2018 Fiscal Year Research-status Report
地球のつむじ風は惑星共通か～着陸機画像を用いた火星との比較～
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17K14393
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
小郷原 一智 滋賀県立大学, 工学部, 助教 (50644853)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 火星 / ダストデビル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
火星着陸機が撮影した画像に写る地表の模様と，火星周回機が撮影した着陸地点付近の画像を比較して，着陸機が撮影した画像に写るダストデビルと着陸機との距離を導出する予定であった．しかし，先行研究(Greeley et al., 2006; 2010)で示されていない観測日の着陸機画像には，地表の模様が鮮明でないものが多量に含まれていた．ダストデビル-着陸機間距離が計測できなければ，ダストデビルの重要な特徴である直径を計測できない．そこで，画像ヘッダからSpice Toolkit (https://naif.jpl.nasa.gov/naif/toolkit.html) を用いて導出できる着陸機の傾きや測器の視線ベクトル，およびMars Reconnaissance Orbiter (MRO) 搭載のHiRISEで撮影された高解像度画像から作成されたDigital Terrain Model (DTM)を組み合わせることで，地表面の模様が鮮明でなくてもダストデビル-着陸機間距離を導出する方法を開発した．これにより，Spiritのほとんどの観測画像においてダストデビルの直径を見積もることが可能になった．
ダストデビルを自動検出するアルゴリズムは，精度を向上させたうえで前年度までに開発できていた．その精度検証のための正解づくりの意味も含めて，目視によってダストデビルを計数できるインターフェースを開発し，sol 0443からの100 sols間において各solにおけるダストデビル発生数を数えた．その結果，観測時の地方時や季節変化では説明できないダストデビル発生数の変動がみられた．2019年7月に開催される9th International Conference on Marsで発表予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
先行研究で示されいない画像において地表面の模様が鮮明でないためダストデビル-着陸機間距離が計測できず，結果ダストデビルの重要な特徴である直径を計測できない問題は，SPICE toolkitおよび他の観測機器のデータから作成されたDTMを用いることで解決できた．さらに，連続する別画像に写る同一のダストデビルを別のダストデビルとして計数する仕様になっていた問題も，多数の画像を用いて検証できていないものの，テンプレートマッチングを用いることで解決できる見通しがついた．
しかしながら，自動でダストデビルを計数し，同時に，連続する別画像に写る同一のダストデビルを同一と自動で認識する手法を評価するためには，結局は目視検出による正解データが必要になる．目視検出を支援するインターフェースを別途開発したものの，それでも目視でダストデビルを検出し，位置を決め，大きさを決め，それらが同一かどうかを判断するのは，時間がかかる．まだ全観測日の3分の1にも達していない．
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| Strategy for Future Research Activity |
ダストデビルの自動計数は効率的で再現可能であるが，その精度検証には結局目視によるダストデビルの検出，位置決め，大きさの計測，同一性の判断が必要になる．実際に100 sols分の画像を対象に上記の目視検出を行ったところ，すでに開発された自動検出アルゴリズムを支援ツールとして使用して自動検出結果を目視で修正する方法がもっとも精度と効率のバランスが良いと感じられた．そこで，残りの観測データに対しても同様に，自動と目視のハイブリッドで検出，位置決め，大きさ計測，同一性の判断を行う．すべて自動で行うより多少時間はかかるが，（同一性を判断できない）自動検出アルゴリズムの精度が約8割であることを考えれば，時間に見合った精度向上が見込める．上記100 sols分の目視検出結果からは，日変化とも季節変化とも異なるダストデビルの個数変動がみられる．まずは最初の1火星年分だけでも処理できれば，ダストデビルの発生や規模に大気波動に起因する周囲の環境がどのように影響するか明らかになるであろう．
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| Causes of Carryover |
2018年度は妻の出産のため国際学会への参加を見送ったことにより，次年度使用額が生じた．2019年度は7月に9th International Conference on Marsが開催されるとともに，2020年1月には3年に一度開催される火星大気関係の国際学会であるMars Atmosphere: Modeling and Observationsがありえる．交付予定額では不足すると思われるので，その不足分に充てるとともに，ひっ迫してきたデータストレージの拡張にも充てる．
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