イメージング光散乱計の改良 -沿岸域海色リモートセンシング技術の向上研究-

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K20440
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 丹 佑之 東海大学, 理系教育センター, 講師 (90770909)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 光散乱 / 海色 / リモートセンシング / 沿岸 / 植物プランクトン

Outline of Annual Research Achievements

海の色は海水中に懸濁している物質の種類とその濃度により変化する。海色リモートセンシングとは、海の色の変化から海中に含まれている物質とその濃度を推定する手法である。海色リモートセンシングは広域にわたり瞬時にかつ定期的に植物プランクトン量を観測できるため、水産業において重要な道具の１つとして注目されている。
外洋域における海色リモートセンシング技術はほぼ確立されており、比較的高精度で植物プランクトン量を推定可能である。一方、沿岸域は光学的に複雑である。植物プランクトンが豊富でかつ、河川からの土砂の流入などにより、外洋域に比べ海中の物質とその濃度が変化しやすい。そのため沿岸域の海の色は、時々刻々と変化し様々な色を呈する。 光学的に単純な外洋域用に開発された海色情報処理システムを光学的に複雑な沿岸域に用いることは困難である。この問題を解決し、海色リモートセンシング技術を水産業・養殖業において重要な沿岸域に応用させるには、1) 沿岸海水の光散乱特性を測定できる装置の開発、2) 沿岸海水中に懸濁している物質による光散乱特性を教師データとして含めた海色情報処理システム、が必要である。
本研究の目的は、光散乱特性を瞬時に計測できる試作機を改良し、植物プランクトン現存量の継続的な広域調査に用いる海色情報処理に用いる基礎的な教師データ構築を目指すことにある。
令和元年度～２年度は、蛍光雑音対策を中心とした試作光散乱計の改良を中心に行った。ドローンを用いた沿岸域におけるルーチン的な海色データの観測手法に関する論文を投稿し出版された。また、この論文内容に関し国際学会で発表を行った。これは、本研究の基礎的研究に位置づくものであり、次世代海色情報処理システム開発において重要である。令和３年度は、測定データの信頼性を向上させるため、３Dプリンタを用いて迷光対策を中心に行った。