平成 26 年 8 月豪雨災害 ( 広島豪雨災害 ) 合成開口レーダーおよび光学衛星による観測結果 (COSMO-SkyMed/GeoEye-1/WorldView-2) 2014 年 11 月 6 日
撮影実施状況 平成 26 年 8 月 20 日広島県内での土砂災害発生以降も天候不良がしばらく続き 光学衛星による撮影は困難な状況であったため 天候によらず撮影が可能な SAR 衛星を併用することにより 災害発生後の早い段階で広域の状況把握が可能となる 8 月 月火水木金土日 1 2 3 CSK2 4 5 6 7 8 9 10 CSK4 CSK1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 土砂 21 22 23 24 CSK4 WV2 25 26 27 28 29 30 31 CSK1 災害発生 9 月 月火水木金土日 1 2 3 4 5 6 7 CSK2 8 9 10 11 12 13 14 CSK1 GE1 15 16 17 18 19 20 21 CSK2 22 23 24 25 26 27 28 CSK4 CSK1 29 30 光学画像撮影日 GE1: GeoEye-1 WV2: WorldView-2 SAR 画像撮影日 CSK: COSMO-SkyMed 本資料で利用したデータ * 過去の天気日本気象協会ウェブサイト参照 1
光学衛星の撮影結果 災害後 災害後 Digitalglobe 2014 年 8 月 23 日撮影の WorldView-2 画像 Digitalglobe 2014 年 9 月 13 日撮影の GeoEye-1 画像 2
COSMO-SkyMed の撮影結果 災害前 2014/8/6 および 10 災害後 CSK 衛星カラー合成画像 観測日時 撮影モード 空間分解能 オフナディア角 ( 入射角 ) 軌道方向 ルック方向 撮影諸元 2014/8/6 18:08 2014/8/22 18:08 2014/8/10 18:08 2014/8/26 18:08 STRIPMAP HIMAGE 3m シングルルック (5m マルチルック ) 24.13 度 (26.65 度 ) 下降軌道 右 本解析では 全てマルチルック処理を行っています 次ページの拡大エリア ( 広島市安佐南区八木地区および北区可部地区を拡大 ) 2014/8/22 および 26 R:2014-8-10( 災害前 ) G:2014-8-26( 災害後 ) B:2014-8-26( 災害後 ) 国土交通省 国土数値情報 ( 行政区域 道路 鉄道データ ) を利用し作成 COSMO-SkyMed Product ASI-Agenzia Spaziale Italiana 2014. All RightsReserved. Produced by Japan Space Imaging. CSK 衛星カラー合成画像について異なる 2 時期に撮影された SAR 画像を RGB の各バンドに割り当て 変化が発生している箇所が赤または青で表示される 3
災害後の SAR カラー合成画像と光学画像の比較 R: 2014-8-10 G: 2014-8-22 B: 2014-8-22 Area1 安佐北区可部 Area2 2014-9-13 Area1 安佐北区可部 Area2 土石流 土砂崩れが発生したエリアにおいて SAR カラー合成画像上に赤 青色の変化が確認できます 特に 安佐南区八木地区で発生した大規模な土石流による住宅地への土砂流出域において顕著に青色が確認でき このエリアは左光学画像で確認できる土砂流出域と一致します Area1,2 の拡大画像を次ページ以降に掲載します 山間部東側斜面においては SAR 特有の歪みを補正した跡が生じています COSMO-SkyMed Product ASI-Agenzia Spaziale Italiana 2014. All RightsReserved. Produced by Japan Space Imaging. 500m Digitalglobe 4
広島市安佐南区八木地区の拡大 (Area1) R: 2014-8-10 G: 2014-8-22 B: 2014-8-22 2014-9-13 前ページで述べた 安佐南区八木地区の住宅地における土砂流出域が 青色として SAR カラー合成画像上で確認できます 特に土砂の堆積が激しかったエリア ( 黄色枠内 ) において強い青色や赤色が確認できます COSMO-SkyMed Product ASI-Agenzia Spaziale Italiana 2014. All RightsReserved. Produced by Japan Space Imaging. *SAR 画像特有の歪みを除去していない画像です 250m Digitalglobe 5
広島市安佐北区可部地区の拡大 Area2) R: 2014-8-10 G: 2014-8-22 B: 2014-8-22 SARカラー合成画像 COSMO-SkyMed Product ASI-Agenzia Spaziale Italiana 2014. All RightsReserved. Produced by Japan Space Imaging. R: 2014-8-10 G: 2014-8-22 B: Coherence SAR MTC画像 COSMO-SkyMed Product ASI-Agenzia Spaziale Italiana 2014. All RightsReserved. Produced by Japan Space Imaging. 2014-9-13 光学画像 Digitalglobe 150m 安佐北区可部地区東部の山間部における大規模な土砂災害が光学画像で確認できます SARカラー合成画像においても土砂災害による色の変化 が青色や赤色で確認できます 中央の画像は SARカラー合成画像の青バンドに8月10日と22日の画像から作成したコヒーレンス画像を割当てた MTC画像*となります 本画像では 土砂崩れや土石流などは赤色や緑色の変化として確認できます 通常のSARカラー合成画像と比較すると植生域 や地表面に小さな変化が起きた場合コヒーレンス値が下がるため 画像上では黄色で表示され 通常のSARカラー合成より災害箇所の視認性向上が 期待できます *MTC画像に関しては参考資料をご参照ください 6
災害前後の光学画像 災害前 災害後 Area4 Area4 Area3 Area3 Digitalglobe Digitalglobe 2013 年 5 月 24 日撮影の WorldView-2 画像 2014 年 9 月 13 日撮影の GeoEye-1 画像 7
災害前後の光学画像 (Area3 拡大 ) 災害前 災害後 Digitalglobe Digitalglobe 2013 年 5 月 24 日撮影の WorldView-2 画像 2014 年 9 月 13 日撮影の GeoEye-1 画像 8
災害前後の光学画像 (Area4 拡大 ) 災害前 災害後 Digitalglobe Digitalglobe 2013 年 5 月 24 日撮影の WorldView-2 画像 2014 年 9 月 13 日撮影の GeoEye-1 画像 25m 9
参考資料 合成開口レーダ (SAR) とは? SAR 衛星は マイクロ波を地表面に向けて送信し 地表から反射するマイクロ波の強さ及び位相から対象物の状態や高さ 変位を測定する 2 1 3 DigitalGlobe 光学衛星 (GeoEye-1) 建物等の人工構造物 森林等の植生域 水域鏡面体 2 1 1 明るい白色 2 中間的なグレー色 3 黒色 強いマイクロ波の反射弱い 3 * 地表面からの後方散乱強度は マイクロ波の波長 入射角や植生 土壌の含水率等により同じ対象物でも多少異なります レーダー衛星 (COSMO-SkyMed) 東京の天候 : くもり (2009 年 3 月 3 日 ) COSMO-SkyMed Product ASI-Agenzia Spaziale Italiana 2011. All Rights Reserved. Produced by JAPAN SPACE IMAGING CORPORATION 10
参考資料 COSMO-SkyMed 衛星について 1. 天候 昼夜の影響を受けない画像撮影 X バンドの SAR( 合成開口レーダー ) センサーを搭載し 全天候型で昼夜を問わず最高 1m の高分解能画像を提供 また 同一軌道上に 4 機の衛星を配置することで高い撮影頻度を実現 北緯 40 度付近であれば圧倒的な撮影能力を実現 2. 4 機コンステレーションの撮影能力 四国地方ほぼ全域 ( 約 18,300 km2 ) の 3m 分解能画像 ( STRIPMAP HIMAGE ) を 8 日間で整備しました この画像データを基に SAR の特性を活用した変化抽出が可能 3. 5 種類の撮影モード 目的に応じた撮影に対応できる柔軟性を備えています 衛星進行方向 ( アジマス ) に対し 右 左方向の切り替え撮影が可能 4. 単一 複数画像による比較 解析 撮影した SAR 画像により 津波等による浸水域の抽出や 異なる時期に撮影された同一地域を比較 解析し 状況変化を把握可能 11
参考資料 Multitemporal Coherence 画像 1 2014-8-10 コヒーレンス画像に関して下に示すコヒーレンス画像は 災害前に撮影された 8 月 10 日の SAR 画像 (1) と災害発生後の 8 月 22 日 SAR 画像 (2) から作成された画像であり 0-1 の値で 1 と 2 画像の類似性 ( 相関性 ) を示します 2 つの画像が全く同じなら 1 全く異なる画像なら 0 を示します Coherence 2 2014-8-22 今回撮影された広島土砂災害前後の画像から作成されたコヒーレンス画像では 都市域や住宅地においてコヒーレンス値が高く 植生や水域など微小にでも表面が変化する地域でコヒーレンス値が低くなります 通常のマイクロ波の反射強度を示す 1 と 2 のみを利用した SAR カラー合成画像では可視化できない地表面の微小な変動をコヒーレンス画像を利用することで色の違いとして表示することが可能です MTC 画像上では 大きな変化 (1 か 2 の強度画像の変化 ) が赤か緑色で表示され 植生の様な微小な変化があるエリアが黄色 そして都市域の様に変化が少ないところは青白色で表示されます COSMO-SkyMed Product ASI-Agenzia Spaziale Italiana 2011. All Rights Reserved. Produced by JAPAN SPACE IMAGING CORPORATION 12
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