2015 Fiscal Year Research-status Report
太平洋を漂流する津波瓦礫の監視手法の開発と日本海不法投棄ゴミ監視への応用
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25560176
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| Research Institution | Fukui University of Technology |
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Principal Investigator |
青山 隆司 福井工業大学, 工学部, 教授 (60350807)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 海ゴミ / 衛星リモートセンシング / 高解像度衛星画像 / スペクトル / Spectral Angle Mapper |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度、27年度を通して実施してきた研究内容は、日本海を漂流する不法投棄ゴミを含む海ゴミを、人工衛星の画像データを用い、日本海沿岸域に漂着する前に海上で発見し監視する手法を開発することであった。小規模（平均的には数十cm）な海ゴミは、現在入手可能な最も空間解像度の高い衛星画像（解像度1~2m）を用いても直接確認することは出来ない。そこで、海ゴミを直接確認するのではなく、海ゴミを含む画素と含まない画素のスペクトルの違いに着目し、その違いを示す効果的な指標を見出し、海ゴミを含む画素の候補を定量的に抽出する手法を開発してきた。具体的には、衛星の観測バンドに対する2次元散布を用いる方法、2次元散布図の回帰直線からの距離を表すヒストグラムを用いる方法、n（衛星の観測バンド数）次元空間のSpectral Angle Mapper (SAM)を使用する方法などを提案してきた。特に平成27年度後半において、SAMを用いた海ゴミ抽出手法の妥当性を検証するため、高解像度衛星画像により明確に同定できる大きさの物体（具体的には定置網を支えるブイ）を用い、意図的に解像度を落とした衛星画像を作成し、その画像からは確認できないブイを、SAMを用いることにより抽出可能であることを示し、SAMを用いる抽出手法の妥当性を示した。しかし、課題もまだ残っているため、1年間の研究期間の延長を行い、平成28年度中に懸案となっている諸問題を解決し、海ゴミ抽出手法を完成させることを目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
海ゴミの抽出手法の開発を行ってきた平成26年度の研究結果を踏まえ、平成27年度は、より確度の高い海ゴミ抽出手法を見出すため、SAMを用いた抽出手法を提案・改良するとともに、その妥当性についての研究を進めてきた。妥当性については、抽出された海ゴミ候補の画素に真に海ゴミが含まれるかどうかを確認する手法を開発した（「研究実績の概要」参照）。これらの研究成果は、研究論文として、あるいは国際学会、国内学会などで発表することにより公表してきた。本研究に関しては、NOAA（アメリカ海洋大気庁）の研究者との間で個人的な情報交換を行っており、この研究は海外でも注目されている。
しかし、解決すべき課題もまだ残っているため、1年間の研究期間の延長承認申請を行い承認された。そこで平成28年度は、抽出された海ゴミ候補の画素に真に海ゴミが含まれるかどうかを確認し、誤抽出された画素を他の情報から除外する手法を開発し、SAMで抽出された結果を修正するアルゴリズム（方法）を開発することに注力する。
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| Strategy for Future Research Activity |
海ゴミの抽出手法として、現時点ではSAMを用いる手法が効果的であることを我々の今までの研究成果として明らかにしてきた。しかし、SAMを用いた抽出手法が完全ではないことも認識している。つまり、白波などを含む反射率が高い画素が海ゴミとして誤抽出される可能性がある。そこで平成28年度は、この誤抽出された画素を白波のスペクトルの特徴を考慮することで確認し、海ゴミ候補画素から取り除く方法を開発する。さらに従来のSAM手法は、高解像度衛星のマルチスペクトル画像をそのまま用いてきたが、パンクロマティック画像を用いて作成したパンシャープン画像の利用とその可能性を検討する。
加えて、この海ゴミ抽出システムの自動化を目指す。具体的には、与えられた衛星画像から海域を抽出し、そこにSAM手法を用いたアルゴリズムを適用し海ゴミを抽出する新たな「海ゴミ自動抽出システム」の開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
交付決定額が申請額より減額され、申請時購入予定の衛星画像処理ソフトウェアが購入できなくなった。そこで、旧バージョンの衛星画像処理ソフトウェアを使用し研究を遂行することにしたため、平成25年度、26年度に続き平成27年度においても研究費に余裕があった。研究面では、当初の目標を達成するために、1年間の研究期間の延長が必要と思われたため、補助事業期間の延長を行い、平成27年度研究費の一部を平成28年度の研究費として繰り越すことになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究に必要な衛星画像の購入費、及び研究成果の公表のため、国際学会、国内学会での研究発表旅費、論文投稿費、論文校正の費用などに充てる予定である。
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