Analysis of thermal physiological environment with remote sensing and big data: For urban design
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21H01468
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
一ノ瀬 俊明 国立研究開発法人国立環境研究所, 社会システム領域, 主幹研究員 (30231145)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 勇二郎 国立研究開発法人国立環境研究所, 社会システム領域, 主幹研究員 (70436319)
白木 洋平 立正大学, データサイエンス学部, 教授 (80508416)
大西 暁生 横浜市立大学, データサイエンス学部, 教授 (90435537)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,860,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥3,660,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | リモートセンシング / 熱環境 / 都市計画 / ビッグデータ / 人工知能 |
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| Outline of Research at the Start |
リモートセンシングとビッグデータ分析の融合により、マルチスケールでの典型的な都市熱環境時空間情報抽出を通じて、都市における熱ストレスを監視するシステムを構築し、都市環境行政に適用するほか、都市環境計画（都市デザイン）、人間居住環境の管理・改善技術の提供など、環境モニタリング技術と環境評価能力の向上へ寄与することを目的とする。リモートセンシングデータからの地表面温度情報抽出を通じた、都市熱環境に関するマルチスケールの時空間情報構築を東京などの都市を対象に実施するものであり、都市における多様な熱ストレスの時空間分布をいかにして描き出すかを課題としている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
MODIS衛星によって夏季の４期間において観測された地表面温度データを用いて、日本全域のGlobal Moran’s IとLocal Moran’s Iの2種類のMoran指数を計算することで、最終的にはホットスポットとコールドスポットを抽出した。また、慢性的なホットスポットとして大半が抽出された4つの都市圏（東京、大阪、愛知、九州）を対象に、夏季を中心としたLandsat8衛星データを用いることでSupport Vector Machine、决定木、ロジスティック回帰、ランダムフォレストとK-Nearest Neighborの5種類の機械学習手法によって土地被覆を分類・抽出した。さらに、各都市圏・詳細な地域ごとの各土地被覆分類の回帰係数の正負の符号や回帰係数の空間的な特徴などを把握した。
地理情報システムと国土交通省が主導する日本全国の3D都市モデルの整備・オープンデータ化プロジェクト「PLATEAU」より取得可能な建物のデータを用い、全天日射量が地表面温度に一定の影響を与えていることを統計解析により示した。
衛星リモートセンシングと1次元熱収支・熱伝導モデルを結び付けたシミュレーション手法を提案し、現実的な地表面の熱的特性を表現するパラメータを取得する手法を提案した。従前は近似的に市街地の蒸発効率をβ=0 と仮定したため、都市内の街路樹や公開空地における植栽、屋上緑化などの植生からの蒸発潜熱を表現できなかったが、タワー観測データを併用してバルク輸送係数を取得したことにより、市街地における潜熱フラックスまでも再現することができたほか、グリッド別に蒸発効率と熱慣性のパラメータを取得し、地表面熱収支のシミュレーションを行った結果、対象地域全体をカバーする熱慣性と蒸発効率の空間分布を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の想定に反し、ドイツでの現地調査において予定していた現地研究協力者の協力が、急遽協力者本人の都合により得られないことが判明した。
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| Strategy for Future Research Activity |
日程調整の結果、当該現地研究協力者の協力が可能となる令和6年10月にドイツ現地調査を延期して実施することになった。
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Report
(2 results)
Research Products
(21 results)
