光学およびレーダーリモートセンシング

フィジーのオノイラウにあるヌクニの村を衛星放送します。 Ono-i-Lauは、ラウ諸島のフィジー諸島のバリアリーフシステム内にある島々のグループです。 写真©PlanetLabs Inc.

リモートセンシングを使用して熱帯および亜熱帯地域の生息地をマッピングする際の最大の難しさは、年間を通じて高い雲量であり、光学衛星画像から特徴を隠していることです。 雲によって作成されたギャップを埋めるには、いくつかの戦略があります。たとえば、同じ場所で異なる日に撮影された画像を使用して、雲のない画像のモザイクを作成します。 マングローブなどの一部の生息地では、雲量に敏感ではないレーダー衛星画像からの画像を使用して、光学画像のギャップを埋めることができます。

光学衛星画像とレーダー衛星画像には、重要な違いと制限があります。 たとえば、レーダー衛星画像は水中に浸透しないため、サンゴ礁のマッピングには役立ちませんが、マングローブなどの緊急構造物のマッピングには強力です。

光学システム

光学リモートセンシング画像は、土地被覆の種類と植生の生物物理学的特性に敏感です。 衛星光学リモートセンシングシステムは、太陽光によって反射された電磁放射から情報を受け取ります。 さまざまな波長で動作する光学センサーは、光合成植生(近赤外線スペクトルを使用)と含水量に敏感になります。

電磁スペクトルVNIR

電磁スペクトル(縮尺どおりではありません)、および衛星リモートセンシング(SRS)でのその使用。 出典:Pettorellietal。 2018年

ランドサットミッションなどの衛星センサーは、スペクトルシグネチャを生成する電磁スペクトルの可視、近赤外線、および短波赤外線部分で、明確に定義された少数の波長範囲(「スペクトルバンド」)の放射輝度を測定します。陸上のオブジェクトの。

光学リモートセンシングマレーシア

マレーシアのペラにあるマタン国立公園の海岸線の偽色の光学リモートセンシング画像。 濃いオレンジ色はマングローブ地域で、黄色の斑点は土地が乾燥している村による皆伐を示しています。 クレジット:Landsat画像提供:米国地質調査所

レーダーシステム

レーダーセンサーからの画像の解釈は、光学画像よりも直感的ではありません。これらのセンサーは色を認識せず、表面の形状、テクスチャ、XNUMX次元構造、および含水量に反応するためです。

レーダーは、独自のマイクロ波放射を生成するアクティブセンサーであり、雲の中や夜間に動作することができます。 リモートセンシングに使用されるすべてのイメージングレーダーセンサーは、合成開口レーダー(SAR)です。これは、ターゲット領域でのレーダーアンテナの動きを使用して、従来の固定ビームスキャンレーダーよりも細かい空間解像度を提供するレーダーの形式です。

電磁スペクトルマイクロ波

電磁スペクトル(縮尺どおりではありません)、および衛星リモートセンシング(SRS)でのその使用。 出典:Pettorellietal。 2018年

レーダーのさまざまな波長は、X、C、L、Pなどの文字指定でバンドと呼ばれることがよくあります。各バンドにはさまざまなプロパティがあります。 Lバンドは、森林への浸透が大きいため、バイオマスと植生のマッピングに使用され、レーダー信号と大きな枝や木の幹との間の相互作用が大きくなります。

レーダーリモートセンシングマレーシア

マレーシア、ペラのマタン国立公園の海岸線のレーダーリモートセンシング画像。 濃い灰色はマングローブ地域で、白い斑点は土地が乾燥していて垂直方向の複雑さが欠けている村による皆伐を示しています。 クレジット:JAXA

放射線がセンサーによって受け取られる方法は、後方散乱と呼ばれます。 後方散乱は、表面のタイプに関する情報を提供し、植生と水を区別するために使用できます。 次の図は、XNUMX種類の後方散乱を示しています。

XNUMX種類の後方散乱

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