衛星画像解析と小型計測器による化学物質と浮遊微粒子の分布と挙動把握

利用卫星图像分析和小型测量仪器了解化学物质和悬浮颗粒的分布和行为

• 批准号: 22K12406
• 负责人: 大橋 勝文
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12406/
• 关键词: 浮遊微粒子; ひまわり８号; インドネシア; ヘイズ; 桜島; 火山灰; 化学物質; 衛星画像; 小型計測器

火山活動による噴煙、大規模森林火災、工業地帯から排出される煤煙などに含まれる化学物質や微小浮遊物質（PM）が、呼吸器系を含む人体に悪影響を及ぼすので、その量および分布の把握が求められ、多くの環境観測衛星により観測されている。環境観測衛星は地球を周回しながら地球全体を観測しているが、観測場所上空に雲があると雲に遮られて正確な観測ができない。しかも、観測時間が限られていてイベントと同期しないことがある。そこで、環太平洋地域を10分間隔で常に観測している静止衛星の「ひまわり８号」の可視から赤外線領域の画像データから独自のアルゴリズムで、化学物質やPMの地域分布を解析する。「ひまわり８号」などの衛星画像解析は対象地域に雲が重なって撮影されるため、対象地域の環境を把握するためには雲を如何に除くかが鍵になり、多くの研究者がその手法を考案している。地上の温度を推定できれば正確に雲を除けるため、ゴダードサイエンスセンターの気象データの再解析データの利用を試す。また、複数の環境観測衛星データや地上に設置してある観測データと「ひまわり８号」画像データとを比較しながら機械学習などの手法を利用することで「ひまわり８号」画像データの活用使用を開発する。また、桜島の噴火により排出される火山灰分布の把握には、鹿児島県垂水に設置してあるXバンドレーダーによる観測データも活用する。衛星画像は、上空が雲で覆われると地上の状況を把握できないため、異なるサイズの浮遊微粒子を計測できる地上に設置する浮遊微粒子計を予算不足で1・２台程度の試作を進めてきたが、この科研費予算により計測器を複数台作成し、地上に設置する。また、複数台の時間ずれがないようにGPSによる時間補正機能の動作確認などを進めながら、研究を進める。

由大型森林大火引起的火山烟雾中包含的化学物质和微浮动物质（PM），以及从工业区排放的烟灰对包括呼吸系统在内的人体具有负面影响，因此有必要了解这些物质的数量和分布，并且被许多环境观察卫星观察到。环境观察卫星通过绕地球绕地球观察整个地球，但是如果在观测位置上方有云，则它们会被云所阻挡，无法准确观察到。此外，观察时间可能受到限制，并且可能不会与事件同步。因此，我们使用从地球静止卫星“ Himawari 8”的可见光到红外区域的图像数据中的独特算法分析了化学物质和PM的区域分布，该算法在10分钟的间隔内不断观察太平洋rim。卫星图像分析（例如“ Himawari No. 8”）被拍摄，云与目标区域重叠，因此如何去除云是了解目标区域环境的关键，许多研究人员已经设计了该方法。我们将尝试使用戈达德科学中心对天气数据的重新分析，以便如果我们可以估计地面温度，可以准确去除云。此外，该公司将通过比较使用机器学习和其他方法的“ Himawari 8号”图像数据来比较地面上安装的多个环境观察卫星数据和地面上安装的观察数据，从而开发使用Himawari 8号图像数据。此外，要了解Sakurajima喷发发射的火山灰的分布，将使用使用X型雷达X型雷达的观察数据，将使用Kagoshima县。由于由于缺乏预算，卫星图像无法掌握地面上的情况，因此我们一直在将安装在地面上的大约一个或两个浮动粒子表的原型上，该原型安装在可以测量不同尺寸的浮动颗粒的地面上，但是由于这笔资金用于研究资金，因此将创建和安装多个测量工具并在地面上安装。此外，将在使用GPS检查时间校正函数的操作时进行研究，以确保多个单元之间没有时间偏差。