植生マッピングにおける衛星画像とドローン画像の比較
参考記事:Satellite vs. drone imagery in vegetation mapping - AgEagle Aerial Systems Inc.
衛星と空撮用マルチスペクトルカメラ技術は似た用途にて使用され、双方のデータは互いに補足し合います。実際にAerobotics社のソフトウェアAeroviewは、衛星画像とドローン画像の両方を組み合わせ、ユーザーに詳細で多様なデータを提供しています。
目次
Aerobotics社ソフトウェアの衛星マップ。
衛星もマルチスペクトルカメラも、リモートセンシング分野で使用されるツールです。吸収されなかった太陽光を物体は反射しますが、その反射光には目に見えるものと見えないものがあります。人間の目は可視光のみを捉えるように設計されていますが、マルチスペクトルカメラや衛星は不可視帯域も測定することができます。
どちらも経時的な変化をデータとして取得しますが、それぞれ対象が異なります。まず、衛星は地球を観測し、マルチスペクトルカメラは、特定の土地を観察します。両方の技術で収集されたデータは、植生の分類とマッピングによく使われ、手作業による現地調査よりも安価で比較的短時間で行うことができます。
例えば、Aeroviewソフトウェアは、衛星画像とマルチスペクトル画像の両方を処理し、樹木ごとの健康状態を正確に分析することで通常目視で発見しにくい問題箇所を浮き彫りにします。そうして完成した植生マップにより、農家は不良樹木を把握し、状況に合わせた対応が可能になります。
マルチスペクトルセンサー
3から10のバンドを持つマルチスペクトルセンサーは、通常、緑、赤、近赤外を含む特定の光スペクトルの波長範囲のデータを取得します。センサーに含まれるバンドの組み合わせにより、土地利用の変化、植生マッピング、天然資源のモニタリングなど、その用途やアプリケーションが決まります。
例えば、MicaSenseシリーズのRedEdge-Pは、5つのバンド(赤、緑、青、近赤外、レッドエッジ)を利用し、植生の健康状態のマッピング、病気の検出、灌漑管理などに使用されるデータを収集します。
上の例は、MicaSenseのカメラをドローンに搭載し撮影した、柑橘類の果樹園の高解像度マルチスペクトル画像です。撮影された画像はAerobotics社によって処理され、各樹木のNDVIとNDRE(クロロフィル)の健康状態に関する情報を取得しました。これらの機能は空撮用センサに限ったものではなく、衛星の中にもマルチスペクトルセンサを使って地表からデータを取得するものがあります。
衛星
人工衛星は地球を監視し、さまざまな自然現象に関するデータを収集するために使用されます。但し、具体的な用途は、使用する機器や衛星軌道の高度によって大きく異なることが特徴です。ランドサットとセンチネルは、リモートセンシング業界では最も一般的でよく知られた衛星プログラムで、その過去のデータには自由にアクセスすることができます。
ランドサット:気候変動、都市化、山火事の監視用
1972年に打ち上げられたランドサット・プログラムは6機の衛星で構成され、うち2機は現在も軌道上にあります(ランドサット7号と8号)。ランドサット8は9つのバンド(コースタル、青、緑、赤、NIR、SWIR-1、SWIR-2、パンクロマチック、シラス、2つのサーマルバンド)で運用され、地上分解能は30mです。ランドサット8は、地表の変化や、気候変動、都市化、山火事などの現象を監視するための画像を撮影します。また、油膜などの汚染物質の動きを特定し、追跡するためにも使用されることがあります。
センチネル:陸、海、大気のモニタリング用
センチネル衛星は、レーダーやマルチスペクトルセンサーなど、さまざまな技術を搭載しています。例えば、Aeroviewソフトウェアは、より高い空間分解能(10m~60m)で画像を収集するSentinel-2を利用しています。可視光スペクトルの13波長に加え、近赤外線と短波赤外線をカバーし、植生マッピング、土壌と水のモニタリング、内陸水路と沿岸地域の検出と追跡に使用される画像を提供しています。
異なる情報源、補完的な画像
人工衛星とマルチスペクトルカメラの主な違いは、コスト、情報入手のしやすさ、スペクトルと空間分解能、雲のような大気現象をコントロールできるかどうかにあります。過去の衛星データは無料で入手できるため、ユーザーは数十年にわたる地表の変化を無料で比較することができます。(但し、気象条件によっては、衛星データが不完全なこともあります。)また、植物の分類のような特定のアプリケーションでは、衛星の空間分解能が問題になることもあります。LandsatもSentinelも地上分解能は10m/pixel以下ですが、マルチスペクトルカメラの分解能は10cm/pixel以上です。
MicaSenseのデュアルカメラシステムとSentinel 2Aの空間解像度を比較するには、ここをクリックしてください。「MicaSense(右)、Sentinel2(左)」
航空写真の方が解像度は高いですが、1平方メートルあたりのコストは高くなります。
どちらを優先するかは用途によりますが、衛星画像と航空画像は補完し合うことができるため、一度に1つのソースしか使用できないということではありません。衛星データはドローンベースの画像よりも過去の記録が多く存在し、両技術で捉えられる帯域が異なるため2つのソースをうまく活用することができます。
問い合わせ
e-mail: jepico_HSP@jepico.co.jp
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