2009 Fiscal Year Annual Research Report
蛍光と偏光散乱画像を用いた海洋生物群観測手法の研究
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20560745
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
山岸 進 Tokyo University of Marine Science and Technology, 産学・地域連携推進機構, 客員教授 (20422579)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村山 利幸 東京海洋大学, 海洋工学部, 教授 (50200308)
荒川 久幸 東京海洋大学, 海洋科学部, 准教授 (40242325)
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| Keywords | 海洋探査・機器 / 海洋環境 / ライダー |
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| Research Abstract |
本研究は、ライダー(Lidar)手法を用いて海洋生物群の偏光散乱及び蛍光を画像観測するためのシステムを提案し、性能評価することを目的とする。今年度実施した研究の成果は以下である。
1.入射レーザの偏光精度および素子の精度と取り付け方がMueller Matrixの計測誤差要因となる。このためStokes Vectorを連続的に表示できる偏光計を用いてこれらの効果を明確にし、調整を行った。
2.試料溶液(プランクトン、牛乳、飲料及びポリスチレン標準試料等)のMueller Matrixを求め、散乱理論による計算値と比較して懸濁粒子の特性(サイズ、形状、光学活性度等)を推定した。
3.野外計測には高出力パルスレーザを光源とするシステムが有利である。このため既存の4-channel検知部に改造を施して、自然光環境で予備実験を行い、パルスレーザを用いたシステムの基本性能を確認し、改良項目を明らかにした。
一方、本システムを評価するには水中背景光やVBF(volume backscattering function)について偏光を考慮した散乱理論が必要となる。
4.このため、光散乱モデル(Rayleigh-Gans, Mie)を用いて多重散乱をモンテカルロシミュレーションするプログラムを作成し、室内実験で得た画像計測結果と比較・検討した。
今後、散乱体および水質に関する資料の充実を図り、ライダーの計測パラメータ(ビーム広がり角、視野角、水面反射、水中減衰)が信号のS/Nに及ぼす効果を評価するとともに精度向上と適用範囲の拡大を図る。
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