Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１5

「小型飛翔体による海象観測」- データの即時性はどこまで保証できるか -

平成28年度名古屋大学宇宙地球環境研究所研究集会Aug.26, 2016RESTEC 磯口 治

監視・防災合成開口レーダ(SAR)による海洋観測

2Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

合成開口レーダ(SAR)マイクロ波のイメージングレーダー 空間解像度：数m～10m 雲、昼夜に関係なく高解像度で海面を可視化できる唯一のセンサ 海面の粗度(roughness)を観測

海面のroughnessの空間分布に影響を与える海洋現象を間接的に検出可能

JAXA”人工衛星「だいち2号」の機能”より抜粋

SARで海洋の何が観測できるか？

3Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

船舶検出

VS.

Optical Radar (X-band SAR)

4Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１5

SARで海洋の何が観測できるか？スケール 検出パラ

メータ画像化メカニズム

検出可能な海上風レンジ

プロダクト 特記事項高解像度

広域観測

海上風 > 1km 海上風速(※風向)

風応力による海面祖度の変化

3-25m/s(周波数依存) ○ ◎ 高いラジオメトリック精度が必要

波浪 波長100m-600m

波長、進行方向、波高

海面傾斜、流体力学、Velocity Bunching

3-40 m/s ○ × アジマス方向への進行波が非線形内部波 波長0.3-

3km波長、方向(※振幅、混合層深)

収束・発散による海面祖度の変化

2-10 m/s ○ ◎フロント(潮目)

1-100km 位置、シア(※速度)

収束・風応力による祖度変化

3-10 m/s ○ ◎渦 直径1-

200km位置、直径(※速度)

収束・風応力による祖度変化

3-10 m/s ○ ◎浅海海底地形

深さ5-50m 位置、変化、方向(※深さ)

収束による祖度変化

3-12m/s ○ △オイル流出

> 100m2 領域 粘性による祖度変化

2-12 m/s ○ ○

5Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１5

海上風

Copyright ESA 1992 データ提供JAXA

ERS-1/AIM © ESA

ERS-1/AIM © ESA

6Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

三宅島

御蔵島

©JAXA, METI

PALSAR HH 画像 2007年7月14日観測

•島による波浪の回折、減衰•波浪パラメータの空間分布の検出が可能

©JAXA, METI

島の後方で波浪が回折

波浪情報の検出

7Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１5

波浪空間波浪情報の空間分布の検出

Collard et al. (2005)より引用

8Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

MODIS/SST 2014/10/25 01:11 (UT) PALSAR-2 ScanSAR 2014/10/25 14:17 (UT)

MODIS/SSTCourtesy of JAXA

冷水の貫入による安定化の影響?

9Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

PALSAR-2 Contrast image 2014/10/25 14:17 (UT)

MODIS/SSTCourtesy of JAXA

大気現象の影響

フロント

渦

MODIS/SST 2014/10/25 01:11 (UT)

10Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

複数SAR衛星によるオイル流出域モニタリング

Ship accident location

ALOS/PALSAR画像

オイル流出

11Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

船舶検出カナダのMDA(MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd)社RADARSAT-2による船舶情報提供時間は観測してから10-15分程度(ユーザー要求は15分以内)カナダでは極域に近く、ダウンリンクには有利だが、latencyを考慮して地上局を配置して実現。

オペレーショナルなサービス

12Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

http://www.ospo.noaa.gov/data/ocean/sar/sarwinds_20160801.htmlより引用

オペレーショナルなサービス海上風、海氷

ASFで受信してから2-4時間で提供

NOAAにより提供

http://www.ospo.noaa.gov/data/ocean/sar/sarwinds_20160801.html

13Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

オペレーショナルなサービスDLRによるTerraSAR-Xを使用したSea state NRTサービス(試験段階)

ユーザー：German Weather Services (DWS)

14Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

衛星1機では分解能と観測頻度は両立しない

マイクロ波グローバル観測センサと高分解能センサ

空間分解能 観測幅 繰返し周期(全球観測)

備考

Global センサ(放射計,散乱計,高度計)

数kmから数10km

1500-2000km 数日 沿岸観測が困難

高解像度センサ(SAR)

1m～10m 50km～100km 30-40日100m(ScanSAR)

300-500km 10日

観測頻度

15Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

NovaSAR-S: Small satellite Synthetic Aperture Radar platform

小型SARのコンステレーション

英国政府、SSTL(Small Satellite supplier, Surrey Satellite Technology Ltd)およびエアバスADSの官民プロジェクトの解像度6-30ｍのSARデータアプリケーションとして、洪水監視、農産物評価、森林監視、土地利用図作成、災害管理、船舶検知および石油流出監視などが対象。SバンドSARとAIS（自動船舶監視装置）を搭載3機のコンステレーションで全球どの地点も1回/日の観測が可能となる重量400kg以下

https://www.sstl.co.uk/Missions/NovaSAR-S/NovaSAR-S/NovaSAR-S-Small-satellite-Synthetic-Aperture-Radaより引用

16Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

小型SARのコンステレーションOptiSAR™CanadaのUrthecast

16 Satellites: 8 tandem pairs, 2 orbital planes1回/日の観測SARと光学のタンデム観測SAR：1m 分解能の X-band と 5m 分解能の L-band光学：0.5m分解能のカラービデオ(30fps) オンボードの気象カメラを搭載して、光学データの取得領域をコントロール

“https://www.urthecast.com/constellation”より引用

17Remote Sensing Technology Center of Japan Ａｌｌ ｒｉｇｈｔｓ ｒｅｓｅｒｖｅｄ ＲＥＳＴＥＣ ２０１４

小型SARのコンステレーション

ICEYE(スウェーデンの民間会社)

スタンフォード大学とアールト大学のjoint Technology Venture CourseとしてスタートNRTの北極海海氷情報サービス平均で3時間に1回の更新を目指す

“http://iceye.fi/investor/”より引用