森林の三次元構造を用いて、衛星で観測された反射率から影を除去する方法の開発

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本研究の目的は、航空機レーザスキャナで取得した森林の三次元構造を用いて、衛星で観測した反射率から影を除去する手法を開発する事である。研究実施計画に記載した5項目のうち、2022年度は(3)極軌道衛星を用いた影の除去と(4)静止軌道衛星を用いた影の除去を実施した。極軌道衛星を用いた影の除去では、森林の三次元構造から衛星観測時の影をシミュレーションし、衛星が観測した反射率と比較した。その結果、両者は基本的に直線関係だが、回帰の残差に地形に起因する偏りがみられた。そこで、この影響を組み込んだモデルを作成・適用した結果、冬季の近赤外反射率で決定係数が0.9を超えるなど、高い再現性が示された。このモデルを用いて影を補正した反射率を求めたところ、いずれの季節においても山の斜面方位や樹冠による影が除去された、空間的に滑らかな反射率が得られた。また、季節変化についても太陽高度の影響が補正され安定した反射率となった。現在、これらの結果を論文に整理している。静止軌道衛星を用いた影の除去では、Himawari-8/AHIの日本域データを対象として、反射率の日内変動と影との関係性を解析した。2.5分間隔で観測されるAHIデータに合わせて影をシミュレーションし、反射率の観測値と比較した。その結果、朝夕の変動はほぼ一致するものの、太陽高度の高い昼の時間帯は、影の変化が小さいにも関わらず、反射率は比較的大きく変化していた。この特徴は特に、衛星と太陽の方向が近くなる春分と秋分の昼に顕著であった。この解析により、太陽を背にすることで視野内に影が見えなくなる状況（BRDFモデルのいわゆるホットスポット）を表現することの重要性が示された。この結果は国際学会で発表された。また、研究の過程で実施した静止軌道衛星のオルソ補正（正射投影補正）について、方法を論文にまとめて投稿した。