées géographiques : WGS84 Lat N. Lomg E. Noter la direction de la basse partie du talus avec 8 directions et "Non" pour un terrain plat. Angle du talus 1Paysage 2Zenith 3Nord 4Est 5Sud 6Ouest 7Vue d'ensemble 2 Degré(nombre entier) 8Vue d'ensemble 2 Sous-bois Dense / Moyen / Rare Erosion du sol Oui / Non Insectes et maladies Oui / Non Croquis REDD+CookBookより 32
Step6:Accuracy assessment 精 度 検 証 不 確 実 性 評 価 のキーとなる 要 因 について ( 森 林 タイプ 面 積 炭 素 蓄 積 量 の 推 定 ) 計 測 測 定 によるエラー( 人 為 的 な 要 因 ) データのキャリブレーション( 調 整 )に 起 因 するエラー ( 画 像 間 の 調 整 ) モデリングによるエラー ( 現 象 を 説 明 しきれないモデルを 作 成 してしまうこと) サンプリングによるエラー ( 不 適 切 なサンプリング 間 隔 の 設 計 ) 不 適 切 な 分 類 項 目 や 定 義 に 起 因 するエラー ( カウントもれ ダブルカウント) 33
精 度 評 価 森 林 タイプ 面 積 の 不 確 実 性 について ( 単 時 点 の 地 図 評 価 ) アクティビティーデータとしてリモセン 由 来 の 森 林 タイプ 面 積 を 使 用 する 場 合 分 類 (classification)エラーや 判 読 者 によるバイアスが 含 まれる パラメータのチューニングによるバイアスの 修 正 ( 恣 意 性 が 含 まれる ) どの 程 度 の 恣 意 性 が 含 まれるか 評 価 することが 重 要 高 精 度 なリファレンスデータが 入 手 できる 場 合 統 計 的 にしっかりしたデータ( 層 化 サンプリング システマティック ) オリジナルデータをこれらのデータでキャリブレート( 調 整 )する IPCC GPG 5 章 にいくつか 方 法 論 のリコメンデーション 有 り ( 複 数 年 度 の 地 図 の 経 年 変 化 評 価 ) アクティビティーデータとしてリモセン 由 来 の 森 林 タイプ 面 積 を 使 用 する 場 合 土 地 利 用 被 覆 面 積 の 量 的 な 不 確 実 性 の 評 価 ができるような 工 夫 が 必 要 主 題 となる 分 類 項 目 ( 森 林 タイプ)に 着 目 した 精 度 計 測 信 頼 区 間 算 定 既 存 の 統 計 情 報 やバイアスを 数 値 化 したものでキャリブレーションする 等 34
精 度 評 価 衛 星 画 像 データに 関 する 考 慮 事 項 について 衛 星 画 像 データの 質 特 徴 ( 空 間 情 報 スペクトラル 情 報 撮 影 周 期 雨 季 乾 季 のようなフェノロジー 的 な 要 素 ) 衛 星 画 像 入 手 時 には センサーの 処 理 レベルに 応 じて 地 理 的 な 位 置 精 度 や 画 質 のチェック 異 なるセンサー 間 でのデータの 取 扱 い 幾 何 補 正 ( 地 理 的 な 歪 みの 取 除 き) 大 気 補 正 等 主 題 図 作 成 の 基 準 ( 土 地 分 類 カテゴリーや 最 小 作 図 単 位 など) 画 像 判 読 の 手 順 ( 分 類 アルゴリズム 目 視 判 読 基 準 など) 地 図 作 成 後 の 処 理 ( 後 処 理 ベクタ/ラスタ 変 換 0 値 の 取 扱 いなど) 精 度 評 価 のためのレファレンスデータの 入 手 ( 教 師 データ 検 証 データなど) 地 図 作 成 時 には 主 題 図 作 成 の 統 一 的 かつ 透 明 性 のある 基 準 に 従 って 専 門 家 に よる 適 切 な 判 読 モニタリングが 為 されるべき 判 読 キーなどの 文 書 化 が 必 須 ( 統 一 性 透 明 性 ) トレーニングデータの 取 得 方 法 検 査 方 法 の 手 順 化 ( 統 一 性 透 明 性 ) 雲 や 雲 陰 などのNo dataの 取 扱 い 処 理 方 法 も 手 順 化 する 必 要 有 り 35
精 度 評 価 の 計 算 方 法 (T10) 判 別 効 率 表 と 精 度 の 指 標 36
実 習 37
実 習 の 材 料 対 象 地 :ベトナム 中 部 乾 季 雨 季 ベトナム 中 部 の 場 合 9-12 月 雨 季 乾 季 は2-6 月 森 林 政 策 造 林 計 画 ( 通 称 500 万 ha 造 林 プロジェクト)による 人 工 林 の 増 加 がある 対 象 国 の 森 林 1980 年 代 後 半 から 東 南 アジア 一 の 造 林 面 積 FAOのカントリーレポート 造 林 の 主 要 樹 種 Eucalyptus camaldulensis Dehn. Acacia mangium Wild. groundtruth Redd 研 修 _ 判 読 用 統 計 データの 不 確 かさ FAOのFRA CIFORのレポートなどと 比 較 38
オブジェクト 分 類 ENVI EX 基 本 操 作 マニュアル 39
ENVI EXの 操 作 - ENVI EXの 起 動 - デスクトップのENVI EXアイコンをクリック メインダイアログが 起 動 します 40
ENVI EXの 操 作 - ファイルを 開 く - Data Managerを 起 動 します 41
ENVI EXの 操 作 - ファイルを 開 く - 1.Data Manager ダイアログの ファイルマークをクリック 2. Open ダイアログが 表 示 されます 以 下 のディレクトリからファイルを 選 択 します C: REDD data SampleImageフォルダ 内 SampleC_1996_2010 3. ファイルを 選 択 すると,Data Manager ダイアログにファイル 名,バンドの 一 覧 が 表 示 されます また,ENVI EXメイン ウィドウに 画 像 が 表 示 されます 42
ENVI EXの 操 作 - ファイルを 開 く - 3. ファイルを 選 択 すると,Data Managerダイアログにファイル 名,バ ンドが 表 示 されます また,ENVI EXメ インウィドウに 画 像 が 表 示 されます 2. Open ダイアログが 表 示 されます 以 下 のディレ クトリからファイルを 選 択 します C: REDD data SampleImage フォルダ 内 SampleC_1996_2010 サンプル 画 像 の 情 報 Landsat TM 2010 年 7 月 5 日 1996 年 7 月 14 日 43
カラー 合 成 および 判 読 44
ENVI EXの 操 作 - 単 画 像 表 示 ( 白 黒 )- レイヤの 選 択 単 画 像 の 表 示 Data Managerダイアログ 内 のレイヤの 上 で 右 クリックして Load Grayscale をク リック サンフ ルテ ータのバンド 構 成 は 下 表 のとおり バンド(2010 年 ) バンド(1996 年 ) 1 2010 B1( 青 ) 8 1996 B1( 青 ) 2 2010 B2( 赤 ) 9 1996 B2( 赤 ) 3 2010 B3( 青 ) 10 1996 B3( 青 ) 4 2010 B4( 近 赤 外 ) 11 1996 B4( 近 赤 外 ) 5 2010 B5( 短 波 長 赤 外 ) 12 1996 B5( 短 波 長 赤 外 ) 6 2010 B7( 中 間 赤 外 ) 13 1996 B7( 中 間 赤 外 ) 7 2010 NDVI 14 1996 NDVI 45
ENVI EXの 操 作 - カラー 合 成 - レイヤの 選 択 3. カラー 合 成 の 表 示 2010 年 と1996 年 の 画 像 をカラーで 表 示 1. Data Manager ダイアログのBand Selectionの 右 向 き をクリックし 下 向 きに 2. 赤 色 ボタンをクリック 3. リストから 割 り 当 てる2010 年 のレイヤを 選 択 4. 緑 青 色 に 割 り 当 てるレイヤも 同 様 に 指 定 5. Load Dataボタンを 押 す 6. 1996 年 の 画 像 も 表 示 サンプルデータのバンド 構 成 は 下 表 のとおり バンド バンド 1. 4. 2. 1 2010 B1 BLU ( 青 領 域 ) 8 1996 B1BLU ( 青 領 域 ) 2 2010 B2 GRN ( 緑 領 域 ) 9 1996 B2 GRN ( 緑 領 域 ) 3 2010 B3 RED ( 赤 領 域 ) 10 1996 RED ( 赤 領 域 ) 4 2010 B4 NIR( 近 赤 外 領 域 ) 11 1996 B4 NIR( 近 赤 外 領 域 ) 5 2010 B5 SWIR ( 短 波 長 赤 外 ) 12 1996 B5 SWIR ( 短 波 長 赤 外 ) 6 2010 B7 MIR ( 中 間 赤 外 ) 13 1996 B7 MIR ( 中 間 赤 外 ) 7 2010 NDVI 14 1996 NDVI 46
トゥルーカラー 表 示 1996 年 7 月 14 日 2010 年 7 月 5 日 赤 10_1996_ B3_RED 緑 09_1996_B2_GRN 青 08_1996_B1_BLU 赤 03_2010_ B3_RED 緑 02_2010_B2_GRN 青 01_2010_B1_BLU 47
トゥルーカラー 表 示 1996 年 7 月 14 日 2010 年 7 月 5 日 14 年 でどのような 変 化 があったと 推 測 されますか? 48
別 のレイヤの 表 示 方 法 1 非 表 示 下 のレイヤを 表 示 したい 場 合 は 上 になっているレイヤを 右 クリックし Showのチェックを 外 す 49
別 のレイヤの 表 示 方 法 2 レイヤの 移 動 下 のレイヤを 最 前 面 に 持 ってきたい 場 合 レイヤを 左 ドラッグして 一 番 上 に 移 動 50
トレーニンク エリアと 重 ね 合 わせ ベクタファイルを 開 く 1. Openボタンをクリック 2. 1996 年 のカラー 合 成 したレイヤを 最 前 面 に 表 示 させる 3. C: REDD data トレーニングデータ フォルダ 内 Training_1996_NaturalForest.shp を 選 択 4. 開 くボタンをクリック 5. Plantation, bareland, waterも 同 じ 要 領 で 表 示 する 51
現 地 の 写 真 C: REDD data Redd 研 修 _ 判 読 用 写 真 人 工 林 と 天 然 林 52
フォールスカラー 表 示 1996 年 7 月 14 日 2010 年 7 月 5 日 14 年 でどのような 変 化 があったと 推 測 されますか? 赤 11_1996_ B4_NIR 赤 04_2010_ B4_NIR 緑 10_1996_B3_RED 緑 03_2010_B3_RED 青 09_1996_B2_GRN 青 02_2010_B2_GRN 53
REDD+ Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation-plus 1996年7月14日 ＮＤＶＩ Gray scale 表示 平成24年度 応用講習② 2010年7月5日 14年でどのような変化があったと推測されますか 54
変 化 カラー 合 成 赤 :2010band7 緑 :1996band7 青 :2010band7 ピンクの 箇 所 はどう 変 化? 黄 緑 の 緑 の 箇 所 はどう 変 化? 緑 の 箇 所 はど う 変 化? 55
オブジェクト 分 類 56
ENVI EXの 画 像 分 割 の 仕 組 み 作 業 の 流 れ オブジェクトの 作 成 画 像 の 分 割 (セク メンテーション) 分 割 した 画 像 の 結 合 (マージ) 極 小 オブジェクトの 削 除 算 出 する 属 性 の 指 定 シェープファイルを 出 力? 地 物 (フィーチャ)の 定 義 ルールベースの 分 類 教 師 つき 分 類 フィーチャの 出 力 基 本 情 報 と 統 計 値 の 出 力 設 定 終 了 57
ENVI EXの 操 作 - オブジェクト 分 類 - Feature Extractionを 起 動 Toolbox のWorkflowにあるFeature Extractionをクリック 58
ENVI EXの 操 作 - オブジェクト 分 類 - Select Fx Input Filesダイアログが 立 ち 上 がります ファイル 名 を 確 認 し,OKボタンをクリック 59
ENVI EXの 操 作 - オブジェクトの 作 成 - ステップ1 レイヤの 選 択 3 色 ボタンをクリックし まずは2010 年 のレイヤ 7 画 像 を 選 択 (Landsat band1~5, 7,NDVI) shiftキーを 押 しながら 選 択 60
画 像 の 表 示 3. カラー 合 成 の 表 示 1. Data Manager ダイアログのBand Selectionの 右 向 き をクリックし 下 向 きに 2. 赤 色 ボタンをクリック 3. リストから 割 り 当 てる2010 年 のレイヤを 選 択 4. 緑 青 色 に 割 り 当 てるレイヤも 同 様 に 指 定 5. Load Dataボタンを 押 す 1. 2. 4. ( 一 社 ) 日 本 森 林 技 術 協 会 61
ENVI EXの 操 作 - オブジェクトの 作 成 - ステップ1 Segment( 断 片 化 ) 1. Scale Levelを 調 整 します 2. Previewにチェックを 入 れてくださ い Scale Level を 動 かしながら プレ ビューで 確 認 してみましょう 62
ENVI EXの 操 作 Segmentation Scale Level 0 Scale Level 20 土 地 被 覆 タイプの 境 界 を 作 りたいとこ ろにセグメントの 線 はあるが,かなり 細 かい 境 界 を 作 りたいところに 線 がある 63
ENVI EXの 操 作 Segmentation Scale Level 60 Scale Level 90 土 地 利 用 の 境 界 に 線 がない 箇 所 が 多 い 明 らかにセグメントが 少 ない 64
ENVI EXの 操 作 - オブジェクトの 作 成 - ステップ1 Segment( 断 片 化 ) 1. Scale Levelを 決 めたらNextボ タンを 押 してください 65
ENVI EXの 操 作 - オブジェクトの 作 成 - ステップ2Merge( 結 合 ) 1. Previewにチェックを 入 れてください 2. Merge Levelを 調 整 してください 66
ENVI EXの 操 作 Merge REDD+ Reducing Emission from Deforestation and Forest Degradation-plus Merge Level 95 Scale Level 85 森 林 と 裸 地 の 区 分 はおおよそできている が, 森 林 の 小 さなパッチは 裸 地 となった 裸 地 にある 森 林 の 小 さなパッチは 抽 出 できているが, 同 一 と 思 われる 被 覆 に 多 くのパッチができている 67
ENVI EXの 操 作 - オブジェクトの 作 成 - ステップ2Merge( 結 合 ) 1. Merge Levelを 決 めたらNextボタン を 押 してください 68
ENVI EXの 画 像 分 割 の 仕 組 み 作 業 の 流 れ オブジェクトの 作 成 画 像 の 分 割 (セク メンテーション) 分 割 した 画 像 の 結 合 (マージ) 極 小 オブジェクトの 削 除 算 出 する 属 性 の 指 定 シェープファイルを 出 力? 地 物 (フィーチャ)の 定 義 ルールベースの 分 類 教 師 つき 分 類 フィーチャの 出 力 基 本 情 報 と 統 計 値 の 出 力 設 定 終 了 69
ENVI EXの 操 作 - オブジェクトの 作 成 - ステップ3 Threshold 閾 値 の 設 定 No Tresholding(default)をチェック ある 数 値 範 囲 のオブジェクトを 抽 出 する 際 には,この 閾 値 化 ツール を 利 用 すると 便 利 Thresholding(advaned) Thresholds の 数 値 を, 画 像 を 見 ながら 調 整 Thresholdsの 数 値 を 決 めたら,Nextボ タンをクリック 70
ENVI EXの 操 作 - オブジェクトの 作 成 - ステップ1Compute Attribute Attributes Spatial, Spectral, Textureにチェック Advanced Color Space, Band Ratio 今 回 はなし 71
ENVI EXの 画 像 分 割 の 仕 組 み 作 業 の 流 れ オブジェクトの 作 成 画 像 の 分 割 (セク メンテーション) 分 割 した 画 像 の 結 合 (マージ) 極 小 オブジェクトの 削 除 算 出 する 属 性 の 指 定 シェープファイルを 出 力? 地 物 (フィーチャ)の 定 義 ルールベースの 分 類 教 師 つき 分 類 フィーチャの 出 力 基 本 情 報 と 統 計 値 の 出 力 設 定 終 了 72
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - ステップ2 分 類 Choose by Selection Examplesをクリック 73
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - ステップ3 教 師 付 データの 選 択 作 成 されたオブジェクトがどの 土 地 利 用 に 該 当 するかを 判 読 してカテゴリに 分 けます また, 名 前 を 付 けます 74
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - ステップ3 教 師 付 データの 選 択 各 フィーチャに 名 前 を 付 ける 場 合 は Feature properties アイ コン A フィーチャを 追 加 する 場 合 は Add featureアイコンをクリック B B A 75
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - ステップ3 教 師 付 データの 選 択 各 土 地 被 覆 タイプを 選 択 した 状 態 で ENVI EX 画 面 をク リックしていくと 教 師 データが 追 加 されます 76
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - ステップ3 教 師 付 データの 選 択 Next ボタンをクリック 77
ENVI EXの 画 像 分 割 の 仕 組 み 作 業 の 流 れ オブジェクトの 作 成 画 像 の 分 割 (セク メンテーション) 分 割 した 画 像 の 結 合 (マージ) 極 小 オブジェクトの 削 除 算 出 する 属 性 の 指 定 シェープファイルを 出 力? 地 物 (フィーチャ)の 定 義 ルールベースの 分 類 教 師 つき 分 類 フィーチャの 出 力 基 本 情 報 と 統 計 値 の 出 力 設 定 終 了 78
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - ベクターデータの 出 力 1. Export Features to a Single Layerをクリック 2. Smoothingのチェックを 外 す スクロールバーを 下 げると Browseボタンあり ファイルの 保 存 場 所 を 指 定 ( 保 存 先 ファイル 名 は 次 の ページに 記 載 ) 79
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - ベクターデータの 出 力 Select Output FileのBrowseボ タンをクリックし ファイルを 保 存 する 場 所 を 指 定 します 保 存 先 :C: REDD work ファイル 名 :2010.shp Export Attributes にチェック を 入 れると Attributesのデー タ 表 が 作 成 されます 80
ENVI EXの 操 作 - クラス 画 像 の 出 力 1. Image Output タブをク リック 2. Export Class Resluts に チェック 3. Select Output Class Fileの Browseボタンをクリック し ファイルの 保 存 先 と ファイル 名 を 決 める 保 存 先 :C: REDD work ファイル 名 :2010_image 4. Nextボタンをクック Export Rule Resultsはチェック を 外 す 81
ENVI EXの 操 作 - フィーチャの 抽 出 - Reportを 保 存 基 本 情 報 Statistics 1. Save Text Report ボタンをク リックし txtファイルを 保 存 保 存 先 :C: REDD work ファイル 名 :2010_report 2. Finishボタンをクリック 3. Are you sure というメッ セージが 表 示 されたら OK ボタンをクリック 82
ENVI EXの 画 像 分 割 の 仕 組 み 作 業 の 流 れ オブジェクトの 作 成 画 像 の 分 割 (セク メンテーション) 分 割 した 画 像 の 結 合 (マージ) 極 小 オブジェクトの 削 除 算 出 する 属 性 の 指 定 シェープファイルを 出 力? 地 物 (フィーチャ)の 定 義 ルールベースの 分 類 教 師 つき 分 類 フィーチャの 出 力 基 本 情 報 と 統 計 値 の 出 力 設 定 終 了 83
ENVI EXの 操 作 確 認 作 成 したベクターを 表 示 ベクタファイルを 開 く 1. Openボタンをクリック 2. 1996 年 のカラー 合 成 したレイヤを 最 前 面 に 表 示 さ せる 3. C: REDD workフォルダから2010.shpを 選 択 4. 開 くボタンをクリック ベクタレイヤを 右 クリックし View Attributesを 選 択 すると 下 のような 表 が 作 成 されます 84
ArcGISでの 操 作 - インターセクション 作 成 したヘ クターテ ータをArcGISのインターセ クション 機 能 でデータを 分 割 および 情 報 の 統 合 する 面 積 の 計 算 集 計 GISの 実 習 で 練 習 します 85
Error Matrixの 作 成 最 新 画 像 現 地 調 査 による 検 証 過 去 画 像 画 像 の 手 動 判 読 全 エリア サンプリング» システマティック» 層 化 精 度 評 価 86
- Error Matrixの 作 成 分 類 結 果 の 精 度 検 証 (2010 年 の 分 類 結 果 を 使 用 ) 87
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 ENVI 上 で 操 作 (ENVI EXでなく) デスクトップにあるENVI 4.8のアイコンをクリック メインメニューバーが 起 動 88
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 ラスター 分 類 画 像 を 開 く 1. メインメニューバーのFileをクリック 2. Open Image Fileをクリック 3. 先 ほど 作 成 した 分 類 画 像 を 選 択 (C: REDD work 2010_image) 4. Available Band Listが 表 示 されるので 分 類 画 像 を 選 択 し Load Band ボタンをクリック 89
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 検 証 用 のベクターファイルを 開 く 1. メインメニューバーのFileをクリック 2. Open Vector Fileをクリック 3. ファイルの 種 類 をshapefileに 変 更 4. C: REDD data 検 証 用 データ Groundtruth_2010 フォルダ 内 の4つのフ ァイルを 選 択 し 開 く ボタンを 押 す 5. Available Vectors Listが 表 示 される 6. Select All Layersボタンをクリックし Load Selectedボタンを 押 す 7. ウィンドウの 選 択 画 面 が 表 示 されるので Class 画 像 が 表 示 されている Display #1を 選 択 90
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 ベクターファイルをENVIのROIとしてエクスポート 1. Available Vectors Listの4つのファ イルを 選 択 2. Available Vectors Listのメニュー バー のFile > Export Layers to ROIをクリック ( 注 ) Vector parameters ダイアログではありません 91
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 ROIファイルの 作 成 1. Select Data File to Associate with new ROIsダイア ログが 起 動 2. Select Input Fileにて 作 成 した 分 類 画 像 (2010_class)を 選 択 し OKボタンをクリック 3. Export EVF Layers to ROIダイアログが 起 動 する 4. Convert all records of an EVF layers to one ROI をチェック Z 92
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 ROIツールダイアログの 表 示 1. 分 類 画 像 のウィンドウ(イメージウィンドウ)の Tool> Region of Interest > ROI Tools をクリック 2. ROI Toolダイアログが 表 示 93
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 エラーマトリックスの 作 成 1. ENVI メインメニューバーのClassificationをクリック 2. Classification > Port Classification > Confusion Matrix > Using Ground Truth ROIsをクリック 3. Classification Input Fileダイアログが 表 示 4. このリスト 内 から 分 類 画 像 を 選 択 し OKボタンをクリック 94
ENVI 操 作 - Error Matrixの 作 成 エラーマトリックスの 作 成 検 証 データと 分 類 画 像 のクラスをあわせる 1. Match Class Parametersダイアログが 表 示 2. Select Ground Truth ROI Select Classification Imageから 同 クラスを 選 択 3. Add Combinationボタンをクリック Matched Classesに 項 目 が 増 える 4. Natural Forest, Plantation, Bareland, Water のすべてのクラスを 組 み 合 わせたら OKボタンをクリック 5. Confusion Matrix Parametersのダイアログ が 表 示 される 6. デフォルトのまま OKボタンをクリック 7. 表 が 表 示 される 95
精 度 評 価 分 類 結 果 クラス 照 合 用 クラス 全 体 精 度 は? どのような 土 地 被 覆 のク ラスで 誤 分 類 が 多 かった か? 誤 分 類 するクラスはどの クラスに 分 類 されたか? ( 一 社 ) 日 本 森 林 技 術 協 会 96
各 手 法 の 短 所 長 所 ( 課 題 ) 自 動 / 手 動 抽 出 方 法 自 動 (1) 時 点 ごと の 森 林 タ イプ 分 類 図 作 成 の うえ 変 化 抽 出 (2) 二 時 点 の 画 像 の 数 値 情 報 を 直 接 利 用 分 類 / 検 出 ヘ ース オブジェクト ピクセル オフ シ ェク ト/ヒ クセル 差 手 法 長 所 短 所 主 成 分 分 析 共 通 オフ シ ェ 区 トを 利 用 した 分 類 結 果 の 比 較 高 分 解 能 画 像 の 分 類 に 適 しているため 詳 細 な 分 類 図 が 得 られる 炭 素 量 への 変 換 が 容 易 作 業 者 の 技 術 力 によら ず 比 較 的 均 質 な 成 果 が 得 られる もっとも 簡 単 で 結 果 が よい 伐 採 や 植 林 が 特 定 の 主 成 分 に 現 れる 傾 向 があ る 土 地 被 覆 が 明 らかにな る ゴミが 発 生 しない 分 類 のためのハ ラメータ 設 定 が 複 雑 二 時 点 のオフ シ ェクトが 完 全 に 一 致 せず 極 小 のゴミが 発 生 高 分 解 能 画 像 の 分 類 に 適 さない 土 地 被 覆 の 変 化 履 歴 がわからない 植 生 の 季 節 変 化 の 影 響 を 受 ける 植 生 の 季 節 変 化 の 影 響 を 受 ける 手 動 共 通 目 視 判 読 分 類 精 度 が 高 い 判 読 者 の 影 響 を 受 け る 対 処 ゴミ 処 理 は 難 しい 中 分 解 能 低 分 解 能 で 利 用 変 化 箇 所 に 対 して 分 類 処 理 を 施 す 同 時 期 の 画 像 を 様 々な 提 供 元 で 検 索 同 時 期 の 画 像 を 様 々な 提 供 元 で 検 索 判 読 カート の 整 備 97
2.1.2.5 Monitoring of increases in forest area forestation 森 林 回 復 のモニタリング 森 林 の 回 復 スピードは 遅 いので, 森 林 減 少 よりも 見 つけにく い スタンダードな 手 法 はない 樹 冠 疎 密 度 で 推 定 などが 考 えられる 98
森 林 内 での 変 化 モニタリング 2.2.1 Direct approach to monitor selective logging 択 伐 モニタリングの 直 接 的 アプローチ Step1:Define the spatial resolution Step2:Enhance the image Step3:Select the mapping feature and methods 2.2.2 Indirect approach to monitor forest degradation 森 林 劣 化 モニタリングへの 非 直 接 的 アプローチ 99
2.2.1 Direct approach to monitor selective logging 択 伐 モニタリングの 直 接 的 アプローチ 様 々な 土 地 被 覆 の 状 態 で 見 えるので, 択 伐 地 域 の 抽 出 は 難 しい 高 分 解 能 衛 星 の 利 用 が 必 要 GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 100
択 伐 モニタリングの 直 接 的 アプローチのステップ Step 1. 利 用 する 分 解 能 を 決 める 高 分 解 能 (5m 以 下 ) 中 分 解 能 (10~60m) Step 2. 画 像 強 調 の 方 法 を 決 める Step 3-1. 図 化 対 象 を 決 める 大 気 補 正 ヒストグラムマッチング テクスチャフィルタ ミクセル 分 析 樹 冠 ギャップの 抽 出 領 域 での 抽 出 Step 3-2. 抽 出 方 法 を 決 める 目 視 判 読 自 動 分 類 結 果 を 確 認 する 101
Step1:Define the spatial resolution 利 用 する 分 解 能 を 決 める GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 102
Step2:Enhance the image 画 像 強 調 の 方 法 を 決 める GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 103
Step3:Select the mapping feature and methods 解 析 手 法 の 選 択 森 林 劣 化 の 程 度 は? 解 析 対 象 領 域 の 広 さは? 解 析 手 法 は? GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 104
2.2.2 Indirect approach to monitor forest degradation 森 林 劣 化 モニタリングへの 非 直 接 的 アプローチ Intact Forest( 自 然 林 )の 抽 出 Positive approach 画 像 解 析 でIntact Forest 自 体 を 抽 出 Negative approach 1. GISデータなどで 人 為 改 変 地 域 および 周 辺 地 域 を 除 く 2. 目 視 判 読 でFine Shapingする 105
Forest degradation assessment in Pappua New Guinea 2002 1988 GOFC-GOLDホームページ http://www.gofcgold.wur.nl/redd/ 106