Chiba University リモートセンシング工学 Remote Sensing Technology ヨサファット テトォコ スリ スマンティヨ Josaphat Tetuko Sri Sumantyo 千葉大学大学院自然科学研究科 Graduate School of Science and Technology, Chiba University 講義日程・教室 日程：水曜日５コマ（１６：００～１７：３０）計１５回 教室：環境リモートセンシング研究棟１Ｆ ５０２号講義室 授業形式：講義（1２回）＋演習（3回）＋レポート 講義の内容 １．合成開口レーダ（ＳＡＲ）の概要・演習 ３回 ２．ＳＡＲの応用（ＲＳとの関係、応用等） １回 ２．ＳＡＲの概要（歴史、原理等） １回 ３．電磁波の基礎概念（波動、偏波、減衰、散乱等） 1回 ４．レーダ方程式とマイクロ波の散乱（アンテナパターン等） ２回 ５．パルス圧縮技術とレンジ方向の画像生成 ２回 ６．合成開口技術とアジマス方向の画像生成過程 ３回 ７．ＳＡＲ画像解析の基礎 ２回 合計１５回 演習 ノートパソコン 画像 ソフトウェア ： JERS-1 SAR ： ＲＥＳＴＥＣ ＳＡＲ処理ソフト Adobe Photoshop 内容： １．概要 1回 ２．ＳＡＲデータ処理 ２回 参考文献 （１）合成開口レーダ画像ハンドブック、飯坂穣二監修、日本写真測量学会偏、朝倉書店 （２）画像解析ハンドブック、高木幹雄、下田陽久監修、東京大学出版会 （３）JERS-1 SAR/ERS-1 AMI IMAGEデータフォーマット説明書、（財）RESTEC （４）合成開口レーダ、畚野信義、日本リモートセンシング学会誌、Vol.1、No.1、1981,pp.50~107 （５）連載講座、江森康文、日本写真測量学会誌、Vol.23、No.2、１９８４～Vol.24、No.3、1985まで 全7回 （６）SARインターフェロメトリによる南極の氷河氷床研究のための技術的検討、木村宏、見富添、 西尾文彦、（社）日本リモートセンシング学会第18回学術講演論文集、pp.65~68 （７）資源探査のためのリモートセンシング実用シリーズ⑤ 合成開口レーダ 財団法人 資源観測 解析センター（ＥＲＳＤＡＣ）偏 （８）リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎、大内和夫（著）、東京電機大学出版会 （９）平成17年度 地球観測衛星データ利用セミナー 参考資料 参考文献 価格: ￥4,515 （税込） 価格:￥16,675 （税込） 価格:￥12,659 （税込） 参考文献 Price:$210.00 Price:$109.71 注意事項 出席率 80％ （最低：１５Ｘ８０％＝１２回） 演習に参加 レポート 連絡先 ヨサファット テトォコ スリ スマンティヨ 環境リモートセンシング研究センター 研究棟 202号室 電話０４３－２９０－３８４０ （内線３８４０） １．イントロダクション １．１．ＳＡＲとその定義 ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ） 衛星自身がマイクロ波を照射しその 後方散乱を受信・画像化するセンサ マイクロ波センサ アクティブセンサ 映像レーダ ＳＡＲの利点は？ 全天候性（観測時の天候に左右されない） 昼夜観測が可能（アクティブセンサ、太陽光不要） コヒーレント性（位相のそろい具合）が高い→ＩｎＳＡＲへの応用 偏波特性→ポラリメトリ ＳＡＲの欠点は？ マイクロ波後方散乱画像の解釈の複雑性 （光学センサとは全く異なる見え方） Side lookingによる画像のゆがみ、倒れ込み http://southport.jpl.nasa.gov/nrc/chapter7.html http://southport.jpl.nasa.gov/nrc/chapter7.html ALOS PALSAR PALSARは、衛星から発射 した電波の反射を受信するこ とで観測するセンサであるた め、観測する領域の天候・昼 夜に関係なくデータを取得可 能です。 また、観測範囲や分解能が 可変であり、用途に応じた柔 軟な観測が可能です。 PALSARの主要諸元 主要観測モード 高分解能モード 観測周波数 SCAN SAR L-band(1.27GHz) 偏波 HH,VV,HH&HV,VV& VH HH,VV 地上分解能 10m 100m ルック数 2 8 観測幅 70km 250～350km オフナディア角 10～51° 雑音等価後方散乱係数 約-23dB http://alos.nasda.go.jp/ １．２ 人工衛星搭載ＳＡＲと地上との幾何的関係 ①：オフナディア角 off-nadir angle （look angle) ② ②：俯角 ① ③：レンジビーム幅 ③ ④：入射角 ⑤ ④ incidence angle ⑤：アジマスビーム幅 ニアレンジ ターゲット ファーレンジ 1.3 可視センサとマイクロ波センサ • 可視センサ ：人間の眼に近い波長帯での観測。 直感的な理解が容易。太陽光の反射 • マイクロ波センサ ：人間の眼で感じられない→直感で理解できない ｃｍオーダーの波長 後方散乱というメカニズムの複雑さ 観測原理に由来する画像の歪み ＜1章まとめ＞ ＳＡＲとは：アクティブマイクロ波画像レーダ SARの利点：全天候性、昼夜観測可、コヒーレント性、偏波特性 SARの欠点：画像解釈の複雑さ 観測方式に由来する画像のゆがみ 光学センサとの違い：直感的かそうでないか SARを理解する上での幾何学的位置関係とその用語の理解 ２．マイクロ波の特徴 2.1 波の表現 ～位相と振幅 電磁界を空間の一転で眺めた場 合、時間の関数として振動する 時刻を固定して電磁界の空間分布を 観測すると場所の関数として振動する 波長 振幅 電界 時間（ｔ） 位相：f 電界 空間位置（ｘ） 時間変化をする信号を場所の関数として表現するには 振幅と位相という変数を必要とする 波の表現： F(t)=exp[2pift] f:周波数 df dt = f 2.2 マイクロ波の波長域 10GHz 0.2mm 可視 1.0mm 中間赤外 10mm 1mm 1GHz 10cm 熱赤外 1m マイクロ波 赤外線近赤外 KaKuX C S L P 電磁波の波長帯と名称 大気伝達 % 100 50 0 0.2mm 1.0mm 10mm 1mm 波長 波長帯毎の大気の透過率 10cm 1m バンド名 波長（ｍｍ） 周波数（ＧＨｚ） Ka 7.5 ~ 11.0 40.0 ~ 26.5 K 11.0 ~ 26.7 26.5 ~ 18.0 Ku 16.7 ~ 24.0 18.0 ~ 12.5 X 24.0 ~ 37.5 12.5 ~ 8.0 C 37.5 ~ 75.0 8.0 ~ 4.0 S 75.0 ~ 150 4.0 ~ 2.0 L 150 ~ 300 2.0 ~ 1.0 P 300 ~ 1000 1.0 ~ 0.3 2.3 マイクロ波の反射と透過（１） 反射と透過の関係 反射波 入射波 q q 反射と透過の割合 → 媒質の誘電率が影響 鏡面反射が多くなる要因 → 表面の粗度が影響 q` 反射波 鏡面反射 インドネシア・アナククラカトア山島群 ２．３．マイクロ波の反射と透過（３） ＜ＩＩ．表面粗度の違いによる効果＞ Ｒａｙｌｅｉｇｈの条件： h≦l/(8 cos q) → 地表面が滑らかとする基準 ＪＥＲＳ－１の場合： l=0.23m, q=38oとすると ①を満たす表面粗度の条件： h≦3.65 cm となる ①滑らかな面による反射 ②やや粗い面による反射 ③粗い面による反射 地表面におけるマイクロ波の反射（表面散乱）の模式図 ③粗い面による反射 ①滑らかな面による反射 ②やや粗い面による反射 インドネシア・アナククラカトア山島群 2.4 マイクロ波の散乱 ～表面散乱と体積散乱～ 表面散乱：媒質と媒質（誘電率の異なる物質間）の境界面で 起こる相互作用（広義の反射）に起因する散乱 局所的な反射（あるいはその繰り返し）により、鏡面 反射とは異なる方向へ入射波が出て行く 体積散乱 ① 透過してきた電磁波が物質中の誘電率の 異なったものに接してその境界面で散乱する場合 ② 地表被覆物体による体積散乱。森林における 木の幹、葉、枝などによる散乱 2.4 マイクロ波の散乱 ～表面散乱と体積散乱（２）～ 体積散乱の模式図 植生 氷河の氷 樹冠表面からの散乱 表面散乱 葉、枝などからの体積散乱 誘電率の異なるものからの体積散乱 表面散乱 不連続面からの散乱 誘電率の異なるものからの体積散乱 乾いた沖積層 表面散乱 不連続面からの散乱 直線偏波 垂直偏波 円偏波 水平偏波 左旋円偏波（ＬＨＣＰ） リフレッシュタイム（研究紹介） Refresh time (research introduction) Recorded by Josaphat : Nice, France 11 Nov 2004 2006 : ALOS 合成開口レーダ画像生成過程 Range JERS-1 satellite range compressed image North Azimuth raw data North sensor illumination azimuth compressed image rotated image
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