第5章 データ

第5章�データ�
1.�デジタルとアナログ�
��������������：普通の写真のように濃淡や色（輝度値）が連続的に変わる画像．
��������������：アナログ画像を小さなセルに分割し，各セルの平均輝度値や中心部における
輝度値などをそのセルを代表する輝度値として整数値化した画像．�
�������������：アナログ画像を空間的に離散化（分割）すること．
�������������：標本化された各セルの輝度値（連続値）を離散化（整数値化）すること．�
�������������：標本化と量子化をあわせて画像のデジタル化あるいはAD変換という．�
2.�標本化�
アナログ画像を���������������する．�
サンプリング周期が長いと元
の画像の再現性が悪くなり，
短いとデジタル化された画像
の精度は向上するが，デー量
が膨大になる．�
衛星進行方向
����������：分割された各セルのこと．
����������：画素配列の横方向に左から右につけた番号．
����������：画素配列の縦方向に上から下につけた番号．�
3.�量子化�
量子化とは，����������������������こと．�
Vの範囲のアナロ
グデータは， 2 に
なる．�
アナログ輝度値は連続的な値をとっているが，量子化により
とびとびの値（整数値）にかえられる．�
4.�リモセン画像データ�
リモセンデータは，0 255までの256段階（階調）（もしくは0 127までの128段
階）に量子化されたデジタルデータである．�
このデジタル化されたリモセンデータは，
������������� ，もしくは
と
呼ばれる．�
ランドサットTMだと解像度が30m 30mだから，ひとつの画素の数値は，この範囲の
反射率の大きさを，256段階の数値に置き換えられたものである．（MSSでは128段
階）�
4.1�LANDSAT-TMのデ−タ�
5.�リモセン関連機関�
衛星打ち上げ・運行管理�
・宇宙航空研究開発機構（JAXA）������ ；http://www.jaxa.jp/�
データの検索・提供�
・JAXA地球観測研究センター（JAXA/EORC）�
； https://www.eoc.jaxa.jp/iss/jsp/index.html�
・リモートセンシング技術センター（RESTEC） ；http://www.restec.or.jp/�
・資源環境観測解析センター(ERSDAC） ���；http://www.ersdac.or.jp/�
・広島地球環境情報センター(HEEIC) �����；http://www.heeic.or.jp/�
・千葉大学／環境リモートセンシング研究センター(CEReS)�
�����������������；http://www.cr.chiba-u.jp/jhome.html�
・東海大学情報技術センター(TRIC)� ；http://www.tric.u-tokai.ac.jp/�
・その他�気象衛星に関する機関，民間企業など�
6.�データ検索�
RESTECにアクセスしてみる�
RESTEC(http://www.restec.or.jp/)�
詳細検索条件�
衛星画像オンライン検索・注文�
クリック�
地図から指定する�
クリック�
→画像検索・見本�
クリック�
観測期間，検索領域，雲量の指定�
指示通りに入力�
検索開始�
詳細検索�
Go
クリック�
適当な衛星とセンサを選択
してクリック�
クリック�
しばらくすると，検索結果が表示さ
れる．適当な画像の�
詳細� クリック�
拡大画像が表示される�
7.�無料データ�
いくつかの機関から無料のデータが配布されている．�
・東京大学生産技術研究所・安岡・竹内研究室�
������http://webmodis.iis.u-tokyo.ac.jp/index_j.php�
�ここでは，Terra・AquaのMODISデータが入手できる．各自勝手に申し込まないこと．�
・メリーランド大学�
������http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp�
�ここでは，ランドサットデータが入手できる（演習で利用する）．�
・その他�他にもあるらしいが未確認�
8.�入手データの歪�
リモセン画像には以下の歪が含まれているので，これを補正する必要がある．
1)������������������（ラジオメトリック歪）�
�センサの感度や太陽の位置，大気の状態に起因する歪�
2)������������������（ジオメトリック歪）
�衛星画像の座標系と地図の座標系が一致していない歪，センサの内部歪・外�部歪，地
図投影法に伴う歪などに起因して生じる．
ただし，現在では一部の歪を補正したデータ（補正済みデータ）も販売されているので，一
般ユーザーはこれを利用することも可能である．�
9.�放射量歪�
放射量歪には，以下のものがある．�
1)センサの感度特性に起因する歪（周辺減光，ストライピング）�
2)太陽とセンサの位置関係に起因する歪（サンスポット）�
3)地表面の起伏に起因する歪�
太陽光が地表面で反射・拡散され，
その周辺が周りより明るくなる�
4)大気による歪（減衰，パスラジアンス，スカイライトなど）�
参考�
ストライピング：各素子からの出力値の統計量を調整�
周辺減光・サンスポット：シェイディング局面の推定�
対策�
地表面の起伏に起因する歪み：表面の法線ベクトルと太陽光の入射ベ
クトルからセンサ方向への反射光の強度を計算�
大気による歪み：補正は困難�
10.�大気による歪�
11.�幾何学歪�
�幾何学歪とは，��
のこと．�
センサの内部歪・外部歪，地図投影法に伴う歪などに起因して生じる．�
�解析ソフトによっては，幾何学歪（ジオメトリック歪）の補正を，「アフィン変換」と呼んで
いるものがある．�
12.�地図座標系と衛星座標系の不一致�
ランドサットは，右上から左下へ斜めに横切る�
13.�センサの内部歪・外部歪�
内部歪�
外部歪�
14.�ジオメトリックひずみ補正例�
補正前�
補正後�
15.�データの処理レベル�
様々に処理されたデータが販売されている�
例：Landsatの場合�
センサ�
処理内容�
Landsat�
MSS�
未補正�
バルク補正�
(S)�
バルク補正／ジオ
コーデッド(GC)�
Landsat�
TM�
未補正�
バルク補正�
(S)�
バルク補正／ジオ
コーデッド(GC)�
Landsat�
ETM+�
L0R�
(未補正)�
L1R�
(R)�
L1G�
(S)�
L1G/ジオコーデッ
ド(GC)�
R:�ラジオメトリック補正�
S:�ラジオメトリック補正とジオメトリック補正（地図投影）�
GC:�S+ジオコーディング（画像が地図上の真北を向くようになされる回転処理）�
16.�データの価格�
例：ランドサットの1シーン(CD-ROM)の場合�
センサ�
未補正�
バルク補正�
Landsat-MSS�
40,740円�
Landsat- TM�
88,200円�
センサ�
Landsat- ETM�
L0R�
L1R�
ジオコーデッド�
L1G�
88,200円�
RESTECホームページより�
17.�間引き率�
・ランドサットTMの場合，1シーンは7000ライン 6000ピクセル 7バンドで，データ量と
しては294MBになる（ランドサットMSSの場合は，3600 3000 4バンドで，43MB）．�
・このデータをCD-ROMで購入する場合は問題ない（1枚で収まる）．以前は，フロッピー
ディスク（FD）でも販売されていた．FDの場合，TMデータの1シーンでは200枚以
上，MSSデータでは30枚以上必要であった．�
・そのため，FDではデータを間引いたものも売られていた（現在は，FDでの配布は行われ
ていない）．�
・間引き率2は，2画素に1画素づつ，間引き率4は，4画素に1画素づつ，間引き率6は，6画
素に1画素づつ，データを拾い上げたものである．�
・間引いたデータでは，当然ながら画質は荒くなる．�