リモートセンシングとは何ですか?

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とは、「物体と物理的に接触することなく、物体に関する情報を取得すること」です(Elachi and van Zyl2006)。

リモートセンシングを深く理解し、リモートセンシング製品が自然保護活動に役立つかどうかを判断するには、レッスン1:オンラインコースのリモートセンシングとサンゴ礁マッピングの概要をご覧ください。 新しいウィンドウで開きますサンゴ礁保全のためのリモートセンシングとマッピング.

リモートセンシングの原理

リモート センシングには、光と対象物 (サンゴ、樹木、畑など) との相互作用が含まれます。 XNUMXつの主要なコンポーネントがあります。

  • A 光源 –太陽または人工のいずれかから
  • An 関心のあるオブジェクト (例、サンゴ、木、家)
  • A センサー 対象の物体によって放出または反射された放射線を集めるプラットフォーム (例えば、衛星、飛行機、ドローン) に取り付けられている
  • A 受信機 センサーから情報を受信する地球上または宇宙
  • A システム リモートセンシング情報をデータに変換する
  • エキスパート データをマップに変換できる

パッシブ衛星ベースのリモートセンシングシステムの表現については、下の図を参照してください。

パッシブリモートセンシング

パッシブ衛星ベースのリモート センシング システムの例。 画像 © ネイチャー コンサーバンシー

リモートセンシングは、電磁放射(光)と物体の間には常に相互作用があるという原則に基づいています。 オブジェクトは、放射線を吸収、反射、散乱、透過、または屈折します。 オブジェクトは、サイズ、方向、テクスチャ、色、または化学組成に応じて、さまざまな方法でリモート センサーに放射線を反射します。

たとえば、乾いた白い砂はアルベドが高く、湿った暗い泥よりも光を反射します。 固有のスペクトル シグネチャを作成し、生息地、オブジェクト、またはテクスチャの区別を可能にするのは、反射パターンの違いです。

反射された波長はセンサーによって検出され、コンピューターによってデータに変換されます。 これにより、温度、化学組成、高さ、水分量など、画像だけでなく、大規模な空間スケールでリモートで情報を収集することができます。 リモート センシングとマッピング スキルを持つ専門家が、コンピューターで生成されたデータをマップに変換します。 マップは、地元の知識と地理データを組み合わせた参加型マッピングなどのアプリケーションで、専門家でなくてもすぐに使用できます。

センサーの種類

センサーは、光源に応じてアクティブまたはパッシブのいずれかに分類されます。 それらは、衛星、飛行機、さらにはドローンなどのさまざまなプラットフォームに取り付けることができます。

パッシブおよびアクティブ センサー

リモート センシングのパッシブ センサーとアクティブ センサーの違い。 画像©TheNature Conservancy

パッシブセンサー 地球の表面から反射または放出される自然エネルギーを記録します。 パッシブセンサーによって検出される最も一般的な放射線源は、反射された太陽光です。 パッシブ センサーの例としては、フラッシュがオフになっているカメラがあります。

アクティブセンサー 観察する物体を照らすために、レーザーやマイクロ波電磁放射などの独自のエネルギー源を提供します。 アクティブセンサーは、調査対象の方向に放射線を放出することにより、昼夜を問わず動作できます。 アクティブセンサーの例は、フラッシュがオンになっているカメラです。

スペクトル署名

衛星画像と航空画像は、デジタル カメラから取得した画像のように、グリッドに編成されたピクセルで構成されています。 各ピクセルには、各領域の明るさを数値で表す数値情報が含まれています。 センサーは、さまざまな波長で領域の明るさをキャプチャします。 たとえば、衛星 WorldView 2 のセンサーは、2 つしか使用しない Planet Dove センサーと比較して、異なる波長で XNUMX つのバンドを使用して画像をキャプチャします。 WorldViewXNUMXセンサーのスペクトル分解能は高くなっています。

スペクトル分解能の違い

Allen Coral Atlas のサンゴ礁画像をキャプチャするために使用される Planet Dove のマルチスペクトル センサー (4 バンド) と WorldView-2 のマルチスペクトル センサー (9 バンド) のスペクトル解像度の比較WorldView-2はより高いスペクトル解像度を持っています。 画像©DigitalGlobe

地球上の各オブジェクトには、光を反射する独自の方法である独自のスペクトルシグネチャがあります。 センサーのスペクトルバンドが多いほど、これらのスペクトルシグネチャをキャプチャし、オブジェクト間の反射の違いを示すのに適しています。

スペクトル署名

オーストラリアのヘロン リーフで水中で測定された、さまざまな底生生物および基質クラスのスペクトル シグネチャ。 Nは、曲線を取得するために測定されたサンプルの数です。 出典:Leiper etal。 2014年

サンゴ礁などの水中の特徴をマッピングするのに最も役立つバンドはどれですか?

水は、深さXNUMXメートル以内の波長で入射する放射線の大部分を吸収します。 水柱をさらに透過できる唯一の波長は、可視バンド、沿岸エアロゾル、青、赤、黄、および緑です。 赤色の光が最初に吸収され、次に緑色、次に青色の光が吸収され、最も透明な水であっても、水中の特徴の観察を制限します。 これらの可視バンドから、サンゴ、藻類、海草などの水中の特徴のスペクトルシグネチャを抽出しようとします。

サンゴ礁の鮮やかな色

サンゴ礁の鮮やかな色。 写真©ジェフ・ヨノーバー

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